ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高效率PWM 降压DC/DC 转换器

ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高效率 PWM 降压 DC/DC 转换器
■概要
ELM603xB 是一个电流模式控制和 1.5MHz 固定频率工作的、高効率的同步整流降压 PWM 型 DC/DC
转换器。因是同步整流方式所以无需外接二极管。工作时内部消耗电流为 110μA，关机时消耗电流小
于 1μA。输入电压为 2.5 ～ 5.5V 时工作。可提供 1.5A 的输出电流。
因为是 1.5MHz 的开关频率，实际电路板安装时能够使用小型表面安装电感器线圈和电容器。当输
入电压比设定输出电压低时，开关占空比可连续开启，最大为 100％。
■特点
■用途
· 电流模式控制
· 过热保护
· 固定频率工作
· 手提电话
· PDA、智能手机
· MP3 播放器
: Typ.1.5MHz
· 输出电流　: 1.5A
· 高効率　: Max.95%
· 数码相机
· 无线 LAN、DSL 卡
· 关机电流
· 微机、DSP 用电源
: <1μA
· 工作输入电压　: 2.5V ～ 5.5V
· 携带式电子产品
· 消耗电流 : Typ.90μA
· 占空比控制
: 0 ～ 100% (in dropout)
· 外型封装
: DFN6-2×2, TSOT-25
■绝对最大额定值
项目
VIN 电源电压
SW 引脚外加电压
EN 引脚外加电压
FB 引脚外加电压
SW 峰值电流
记号
Vin
Vsw
Ven
Vfb
Isw
容许功耗
Pd
工作温度
保存温度
Top
Tstg
规格范围
-0.3 ～ +6.0
GND-0.3 ～ Vin+0.3
GND-0.3 ～ Vin
GND-0.3 ～ Vin
3
200 (DFN6-2x2)
200 (TSOT-25)
-40 ～ +85
-65 ～ +150
单位
V
V
V
V
A
mW
℃
℃
注意 : 当长时间处于最大额定值或超过上记规格范围值时，将有可能影响到元件的可靠性。
■产品型号构成
ELM603xB-x
记号
a
b
c
项目
描述
G: DFN6-2x2
L: TSOT-25
产品版本
B
N: DFN6-2x2 ( 参考封装资料 )
包装卷带中 IC 引脚置向
S: TSOT-25( 参考封装资料 )
封装
ELM603 x B - x
↑↑ ↑
a b c
( 注) 包装卷带中 IC 引脚置向只有一种类型。
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Rev.1.1
ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高效率 PWM 降压 DC/DC 转换器
■引脚配置图
DFN6-2x2(俯视图)
6
1
5
2
4
4
3
3
DFN6-2x2(底视图)
6
5
4
4
5
6
1
2
3
3
2
1
5
6
引脚编号
1
2
1
2
3
4
5
6
裸露焊盘
引脚记号
NC
EN
VIN
SW
GND
FB
NC
引脚说明
内部无连接
使能控制输入
主电源
电源开关输出
接地
电压反馈输入
内部无连接
引脚编号
1
2
3
4
5
引脚记号
EN
GND
SW
VIN
FB
引脚说明
使能控制输入
接地
电源开关输出
主电源
反馈输入
TSOT-25(俯视图)
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ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高效率 PWM 降压 DC/DC 转换器
■电路框图
Vin
Slope comp
Current
sense
amplifier
EN
Reference
●
UG
FB/Vout
M1
+
_
●
PWM
PWM
Logic
Comparator
Error
amplifier
Oscillator
LG
● ●
SW
●
GND
M2
Clock
DCC
Zero-current
comparator
+
_
0.6V
●
+
_
■标准电路图
Vin
●
4
●
C1=
4.7µF
2
C5
●
1
L=2.2µH
VIN
SW
GND
EN
FB
3
5
Vout
●
●
C6
R3
●
C3
R1
ELM603LB
●
●
●
R2
C2=
10µF
C4
●
Vin
* Vout=Vref×(1+R1/R2)。
* 上图中没有被指定值的元件是可选的。
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ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高效率 PWM 降压 DC/DC 转换器
■电特性
项目
记号
条件
Vin
△Vout
Vin=2.5V ～ 5.5V
△Vin
Vlr
Vref
Vout 可以调整
Is
Ven=0V
Ven=Vin, Vfb=Vref×1.2V
Iq
( 无开关 )
Ven=0V,
Ileak
Vsw=0V 或 Vin
RdsonP Isw=100mA
RdsonN Isw=-100mA
占空比 =100%
IPcl
电流脉冲宽度 <1ms
Fosc
Tsd
Venh -40℃≦ Top ≦ +85℃
Venl -40℃≦ Top ≦ +85℃
Ien
Ven=0V ～ Vin
电源电压
输出电压 / 线性调整
输出电压负载调整率
参照电压
关机电流
消耗电流
开关漏电电流
PMOSFET 导通电阻
NMOSFET 导通电阻
PMOSFET 电流限制
振荡频率
热关断阈值
EN 高电平输入电压
EN 低电平输入电压
EN 输入电流
没有特别注明时, Vin=3.6V, Top=25℃
最小值 典型值 最大值 单位
2.5
5.5
V
-3
-3
0.588
0.600
0.1
3
%/V
3
0.612
1.0
%
V
μA
110
-1
1.2
μA
1
0.25
0.20
Ω
Ω
2
A
1.5
160
1.8
1.5
-1
μA
0.4
1
MHz
℃
V
V
μA
■封装印字说明
DFN6-2x2
abc
def
记号
a～f
内容
生产组装批号：
0～9和A～Z
TSOT-25
abcde
记号
a～e
内容
生产组装批号：
0～9和A～Z
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Rev.1.1
ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高效率 PWM 降压 DC/DC 转换器
■工作说明
ELM603xB 是一个使用电流模式控制的用固定频率进行工作的 PWM 降压型 DC/DC 转换器。它是为需
要高效率和高密度安装、并需要使用如锂离子电池等低电压源的电子机器而设计的。由于工作效率高，
内部置有开关部件和同步整流器部件而无需外接肖特基二极管。ELM603xB 可在占空比高达 100％下工
作。降压型 DC/DC 转换器的占空比 D 的定义如下所示：
D = Ton × Fosc × 100% = (Vout/Vin) × 100%
( 其中，Ton 为开关导通时间、Fosc 为振荡频率 (1.5MHz)、Vout 为输出电压、Vin 为输入电压 )
1) 电流模式 PWM 控制
带有倾斜补偿的电流模式控制 PWM 因有稳定的开关性能和每个开关周期的电流限制工作从而可以做
到极佳的输入变化负载响应性和保护内部开关部件、及同步整流器部件。ELM603xB 是用 1.5MHz 固定
频率工作、并可以调节输出电压。在每个开关周期里，PWM 转换器通过误差电压反馈量改变线圈的峰
值电流来调整对负载的电力供应量。一般工作状态下，与内部振荡器启动时同步的内部开关部件会在一
段时间里保持导通增加线圈的电流，然后当线圈峰值电流在超过误差电压时内部开关就会关闭。内部开
关关闭后，同步整流晶体管开启。直到进入下一个开关周期或者到线圈电流为零时一直保持导通状态。
负载小的时侯跳过脉冲来改善效率。
2) 回动处理
当输入电压低于输出设定电压时，ELM603xB 会让主开关三极管保持超过一个主开关周期以上的导
通状态 , 这样就能够使占空比增加。当占空比达到 100％时，主开关三极管在受到电流限制之前，为了
给输出提供电流会一直保持导通状态。这时的输出电压就是从输入电压减去主开关和线圈电压下降部分
的电压。
3) 短路保护
ELM603xB 内置有短路保护电路。当输出引脚与接地发生短路时，保护电路会减少振荡频率 , 通过线
圈电流的增大使主电源开关三极管不会超过限制电流。一旦振荡频率从短路状态中恢复过来时，就会回
复到正常的值。
4) 最大负载电流
ELM603xB 在输入电压降到 2.5V 为止时都可正常工作。但是，最大负载电流会随着输入电压的下降
所造成的主开关及同步整流器导通阻值的增大而引起 IR 损失的增加而减少。因此，当斜坡补偿信号在
占空比大于 50% 时，为防止次谐波振荡会使线圈的电流峰值降低 ; 反之，当占空比下降时，会使电流
的限制峰值増加。
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Rev.1.1
ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高效率 PWM 降压 DC/DC 转换器
■典型特性曲线图
·Vout=1.8V :
L=2.2μH, C1=4.7μF, C2=22μF, C3=C4=NC, C5=20μF, R1=40KΩ, R2=20KΩ, Top=25℃
Iout-Efficiency
Iout-Vout
Vin=5V, Vout=1.8V
2.00
90.0
1.95
80.0
Efficiency (%)
1.90
Vout (V)
Vin=5V, Vout=1.8V
100.0
1.85
1.80
1.75
1.70
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
1.65
10.0
1.60
0.1
100
10
1
1000
Iout (mA)
0.0
0.1
10000
1
10
100
Iout (mA)
1000
10000
Vin-Vout
Vin=5V, Vout=1.8V
1.90
Iout=1A
1.85
Vout (V)
1.80
Iout=50mA
1.75
1.70
1.65
1.60
0
1
2
3
Vin (V)
4
5
6
Swiching wave form
Swiching wave form
Vin=5V, Vout=1.8V, Iout=1A
Vin=5V, Vout=1.8V, Iout=50mA
Vsw
5V/Div
Vsw
5V/Div
Vout
5mV/Div
Vout
5mV/Div
IL
500mA/Div
IL
500mA/Div
500nS/Div
500nS/Div
7- 6
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Rev.1.1
ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高效率 PWM 降压 DC/DC 转换器
Power ON/OFF by EN
Load Transient
Vin=5V, Vout=1.8V, Ven=0/4V, Iout=1A
Vin=5V, Vout=1.8V
Ven
5V/Div
Vout(AC)
100mV/Div
Vout
1V/Div
Iout=
1A-10mA
Iout
0.5A/Div
200µS/Div
200µS/Div
Vfb-Top
0.70
Vfb (V)
0.65
0.60
0.55
0.50
-40
-20
0
20
40
Top (�)
60
80
Vout-Top
Fosc-Top
2.00
1700
1.95
1.90
Vout (V)
Fosc (kHz)
1600
1500
1400
1.85
1.80
1.75
1.70
1.65
1300
-40
-20
0
20
40
Top (�)
60
1.60
-40
80
-20
0
7- 7
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20
40
Top (�)
60
80
Rev.1.1