Spansion® 模拟和微控制器产品 本文档包含有关 Spansion 模拟和微控制器产品的信息。尽管本文档内有原来开发该产品规格的公司名称 “富士通”或 “Fujitsu”, 该产品将由 Spansion 提供给现有客户和新客户。 规格的延续 本文档内容并不因产品供应商的改变而有任何修改。文档内容的其他更新,均为改善文档而进行,并已记录在文档 更改摘要。日后如有需要更改文档,其更改内容也将记录在文档更改摘要。 型号的延续 Spansion 将继续提供型号以“MB”开始的现有产品。如欲订购该类产品,敬请使用本文档内列出的产品型号。 查询更多信息 如欲查询更多关于 Spansion 存储器、模拟产品和微控制器产品及其解决方案的信息,请联系您当地的销售办事 处。 FUJITSU SEMICONDUCTOR 数据手册 DS04–27246–3Z ASSP 电源管理应用 内置开关 FET 和电压检测功能 双通道 PFM/PWM 同步整流降压型 DC/DC 转换器 IC MB39C007 ■ 概要 MB39C007是一款采用电流模式,内置电压检测功能的双通道同步整流降压型DC/DC转换器IC。该芯片集成了开关FET、 振荡器、误差放大器、PFM/PWM 控制电路、基准电压源和电压检测电路,外接元件仅为电感和去耦电容。 MB39C007 体积小,是全负载范围内可实现高效的 DC/DC 转换器,最适合用作手机 /PDA 等便携式设备、 DVD 驱动器、 HDD 等的内置电源。 ■ 特征 • 高效率 • 低电流消耗 • 输出电流 • 输入电压范围 • 工作频率 • 内置 PMW 动作固定功能 • 无需续流二极管 • 低压差状态下工作 • 内置高精度基准电压源 • 关闭模式时的电流消耗 • 内置开关 FET • 采用电流模式,输入和负载瞬态响应快 • 内置过温保护功能 • 封装小巧紧凑 : 最大 96% : 30 μA (PFM 时 /ch) : 最大 800 mA/ch : 2.5 V ~ 5.5 V : 2.0 MHz ( 典型值 ) : 支持 100% 占空比 : 1.30 V ± 2% : 低于 1 μA : P-ch MOS 0.3 Ω ( 典型值 ) ,N-ch MOS 0.2 Ω ( 典型值 ) : QFN-24 ■ 应用 • 适用于闪存 ROM • MP3 播放器 • 电子辞典 • 监控摄像头 • 便携式导航器 • DVD 驱动器 • IP 电话 • 网络集线器 • 手机 等 Copyright©2009-2012 FUJITSU SEMICONDUCTOR LIMITED All rights reserved 2012.9 MB39C007 ■ 引脚配置图 ( 俯视图 ) LX2 DGND2 DGND2 DGND1 DGND1 LX1 18 17 16 15 14 13 DVDD2 19 12 DVDD1 DVDD2 20 11 DVDD1 OUT2 21 10 OUT1 MODE2 22 9 MODE1 VREFIN2 23 8 VREFIN1 XPOR 24 7 VDET 1 2 3 4 5 6 CTLP CTL2 CTL1 AGND AVDD VREF (LCC-24P-M10) ■ 引脚功能描述 2 引脚号 引脚符号 I/O 功能 1 CTLP I 电压检测电路控制输入引脚 (L: 电压检测功能停止 , H: 正常工作 ) 2, 3 CTL2, CTL1 I DC/DC 转换器控制输入引脚 (L: 关闭 , H: 正常工作 ) 4 AGND ⎯ 控制部分接地引脚 5 AVDD ⎯ 控制部分电源引脚 6 VREF O 基准电压输出引脚 7 VDET I 电压检测输入引脚 8, 23 VREFIN1, VREFIN2 I 误差增大器 (Error Amp) 的同相输入引脚 9, 22 MODE1, MODE2 I 工作模式切换引脚 (L: PFM/PWM 模式,开路 : PWM 模式 ) 10, 21 OUT1, OUT2 I 输出电压反馈引脚 11, 12 DVDD1 19, 20 DVDD2 ⎯ 驱动部分电源引脚 13, 18 LX1, LX2 O 电感连接输出引脚 关闭时变为高阻抗状态 14, 15 DGND1 16, 17 DGND2 ⎯ 驱动部分接地引脚 24 XPOR O VDET 电路输出引脚 连接 N-ch MOS 开漏电路 DS04–27246–3Z MB39C007 ■ I/O 脚的等效电路图 VDD VDD * LX1, LX2 VREF * GND GND VDD * * VREFIN1, VREFIN2, VDET OUT1, OUT2 * * GND VDD CTL1, CTL2, CTLP * GND VDD XPOR * MODE1, MODE2 * GND * GND DS04–27246–3Z *: ESD 保护元件 3 MB39C007 ■ 框图 VIN AVDD 5 CTL1 DVDD1 11, 12 DVDD2 19, 20 3 ON/OFF OUT1 10 ×3 − DVDD1 Error Amp + IOUT Comp. VREFIN1 8 DAC PFM/PWM L:PFM/PWM OPEN:PWM LX1 13 Logic VOUT1 Control MODE1 Mode Control 9 VIN VIN CTLP VDET VREF CTL2 OUT2 1 7 − ON/OFF 24 XPOR 1.30 V 6 + VREF 2 ON/OFF ×3 21 − Error Amp DVDD2 + IOUT Comp. VREFIN2 23 PFM/PWM L:PFM/PWM OPEN:PWM MODE2 22 LX2 18 Logic Control Mode Control 4 AGND 4 VOUT2 14, 15 DGND1 16, 17 DGND2 DS04–27246–3Z MB39C007 • 关于电流模式 • 传统的电压模式 : 比较下记两项,通过控制占空比达到稳定输出电压的目的。 - 输出电压通过 Error Amp 负反馈得到的电压 (VC) - 基准三角波 (VTRI) • 电流模式 : 将振荡器 ( 矩形波发生电路 ) 和开关 FET 的电流和进行 I-V 转换,用转换后的电压 (VIDET) 取代三角波 (VTRI)。 比较下记两项,通过控制占空比达到稳定输出电压的目的。 - 输出电压通过 Error Amp 负反馈得到的电压 (VC) - 将振荡器 ( 矩形波发生电路 ) 和开关 FET 的电流和进行 I-V 转换后的电压 (VIDET) 电压模式示例 电流模式示例 VIN VIN 振荡器 Vc − VTRI + Vc S + R VIDET Vc − Q SR-FF VIDET VTRI Vc ton toff toff ton ( 注 ) 上记示例旨在展示工作原理,与实际的 IC 工作稍有不同。 DS04–27246–3Z 5 MB39C007 ■ 各部分的功能 • PFM/PWM 逻辑控制电路 正常工作时,在内置振荡器 ( 方波振荡电路 ) 发出的频率 (2.0 MHz) 下控制内置 P-ch MOS FET 和 N-ch MOS FET,从而 进行同步整流动作。轻负载模式下进行间歇 (PWM) 工作。 该电路保护同步整流引起的贯通电流和非连续动作时的电流逆流。 • LOUT 比较器电路 该电路检测内置 P-ch MOS FET 流到外接电感的电流 (ILX)。 将 ILX 的峰值电流 IPK 进行 I-V 转换,并将转换过来的 VIDET 和 Error Amp 的输出做比较,通过 PFM/PWM 逻辑控制电路,关 闭内置 P-ch MOS FET。 • 误差放大器 (Error Amp) 相位补偿电路 比较 REF 等的基准电压和输出电压。本 IC 内置相位补偿电路,已进行调整以达到最佳工作状态。所以,不必考虑相位补偿 电路,也不必为了相位补偿外接元件。 • VREF 电路 BGR( 带隙基准 ) 电路生成高精度的基准电压。输出电压为 1.30 V ( 典型值 )。 • 电压检测 (VDET) 电路 该电路监视 VDET 引脚电压。一般来说,需要通过外部电阻上拉使用。 VDET 引脚电压为 0.6 V 时,变为 H 电平。 时序图 : (XPOR 引脚上拉至 VIN) VIN VUVLO CTLP VDET VTHHPR VTHLPR XPOR VUVLO:UVLO 阈值电压 VTHHPR, VTHLPR:XPOR 阈值电压 • 保护电路 MB39C007 内置过温保护电路。 结温达到 +135 °C 时,过温保护电路将都关闭 N-ch 和 P-ch 的开关 FET。 此外,当结温降到 +110 °C 时,开关 FET 恢复正常工作。 因为控制方式是电流模式,PFM/PWM 控制电路也随时监控电流的峰值。 6 DS04–27246–3Z MB39C007 • 功能表 输入 CTL1 CTL2 输出 CTLP L H L L H MODE CH1 功能 CH2 功能 VDET 功能 VREF 功能 停止 * L 开关动作 工作 停止 停止 工作 停止 工作 H L 停止 L H L L H H 工作 停止 停止 工作 L L H 工作 工作 H H PFM/PWM 模式 L 工作 停止 停止 工作 1.3 V 输出 停止 工作 H L 停止 Open H L L H H H PWM 固定模式 工作 停止 停止 工作 工作 工作 *: 未定 DS04–27246–3Z 7 MB39C007 ■ 绝对最大额定 项目 电源电压 信号输入电压 XPOR 上拉电压 符号 条件 VDD VISIG VIXPOR 最大 AVDD = DVDD1 = DVDD2 - 0.3 + 6.0 OUT1, OUT2 引脚 - 0.3 VDD + 0.3 CTLP, CTL1,CTL2, MODE1, MODE2 引脚 - 0.3 VDD + 0.3 VREFIN1, VREFIN2 引脚 - 0.3 VDD + 0.3 VDET 引脚 - 0.3 VDD + 0.3 XPOR 引脚 - 0.3 + 6.0 V - 0.3 VDD + 0.3 V ⎯ 1.8 A VLX LX1, LX2 引脚 LX 峰值电流 IPK ILX1, ILX2 的上限值 Ta ≤ + 25 °C PD Ta = + 85 °C 工作环境温度 保管温度 单位 最小 LX 电压 容许损耗 额定值 ⎯ 3125* * * ⎯ 1563*1, *2, *4 ⎯ 1250 *1, *2, *3 ⎯ 625*1, *2, *4 V V 1, 2, 3 mW mW Ta ⎯ - 40 + 85 °C TSTG ⎯ - 55 + 125 °C *1: 关于 Ta = + 25 °C~ + 85 °C 间的容许损耗,请参考 "■ 典型工作特性例 容许损耗 - 工作环境温度 "。 *2: 贴装在 11.7 cm × 8.4 cm 的 4 层环氧树脂板时 *3: 在带散热通孔的 4 层环氧树脂板上贴装 IC, 然后将 IC 上的散热片与环氧树脂板连接 ( 散热通孔 = 9 个 )。 *4: 在不带散热通孔的 4 层环氧树脂板上贴装 IC, 再将 IC 上的散热片与环氧树脂板连接。 < 注意事项 > • 在 AGND 引脚、DGND1 引脚、DGND2 引脚上施加 -0.3 V 以下的负电压时,有可能导致寄生晶体管启动, 引发误动作。 • 若将 LX 引脚与 AVDD、 DVDD1/DVDD2 或者 AGND、 DGND1/DGND2 短路连接,则会损坏芯片。 < 警告 > 8 如在半导体器件上施加的负荷 ( 电压、电流、温度等 ) 超过最大额定值,将会导致该器件永久性损坏,因此任何 参数均不得超过其绝对最大额定值。 DS04–27246–3Z MB39C007 ■ 推荐工作条件 项目 电源电压 VREFIN 电压 CTL 电压 符号 条件 VDD VREFIN 典型 最大 AVDD = DVDD1 = DVDD2 2.5 3.7 5.5 V ⎯ 0.15 ⎯ 1.30 V CTLP, CTL1. CTL2 引脚 0 ⎯ 5.0 V ILX1, ILX2 ⎯ ⎯ 800 mA 2.5 V ≤ AVDD = DVDD1 = DVDD2 < 3.0 V ⎯ ⎯ 0.5 3.0 V ≤ AVDD = DVDD1 = DVDD2 ≤ 5.5 V ⎯ ⎯ 1 IPOR ⎯ ⎯ ⎯ 1 mA L ⎯ ⎯ 2.2 ⎯ μH ILX VREF 输出电流 XPOR 电流 电感值 单位 最小 VCTL LX 电流 规格值 IROUT mA ( 注意事项 ) 在电源电压 (VIN) 和 DC/DC 转换器输出电压 (VOUT) 的压差小的使用条件下,有时可输出较低电流。这是受坡度 补偿影响的结果,并非本器件导致的损坏。 < 警告 > 为确保半导体器件的正常工作,其须满足所推荐的运行环境或条件。器件在所推荐的环境或条件下运行时,其全 部电气特性均可得到保证。请务必在所推荐的工作环境或条件范围内使用该半导体器件。如超出该等范围使用, 可能会影响该器件的可靠性并导致故障。 本公司对本数据手册中未记载的使用范围、运行条件或逻辑组合不作任何保证。如果用户欲在所列条件之外使用 器件,请务必事先联系销售代表。 DS04–27246–3Z 9 MB39C007 ■ 电气特性 (Ta = + 25 °C、 AVDD = DVDD1 = DVDD2 = 3.7 V、 VOUT1/VOUT2 设定值 = 2.5 V、 MODE1/MODE2 = 0 V) 项目 符号 检测 引脚 输入电流 IREFIN 8, 23 输出电压 规格值 单位 最小 典型 最大 VREFIN = 0.15 V ~ 1.3 V -100 0 + 100 nA VOUT VREFIN = 0.833 V, OUT = -100 mA 2.45 2.50 2.55 V 输入稳压误差 LINE 2.5 V ≤ AVDD = DVDD1 = 1 10, 21 DVDD2 ≤ 5.5 V* ⎯ ⎯ 10 mV 负载稳压误差 LOAD -100 mA ≥ OUT ≥ -800 mA ⎯ ⎯ 10 mV OUT 引脚 输入阻抗 ROUT OUT = 2.0 V 0.6 1.0 1.5 MΩ 输出 GND 短路时 0.9 1.2 1.7 A ⎯ 30 ⎯ mA 1.6 2.0 2.4 MHz ⎯ 45 80 μs ⎯ -10* ⎯ mV LX1/LX2 = -100 mA ⎯ 0.30 0.48 Ω LX1/LX2 = -100 mA ⎯ 0.20 0.42 Ω LX 峰值电流 PFM/PWM 切换 电流 DC/DC 转换器部分 开关频率 启动延迟时间 IPK IMSW tPG VNOFF 开关 PMOS-FET 导通阻抗 RONP 开关 NMOS-FET 导通阻抗 RONN 13, 18 ⎯ + 8.0 μA ILEAKH VDD = 5.5 V 0 ≤ LX ≤ VDD*2 -2.0 ⎯ + 16.0 μA + 120* + 135* + 160* °C + 95* + 110* + 125* °C 2.17 2.30 2.43 V 2.03 2.15 2.27 V 0.08 0.15 0.25 V 575 600 625 mV 558 583 608 mV ⎯ 17 ⎯ mV XPOR = 25 μA ⎯ ⎯ 0.1 V XPOR = 5.5 V ⎯ ⎯ 1.0 μA VTHHUV XPOR 输出电流 ⎯ -1.0 UVLO 阈值电压 电压检测电 XPOR 迟滞幅度 路部分 XPOR 输出电压 2, 3, C1/C2 = 4.7 μF, OUT = 0 A, 10, 21 OUT1/OUT2: 0 → 90% VOUT 0 ≤ LX ≤ VDD*2 TOTPH XPOR 阈值电压 ⎯ ILEAKM 过温保护 ( 结温 ) UVLO 迟滞幅度 13, 18 fOSC 开关 NMOS-FET 关断电压 LX 漏电流 保护电路 部分 条件 ⎯ ⎯ 5, 11, 12, 19, 20 ⎯ TOTPL VTHLUV VHYSUV VTHHPR VTHLPR 7 IOH ⎯ ⎯ VHYSPR VOL ⎯ 24 *: 该值不是规格值,设计电路时候用作参考。 ( 转下页 ) 10 DS04–27246–3Z MB39C007 ( 承上页 ) (Ta = + 25 °C、 AVDD = DVDD1 = DVDD2 = 3.7 V、 VOUT1/VOUT2 设定值 = 2.5 V、 MODE1/MODE2 = 0 V) 项目 CTL 阈值电压 控制部分 基准电压部分 符号 检测 引脚 条件 典型 最大 ⎯ 0.55 0.95 1.45 V ⎯ 0.40 0.80 1.30 V ⎯ ⎯ 1.0 μA 1.274 1.300 1.326 V VREF = -1.0 mA ⎯ ⎯ 20 mV IVDD1 CTLP/CTL1/CTL2 = 0 V, 全体电路处于 OFF 状态 *3 ⎯ ⎯ 1.0 μA IVDD1H CTLP/CTL1/CTL2 = 0 V, VDD = 5.5 V, 全体电路处于 OFF 状态 *3 ⎯ ⎯ 1.0 μA IVDD21 ① CTLP = 0 V, CTL1 = 3.7 V, CTL2 = 0 V ② CTLP = 0 V, CTL1 = 0 V, CTL2 = 3.7 V, OUT = 0 A ⎯ 30 48 μA IVDD22 CTLP = 0 V, CTL1/CTL2 = 3.7 V, OUT = 0 A ⎯ 50 80 μA 5, 11, ① CTLP = 0 V, CTL1 = 3.7 V, CTL2 = 0 V, MODE1/MODE2 12, 19, = OPEN 20 ② CTLP = 0 V, CTL1 = 0 V, ⎯ 3.5 10.0 mA VTHHCT VTHLCT 1, 2, 3 IICTL 0 V ≤ CTLP/CTL1/CTL2 ≤ 3.7 V VREF 电压 VREF VREF = 0 A LOADREF 关机时的电源电流 DC/DC 工作时的 电源电流 1 (PFM 模式 ) 全体电路部分 DC/DC 工作时的 电源电流 2 (PWM 固定模式 ) 电压检测模式时的 电源电流 工作时的无效电流 单位 最小 CTL 引脚输入电 流 VREF 负载稳压误 差 规格值 IVDD31 6 CTL2 = 3.7 V, MODE1/MODE2 = OPEN, OUT = 0 A IVDD32 CTLP = 0 V, CTL1/CTL2 = 3.7 V, MODE1/MODE2 = OPEN, OUT = 0 A ⎯ 7.0 20.0 mA IVDD5 CTLP = 3.7 V, CTL1/CTL2 = 0 V ⎯ 15 24 μA IVDD ① CTL1 = 3.7 V, CTL2 = 0 V ② CTL1 = 0 V, CTL2 = 3.7 V, VOUT1/VOUT2 = 90%, OUT = 0 A*4 ⎯ 1000 2000 μA *1: AVDD = DVDD1 = DVDD2 的下限值为 2.5 V 或 VOUT 设定值 + 0.6 V 两者中值高的一个。 *2: LX1 引脚和 LX2 引脚的 + 端漏电流包括内部电路的电流。 *3: 流入到 AVDD、 DVDD1、 DVDD2 引脚的电流总和。 *4: 100% 占空比 ( 高端 FET 全导通 ) 的状态下的功耗。因是全导通状态 ( 未进行开关动作 ),未包括开关 FET 栅极驱动电 流。另外,负载电流也同样未含在内。 DS04–27246–3Z 11 MB39C007 ■ 典型工作特性测试电路图 MB39C007 VDD VDD SW CTL1/CTL2 DVDD1/DVDD2 R1 1 MΩ SW AVDD MODE1/MODE2 R3-1 20 kΩ R3-2 150 kΩ R4 300 kΩ VIN C2 4.7 µF R5 510 kΩ R6 100 kΩ VREF LX1/LX2 VDET OUT1/OUT2 C3 0.1 µF L1 2.2 µH VOUT1/ VOUT2 IOUT C1 4.7µF DGND1/DGND2 VREFIN1/VREFIN2 AGND GND C6 0.1 µF 输出电压 = 2.97 × VREFIN 元件号 规格 生产厂商 R1 1 MΩ KOA RK73G1JTTD D 1 MΩ 型号 R3-1 R3-2 20 kΩ 150 kΩ SSM SSM RR0816-203-D RR0816-154-D R4 300 kΩ SSM RR0816-304-D R5 510 kΩ KOA RK73G1JTTD D 510 kΩ R6 100 kΩ SSM RR0816-104-D C1 4.7 μF TDK C2012JB1A475K C2 4.7 μF TDK C2012JB1A475K C3 0.1 μF TDK C1608JB1E104K C6 0.1 μF TDK C1608JB1H104K L1 2.2 μH TDK VLF4012AT-2R2M 备注 设定 VOUT1/VOUT2 = 2.5 V 时 用于慢启动时间调整 ( 注意事项 ) 上记为推荐元件,均通过本公司的工作状况确认。 TDK : TDK 株式会社 SSM : 进工业株式会社 KOA : KOA 株式会社 12 DS04–27246–3Z MB39C007 ■ 应用手册 [1] 选择元件 • 选择外接电感 基本上无需设计电感。本 IC 是按照 " 使用 2.2 μH 的电感时可最高效地工作 " 设计的。 电感的饱和电流额定值要大于使用条件下的 LX 峰值电流并尽量选用 DC 阻抗小的电感。( 推荐 100 mΩ 以下的电感 ) LX 峰值电流 IPK 可通过以下算式求得。 IPK = IOUT + L VIN - VOUT L × D fosc × 1 2 = IOUT + (VIN - VOUT) × VOUT 2 × L × fosc × VIN : 外接电感 IOUT : 负载电流 VIN : 电源电压 VOUT : 输出设定电压 D : 开关的占空比 ( = VOUT / VIN) fosc : 开关频率 (2.0 MHz) 例 : VIN = 3.7 V、VOUT = 2.5 V、IOUT = 0.8 A、L = 2.2 μH、fosc = 2.0 MHz 时 峰值电流最大值 IPK 为 : IPK = IOUT + (VIN - VOUT) × VOUT 2 × L × fosc × VIN = 0.8 A + (3.7 V - 2.5 V) × 2.5 V 2 × 2.2 μH × 2.0 MHz × 3.7 V ≈ 0.89 A • I/O 电容器的选择 • 为了减少纹波电流对 VDD 输入电容器造成的损耗,需特别选择等效串联电阻 (ESR) 低的电容。 • 对于输出电容器,也请选择等效串联电阻 (ESR) 低的。相当于电感电流脉动量的纹波电流流入输出电容,该脉动量与 ESR 的积产生纹波电压输出。输出电容器的值对 DC/DC 转换器的工作稳定性有重大影响。一般说来,推荐使用 4.7 μF 左右的电容。若纹波电压成为问题时,也可采用电容值较大的电容器。此外,如果输出入的压差不超过 0.6 V,建议使用 10 μF 的输出电容。 • 电容器的种类 无论是输出电容还是输入电容,使用陶瓷电容器对于 ESR 的减小和小型化十分有益。但是电源电路也是发热源,应该避 免使用温度特性为 F 特性 ( - 80% ~ + 20%) 的电容。推荐使用 B 特性 ( ± 10% ~ ± 20%) 的电容。 一般的电解电容器的 ESR 比较高,应尽量避免使用。 钽电容器的 ESR 降低效果虽然好,但发生故障时进入短路模式,十分危险。使用钽电容器时,建议使用带保险丝的。 DS04–27246–3Z 13 MB39C007 [2] 设定输出电压 本 IC 的输出电压 VOUT(VOUT1 或 VOUT2) 由 VREFIN(VREFIN1 或 VREFIN2) 上的电压决定。VREFIN 上的电压由外部电源 提供或通过电阻分压 VREF 输出设定。 通过电阻分压 VREF 设定 VREFIN 电压时,输出电压用下记算式表示。 VOUT = 2.97 × VREFIN, VREFIN = R2 R1 + R2 × VREF (VREF = 1.30 V) MB39C007 VREF VREF R1 VREFIN VREFIN R2 ( 注意事项 ) 关于电路结构示例,详情参照 "■ 应用电路示例 "。 虽然电阻比决定输出电压,但选定的电阻值要使电阻上的电流不超出 VREF 电流的额定值 (1 mA)。 [3] 转换效率 转换效率可通过减少 DC/DC 转换器电路的损耗得以改善。 DC/DC 转换器的总损耗 (PLOSS) 从大类上可分为以下几种。 PLOSS = PCONT + PSW + PC PCONT : 控制电路损耗 ( 本 IC 工作时使用的功率,含内部开关 FET 的栅极驱动功率 ) PSW : 开关损耗 ( 本 IC 内置开关 FET 切换时发生的损耗 ) PC : 导通损耗 ( 电流流入本 IC 内置开关 FET 和外接电路时发生的损耗 ) 本 IC 的控制电路损耗 (PCONT) 非常小,不超过 100 mW*( 无负载时 )。 因本 IC 内置高速、低损耗的开关 FET,在高负载时的损耗方面,导通损耗 (PC) 比控制电路损耗 (PCONT) 和开关损耗 (PSW) 大得多。 导通损耗 (PC) 从大类上可分为内置开关 FET 的导通阻抗产生的损耗和外部电感的串联电阻产生的损耗两种。 PC = IOUT2 × (RDC + D × RONP + (1 - D) × RONN) D RONP RONN RDC IOUT : 开关的占空比 ( = VOUT/VIN) : 内置 P-ch 开关 FET 的导通阻抗 : 内置 N-ch 开关 FET 的导通阻抗 : 外部电感的串联电阻 : 负载电流 根据上记算式,要通过选择元件改善效率,降低 RDC 是关键。 *: 这是连续工作时的损耗。低负载时 , 本 IC 为执行 PFM 动作会更加抑制损耗 ( 无负载时不超过 100 μA)。根据流入到开关 FET 的电流峰值 IPK 进行模式切换,此时阈值约为 30 mA。 14 DS04–27246–3Z MB39C007 [4] 容许损耗和热设计 本 IC 是高效芯片,一般情况下无需考虑容许损耗和热设计的问题,仅在低电源电压、高负载、高输出电压和高温的条件下 使用时需要考虑。 内部损耗 (P) 大致可用以下算式表示。 P = IOUT2 × (D × RONP + (1 - D) × RONN) D RONP RONN IOUT : 开关的占空比 ( = VOUT/VIN) : 内置 P-ch 开关 FET 的导通阻抗 : 内置 N-ch 开关 FET 的导通阻抗 : 输出电流 上记算式主要表示的是导通损耗。内部损耗还包含开关损耗和控制电路的损耗,但这些损耗相对于导通损耗微不足道,所 以不成问题。 因本 IC 的 RONP > RONN,所以占空比越大,损耗也相应地越大。 假定 VIN = 3.7 V、Ta = +70 °C,根据 "MOS FET 导通阻抗 - 工作环境温度特性图 ",RONP = 0.36 Ω,RONN = 0.30 Ω。VOUT = 2.5 V 且 IOUT = 0.6 A 时,IC 内部的损耗为 P = 123 mW。根据容许损耗 - 工作环境温度特性图,工作环境温度 Ta 为 +70 °C 时的容许损耗是 300 mW,内部损耗比容许损耗小。 [5] XPOR 阈值电压 [VPORH, VPORL] 设定 通过外部电阻向 VDET 引脚施加电压,可根据下列公式设定检测电压。 VPORH = VPORL = R3 + R4 R4 R3 + R4 R4 × VTHHPR × VTHLPR VTHHPR = 0.600 V VTHLPR = 0.583 V • 设定 3.7 V 检测 R3 = 510 kΩ R4 = 100 kΩ VPORH = VPORL = 510 kΩ + 100 kΩ 100 kΩ 510 kΩ + 100 kΩ 100 kΩ × 0.600 = 3.66 ≈ 3.7 [V] × 0.583 = 3.56 ≈ 3.6 [V] VIN MB39C007 AVDD R3 1 MΩ VDET R4 DS04–27246–3Z XPOR XPOR 15 MB39C007 [6] 瞬态响应 保持VIN、VOUT 在稳定的状态下,让IOUT 发生突变,确认响应时间、过冲电压、反冲电压等的响应。本IC内置最优化的Error Amp,所以显示出良好的响应性。但在负载电流突变时振铃较大时,须追加电容 C6 ( 例 : 0.1 μF) ( 因电容 C6 的原因,启动 时间会发生变化,连同启动波形一起,须加以确认 )。DAC 输入时不需要。 MB39C007 VREF VREF R1 VREFIN VREFIN1/ VREFIN2 R2 C6 [7] 印刷电路板布局和设计示例 要使 IC 稳定工作,需在电路板的布局设计上下功夫。 布局时要注意以下几点。 • 输入电容 (Cin) 尽量配置在 VDD 和 GND 引脚附近。其他的电路板层有电源和接地层时,请在该电容引脚至近的地方设 置 TH ( 通孔 )。 • 在输入电容 (Cin)、输出电容 (Co)、外接电感 (L) 和本 IC 之间有大 AC 电流通过。配置这些元件时要尽量靠近 IC,要尽量 想办法减小这些元件组成的环路面积。不仅如此,还应尽量把这些元件贴装在同一个层面,布线时不使用 TH。布线时采 用短而宽的直线。 • AVDD 的旁路电容尽量设置到 AVDD 和 AGND 引脚附近。基板上若有电源和 GND 焊盘,请在电容引脚附近设置 TH ( 通 孔 )。 • 至 OUT 的反馈线从输出电容 (Co) 的电压输出端引脚至近处布线。此外,OUT 引脚的感应度高,布线时请尽量远离本 IC 的 LX1 引脚和 LX2 引脚的布线。 • 用电阻分压的方法为提供 VREFIN 电压时,配置电阻时要考虑尽量使 VREFIN 的布线短。要尽量让 VREFIN 电阻的 GND 引脚靠近 IC 的 AGND 引脚,并设置控制系统的 GND 等,使两者之间的连线没有大电流流过。为 VREFIN 设置旁路电容 器时,需将电容器配置在离 VREFIN 引脚最近的地方。 • 基于电阻分压施加 VDET 电压时,设置电阻以使 VDET 的配线尽量的短。进行相关设置可使 VDET 电阻的 GND 引脚与 IC 的 AGND 引脚尽量靠近。还可以为控制线提供 GND,电阻可以通过不带电流的线路连接。 • 请尽量在 IC 贴装面设置 GND 焊盘。如果是 QFN-24 封装品,为了有效散热,推荐在散热垫的焊盘部分设置散热通孔。 16 DS04–27246–3Z MB39C007 • IC SW 系统元件配置示意图 Co L VIN Co L GND Cin Cin VIN 反馈线 反馈线 1pin GND VIN AVDD 旁路电容 • 电路设计时的注意事项 • 本 IC 监控开关动作中的峰值电流,这虽起到短路保护作用,还是应该避免长时间输出短路的状态。特别是在 VIN < 2.9 V 时短路的情况下,电流极限值 ( 电感的峰值电流 ) 有上升的倾向。若持续这样的短路状态,则本 IC 的温度也继续上升,引 发过温保护功能启动。 过温保护功能使输出停止,从而 IC 温度降下后,输出重启。即,输出启动、停止重复进行。 上记现象虽不至于损坏 IC,但长时间持续的话,有可能因本 IC 周围过热产生影响。必须加以注意。 DS04–27246–3Z 17 MB39C007 ■ 典型工作特性示例 ( 下记特性示例是 "■ 典型工作特性测定电路图 " 所示电路的特性例 ) • 代表特性 CH1 转换效率 − 负载电流 (PFM/PWM 模式 ) 转换效率 − 负载电流 (PFM/PWM 模式 ) 100 100 VIN = 3.7 V VIN = 3.7 V VIN = 3.0 V 90 80 VIN = 4.2 V 70 VIN = 5.0 V 转换效率 η (%) 转换效率 η (%) 90 Ta = +25°C VOUT = 2.5 V MODE = L 60 10 100 80 VIN = 4.2 V 70 60 50 1 VIN = 3.0 V 50 1000 VIN = 5.0 V 1 10 1000 负载电流 IOUT (mA) 转换效率 − 负载电流 (PFM/PWM 模式 ) 转换效率 − 负载电流 (PFM/PWM 模式 ) 100 VIN = 3.7 V VIN = 3.7 V 90 90 VIN = 3.0 V 转换效率 η (%) 转换效率 η (%) 100 负载电流 IOUT (mA) 100 80 VIN = 4.2 V 70 VIN = 5.0 V Ta = +25°C 60 50 Ta = +25°C VOUT = 1.2 V MODE = L 50 10 100 负载电流 IOUT (mA) VIN = 5.0 V 70 Ta = +25°C 60 VOUT = 1.8 V 1 VIN = 4.2 V 80 1000 VOUT = 3.3 V MODE = L 1 10 100 1000 负载电流 IOUT (mA) ( 转下页 ) 18 DS04–27246–3Z MB39C007 转换效率 − 负载电流 (PWM 固定模式 ) 转换效率 − 负载电流 (PWM 固定模式 ) 100 100 90 90 VIN = 3.0 V 80 70 转换效率 η (%) 转换效率 η (%) 80 VIN = 3.7 V 60 50 VIN = 4.2 V 40 VIN = 5.0 V 10 50 VIN = 5.0 V 40 Ta = +25°C VOUT = 1.2 V MODE = OPEN 0 1 10 100 1 1000 10 100 负载电流 IOUT (mA) 负载电流 IOUT (mA) 转换效率 − 负载电流 (PWM 固定模式 ) 转换效率 − 负载电流 (PWM 固定模式 ) 1000 100 VIN = 3.7 V 90 80 VIN = 3.0 V 80 70 60 VIN = 4.2 V 50 VIN = 5.0 V 40 VIN = 3.7 V 90 转换效率 η (%) 转换效率 η (%) VIN = 4.2 V 10 100 70 VIN = 4.2 V 60 50 VIN = 5.0 V 40 30 30 Ta = +25°C 10 10 0 1 10 100 负载电流 IOUT (mA) Ta = +25°C VOUT = 3.3 V MODE = OPEN 20 VOUT = 1.8 V MODE = OPEN 20 0 VIN = 3.0 V 60 20 Ta = +25°C VOUT = 2.5 V MODE = OPEN 20 70 30 30 0 VIN = 3.7 V 1000 1 10 100 1000 负载电流 IOUT (mA) ( 转下页 ) DS04–27246–3Z 19 MB39C007 输出电压 − 输入电压 (PWM 固定模式 ) 输出电压 − 输入电压 (PFM/PWM 模式 ) 2.60 2.60 2.58 Ta = +25°C V OUT = 2.5 V MODE = L 2.54 2.56 输出电压 VOUT (V) 输出电压 VOUT (V) 2.56 IOUT = 0 A 2.52 2.50 2.48 IOUT = -100 mA 2.46 Ta = +25°C V OUT = 2.5 V MODE = OPEN 2.58 2.54 IOUT = 0 A 2.52 2.50 2.48 2.46 2.44 2.44 2.42 2.42 2.40 2.0 3.0 4.0 5.0 2.40 6.0 输入电压 VIN (V) IOUT = -100 mA 2.0 5.0 6.0 2.60 2.60 Ta = +25°C V IN = 3.7 V V OUT = 2.5 V MODE = L 2.56 Ta = +25°C 2.58 VIN = 3.7 V VOUT = 2.5 V MODE = OPEN 2.56 输出电压 VOUT (V) 2.58 输出电压 VOUT (V) 4.0 输入电压 VIN (V) 输出电压 − 负载电流 (PWM 固定模式 ) 输出电压 − 负载电流 (PFM/PWM 模式 ) 2.54 2.52 2.50 2.48 2.54 2.52 2.50 2.48 2.46 2.46 2.44 2.44 2.42 2.42 2.40 3.0 2.40 0 200 400 负载电流 IOUT (mA) 600 800 0 200 400 600 800 负载电流 IOUT (mA) ( 转下页 ) 20 DS04–27246–3Z MB39C007 基准电压 − 工作环境温度 基准电压 − 输入电压 1.40 1.40 Ta = +25°C V OUT = 2.5 V 1.38 1.36 基准电压 VREF (V) 基准电压 VREF (V) 1.36 1.34 IOUT = 0 A 1.32 1.30 1.28 IOUT = -100 mA 1.24 1.32 1.30 1.28 1.24 1.22 1.22 2.0 3.0 4.0 5.0 1.20 -50 6.0 +100 输入电流 − 输入电压 (PFM/PWM 模式 ) 输入电流 − 输入电压 (PWM 固定模式 ) 10 45 9 40 8 35 7 30 25 20 15 Ta = +25°C VOUT = 2.5 V MODE = L 10 6 5 4 3 Ta = +25°C V OUT = 2.5 V MODE = OPEN 2 1 5 0 2.0 +50 输入电压 VIN (V) 50 0 0 工作环境温度 Ta ( °C) 输入电流 IIN (mA) 输入电流 IIN (μA) 1.34 1.26 1.26 1.20 V IN = 3.7 V VOUT = 2.5 V IOUT = 0 A 1.38 3.0 4.0 输入电压 VIN (V) 5.0 6.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 输入电压 VIN (V) ( 转下页 ) DS04–27246–3Z 21 MB39C007 输入电流 − 工作环境温度 (PWM 固定模式 ) 50 10 45 9 40 8 输入电流 IIN (mA) 输入电流 IIN (μA) 输入电流 − 工作环境温度 (PFM/PWM 模式 ) 35 30 25 20 10 5 4 VIN = 3.7 V VOUT = 2.5 V MODE = OPEN 2 1 5 0 0 -50 0 +50 +100 -50 +100 +50 工作环境温度 Ta ( °C) 开关频率 − 电源电压 开关频率 − 工作环境温度 2.4 Ta = +25°C VOUT = 1.8 V IOUT = -100 mA 2.2 2.1 2.0 1.9 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.8 1.7 1.7 2.0 3.0 4.0 电源电压 VIN (V) 5.0 VIN = 3.7 V VOUT = 2.5 V IOUT = -100 mA 2.3 开关频率 fOSC (MHz) 2.3 1.6 0 工作环境温度 Ta ( °C) 2.4 开关频率 fOSC (MHz) 6 3 VIN = 3.7 V VOUT = 2.5 V MODE = L 15 7 6.0 1.6 -50 0 +50 +100 工作环境温度 Ta ( °C) ( 转下页 ) 22 DS04–27246–3Z MB39C007 MOS FET 导通阻抗 − 输入电压 P-ch MOS FET 导通阻抗 − 工作环境温度 0.6 P-ch MOS FET 导通阻抗 RONP (Ω) MOS FET 导通阻抗 RON (Ω) 0.6 0.5 P-ch 0.4 0.3 0.2 N-ch 0.1 Ta = +25°C 0 2.0 3.0 4.0 5.0 0.5 0.4 0.3 0.2 V IN = 5.5 V 0.1 0 6.0 V IN = 3.7 V -50 0 +50 +100 工作环境温度 Ta ( °C) 输入电压 VIN (V) N-ch MOS FET 导通阻抗 RONN (Ω) N-ch MOS FET 导通阻抗 − 工作环境温度 0.6 0.5 VIN = 3.7 V 0.4 0.3 0.2 VIN = 5.5 V 0.1 0 -50 0 +50 +100 工作环境温度 Ta ( °C) ( 转下页 ) DS04–27246–3Z 23 MB39C007 MODE VTH − 输入电压 CTL VTH − 输入电压 4.0 1.4 3.5 1.2 1.0 VTHMMD 2.5 CTL VTH (V) MODE VTH (V) VTHHCT VTHLCT 3.0 2.0 1.5 0.8 Ta = +25°C V OUT = 2.5 V 0.6 0.4 1.0 0.5 VTHLMD 0.0 2.0 3.0 Ta = +25°C V OUT = 2.5 V 4.0 5.0 0.2 6.0 0.0 2.0 VTHHCT : 回路 OFF→ON VTHLCT : 回路 ON→OFF 3.0 4.0 5.0 6.0 输入电压 VIN (V) 输入电压 VIN (V) VXPOR − 输入电压 6.0 Ta = +25°C 5.0 VXPOR (V) 4.0 3.0 VPORL 2.0 VPORH 1.0 0.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 输入电压 VIN (V) ( 转下页 ) 24 DS04–27246–3Z MB39C007 ( 承上页 ) 容许损耗 − 工作环境温度 ( 无散热通孔 ) 容许损耗 − 工作环境温度 ( 有散热通孔 ) 3500 3500 3125 3000 容许损耗 PD (mW) 容许损耗 PD (mW) 3000 2500 2000 1500 1250 2500 2000 1563 1500 1000 1000 500 500 625 0 -50 0 +50 +85 工作环境温度 Ta ( °C) DS04–27246–3Z 0 +100 +85 -50 0 +50 +100 工作环境温度 Ta ( °C) 25 MB39C007 • 开关波形 PFM/PWM 动作 2 μs/div 2 μs/div VO2 : 20 mV/div (AC) VO1 : 20 mV/div (AC) 1 1 VLX2 : 2.0 V/div VLX1 : 2.0 V/div 2 2 lLX2 : 500 mA/div lLX1 : 500 mA/div 4 4 VIN = 3.7 V, IO2 = −5 mA, VO2 = 1.8 V, MODE = L ,Ta = +25 °C VIN = 3.7 V, IO1 = −5 mA, VO1 = 2.5 V, MODE = L ,Ta = +25 °C PWM 动作 2 μs/div 2 μs/div VO1 : 20 mV/div (AC) VO2 : 20 mV/div(AC) 1 1 VLX1 : 2.0 V/div VLX2 : 2.0 V/div 2 2 lLX1 : 500 mA/div 4 VIN = 3.7 V, VO1 = 2.5 V, IO1 = −800 mA, MODE = L ,Ta = +25 °C 26 lLX2 : 500 mA/div 4 VIN = 3.7 V, VO2 = 1.8 V, IO2 = −800 mA, MODE = L ,Ta = +25 °C DS04–27246–3Z MB39C007 • 负载突变特性 0 A ←→ − 800 mA 100 μs/div 100 μs/div VO1 : 200 mV/div VO2 : 200 mV/div 1 1 2 VLX1 : 2.0 V/div 2 VLX2 : 2.0 V/div −800 mA lO1 : 1 A/div −800 mA lO2 : 1 A/div 4 4 0A 0A VIN = 3.7 V, VO1 = 2.5 V, MODE = L ,Ta = +25 °C VIN = 3.7 V, VO2 = 1.8 V, MODE = L ,Ta = +25 °C − 20 mA ←→ − 800 mA 100 μs/div 100 μs/div VO1 : 200 mV/div VO2 : 200 mV/div 1 1 2 VLX1 : 2.0 V/div 2 VLX2 : 2.0 V/div 800 mA 800 mA lO2 : 1 A/div lO1 : 1 A/div 4 4 20 mA 20 mA VIN = 3.7 V, VO1 = 2.5 V, MODE = L ,Ta = +25 °C VIN = 3.7 V, VO2 = 1.8 V, MODE = L ,Ta = +25 °C − 100 mA ←→ − 800 mA VO1 : 200 mV/div 100 μs/div 100 µs/div VO2 : 200 mV/div 1 1 2 VLX1 : 2.0 V/div 2 VLX2 : 2.0 V/div lO1 : 1 A/div 4 800 mA 100 mA VIN = 3.7 V, VO1 = 2.5 V, MODE = L ,Ta = +25 °C DS04–27246–3Z 800 mA lO2 : 1 A/div 4 100 mA VIN = 3.7 V, VO2 = 1.8 V, MODE = L ,Ta = +25 °C 27 MB39C007 • CTL 启动波形 无负载,无 VREFIN 电容 10 μs/div 10 μs/div 1 3 CTL1 : 5 V/div CTL2 : 5 V/div VO1 : 1 V/div VO2 : 1 V/div 2 1 VLX2 : 5 V/div VLX1 : 5 V/div 3 2 ILX1 : 1 A/div ILX2 : 1 A/div 4 4 VIN = 3.7 V, VO2 = 1.8 V, MODE = L, Ta = + 25 °C VIN = 3.7 V, VO1 = 2.5 V, MODE = L, Ta = + 25 °C 最大负载,无 VREFIN 电容 10 μs/div 10 μs/div 1 3 CTL1 : 5 V/div CTL2 : 5 V/div VO1 : 1 V/div VO2 : 1 V/div 1 2 VLX2 : 5 V/div VLX1 : 5 V/div 3 2 ILX2 : 1 A/div ILX1 : 1 A/div 4 4 VIN = 3.7 V, VO1 = 2.5 V, IO1 = −800 mA, MODE = L, Ta = + 25 °C VIN = 3.7 V, VO2 = 1.8 V, IO2 = −800 mA, MODE = L, Ta = + 25 °C ( 转下页 ) 28 DS04–27246–3Z MB39C007 ( 承上页 ) 无负载, VREFIN 电容 = 0.1 μF 1 ms/div 1 ms/div 1 1 CTL2 : 5 V/div CTL1 : 5 V/div VO2 : 1 V/div VO1 : 1 V/div 2 VLX1 : 5 V/div VLX2 : 5 V/div 2 3 3 ILX1 : 1 A/div ILX2 : 1 A/div 4 4 VIN = 3.7 V, VO1 = 2.5 V, MODE = L, Ta = + 25 °C VIN = 3.7 V, VO2 = 1.8 V, MODE = L, Ta = + 25 °C 最大负载, VREFIN 电容 = 0.1 μF 1 ms/div 1 1 ms/div 1 CTL2 : 5 V/div CTL1 : 5 V/div VO1 : 1 V/div 2 VLX1 : 5 V/div VO2 : 1 V/div 2 3 VLX2 : 5 V/div 3 ILX1 : 1 A/div ILX2 : 1 A/div 4 4 VIN = 3.7 V, VO1 = 2.5 V, IO1 = −800 mA, MODE = L, Ta = + 25 °C VIN = 3.7 V, VO2 = 1.8 V, IO2 = −800 mA, MODE = L, Ta = + 25 °C • CTL 停止波形 最大负载 , VREFIN 电容 = 0.1 μF 10 μs/div 10 μs/div CTL2 : 5 V/div CTL1 : 5 V/div 1 1 VO1 : 1 V/div VO2 : 1 V/div 2 2 VLX1 : 5 V/div VLX2 : 5 V/div 3 3 ILX1 : 1 A/div ILX2 : 1 A/div 4 4 VIN = 3.7 V, VO1 = 2.5 V, IO1 = −800 mA, MODE = L, Ta = + 25 °C VIN = 3.7 V, VO2 = 1.8 V, IO2 = −800 mA, MODE = L, Ta = + 25 °C DS04–27246–3Z 29 MB39C007 • 限流波形 100 μs/div 100 μs/div VO1 : 1 V/div VO2 : 1 V/div 1 1 1.5 A ILX1 : 1 A/div 1.5 A ILX2 : 1 A/div 600 mA 600 mA 4 4 VIN = 3.7 V, VO1 = 2.5 V, MODE = OPEN, Ta = +25 °C VIN = 3.7 V, VO2 = 1.8 V, MODE = OPEN, Ta = +25 °C • 电压检测波形 1 ms/div 1 VIN : 3 V/div 2 VVDET : 1 V/div 3 VXPOR : 3 V/div VIN = 3.7 V, CTLP = VIN, Ta = + 25 °C 通过 1KΩ 电阻将 XPOR 引脚向 VIN 上拉 • 动态输出电压变化波形 (VO1 1.8 V←→2.5 V) 10 μs/div VO1 : 200 mV/div 2.5 V 1.8 VV 1.8 1 VVREFIN1 : 200 mV/div 840 mV 3 610 mV VIN = 3.7 V, lO1 = −800 mA, −576 mA ( 3.125 Ω), MODE = L, Ta = +25 °C, 无 VREFIN 电容 30 DS04–27246–3Z MB39C007 ■ 应用电路示例 • 应用电路示例 1 • 将外部电压输入到基准电压外部输入 (VREFIN1, VREFIN2),以 2.97 倍的 VOUT 设定增益设定 VOUT。 MB39C007 3 CTL1 CPU R7 DVDD1 11 12 DGND1 14 15 1 MΩ DVDD2 19 20 8 VREFIN1 DAC1 VIN C4 4.7 μF DGND2 16 17 AVDD 5 C5 0.1 μF 2 CTL2 AGND R8 C3 4.7 μF 4 1 MΩ L1 2.2 μH 23 VREFIN2 DAC2 LX1 13 VOUT1 C1 4.7 μF 9 MODE1 OUT1 10 APLI1 L = PFM/PWM OPEN = PWM L2 2.2 μH 22 MODE2 VOUT2 LX2 18 6 VREF OUT2 21 C2 4.7 μF APLI2 7 VDET 1 CTLP DS04–27246–3Z XPOR 24 VOUT = 2.97 × VREFIN 31 MB39C007 • 应用电路示例 2 • 将 VREF 引脚电压以电阻分压的方法输入到基准电压外部输入 (VREFIN1, VREFIN2) ,VOUT1 电压设定为 2.5 V,VOUT2 电压设定为 1.8 V。 MB39C0007 3 CTL1 CPU R7 DGND1 14 15 1 MΩ R1 163 kΩ ( 13 kΩ + 150 kΩ ) DVDD1 11 12 DVDD2 19 20 8 VREFIN1 R2 C3 4.7 μF VIN C4 4.7 μF DGND2 16 17 300 kΩ AVDD 5 C5 0.1 μF 2 CTL2 AGND 4 R8 1 MΩ L1 2.2 μH VOUT1 LX1 13 R5 352 kΩ ( 13 kΩ + 330 kΩ ) C1 4.7 μF 23 VREFIN2 OUT1 10 R6 APLI1 300 kΩ 6 VREF 9 MODE1 L2 2.2 μH L = PFM/PWM OPEN = PWM 22 MODE2 VOUT2 LX2 18 C2 4.7 μF OUT2 21 APLI2 7 VDET 1 CTLP XPOR 24 VOUT1 = 2.97 × VREFIN1 R2 × VREF R1 + R2 (VREF = 1.30 V) VREFIN1 = 32 VOUT1 = 2.97 × 300 kΩ × 1.30 V = 2.5 V 163 kΩ + 300 kΩ VOUT12 = 2.97 × 300 kΩ × 1.30 V = 1.8 V 343 kΩ + 300 kΩ DS04–27246–3Z MB39C007 • 应用电路示例所用的元件表 元件号 品名 L1 电感 L2 电感 C1 型号 规格 封装 生产厂商 VLF4012AT-2R2M 2.2 μH, RDC = 76 mΩ SMD TDK MIPW3226D2R2M 2.2 μH, RDC = 100 mΩ SMD FDK VLF4012AT-2R2M 2.2 μH, RDC = 76 mΩ SMD TDK MIPW3226D2R2M 2.2 μH, RDC = 100 mΩ SMD FDK 陶瓷电容 C2012JB1A475K 4.7 μF (10 V) 2012 TDK C2 陶瓷电容 C2012JB1A475K 4.7 μF (10 V) 2012 TDK C3 陶瓷电容 C2012JB1A475K 4.7 μF (10 V) 2012 TDK C4 陶瓷电容 C2012JB1A475K 4.7 μF (10 V) 2012 TDK C5 陶瓷电容 C1608JB1E104K 0.1 μF (50 V) 2012 TDK R1 电阻 RK73G1JTTD D 13 kΩ RK73G1JTTD D 150 kΩ 13 kΩ 150 kΩ 1608 1608 KOA KOA R2 电阻 RK73G1JTTD D 300 kΩ 300 kΩ 1608 KOA R5 电阻 RK73G1JTTD D 13 kΩ RK73G1JTTD D 330 kΩ 13 kΩ 330 kΩ 1608 1608 KOA KOA R6 电阻 RK73G1JTTD D 300 kΩ 300 kΩ 1608 KOA R7 电阻 RK73G1JTTD D 1 MΩ 1 MΩ ± 0.5% 1608 KOA R8 电阻 RK73G1JTTD D 1 MΩ 1 MΩ ± 0.5% 1608 KOA TDK: TDK 株式会社 FDK: FDK 株式会社 KOA: KOA 株式会社 DS04–27246–3Z 33 MB39C007 ■ 使用注意事项 1. 设定条件不可超出最大额定值。 使用时如果超出最大额定值,可对 LSI 造成永久性损坏。 另外,平时使用时,也希望在推荐工作条件下使用。超出推荐工作条件的使用对 LSI 的可靠性带来不良影响。 2. 在推荐工作条件下使用。 推荐工作条件是确保 LSI 正常工作的保证。 在推荐工作条件范围内以及各项目条件栏的条件下,电气特性的规格值都可得到保证。 3. 关于印刷电路板的接地,按照通用阻抗设计。 4. 采取防静电措施。 • 使用已采取防静电措施的容器或具有导电性的容器存放半导体。 • 保管、搬运贴片后的电路板时,使用导电性包装或容器。 • 将工作台、工具和测量仪器接地。 • 在操作人员的身体和接地之间,串联 250 kΩ ~ 1 MΩ 电阻后接地。 5. 不可施加负电压。 施加 -0.3 V 以下的负电压时,可能会使 LSI 的寄生晶体管启动并导致误动作。 34 DS04–27246–3Z MB39C007 ■ 订购型号 型号 MB39C007WQN DS04–27246–3Z 封装 备注 24 脚塑封 QFN (LCC-24P-M10) 35 MB39C007 ■ 符合 RoHS 指令要求的品质管理 ( 无铅品 ) 富士通半导体符合 RoHS 指令要求的 LSI 产品,其铅、镉、水银、六价铬及特定溴系难燃剂 (PBB 和 PBDE) 的含量都符合 RoHS 指令要求。产品编号的末尾缀以 "E1" 表示。 ■ 产品标记 ( 无铅品 ) % XE1 XXXXXX 无铅标识 (E1) 引脚方向标识 ■ 产品标签 ( 无铅品时的示例 ) 无铅标识 JEITA 规格 MB123456P - 789 - GE1 (3N) 1MB123456P-789-GE1 1000 (3N)2 1561190005 107210 JEDEC 规格 G Pb QC PASS PCS 1,000 MB123456P - 789 - GE1 2006/03/01 ASSEMBLED IN JAPAN MB123456P - 789 - GE1 1/1 0605 - Z01A 1000 1561190005 无铅产品在型号的末尾加 "E1"。 36 在中国组装的产品标签上印有 "ASSEMBLED IN CHINA"。 DS04–27246–3Z MB39C007 ■ 评估板规格 MB39C007 评估板为测试 MB39C007 的效率性能和其他各种性能提供良好的工作环境。 • 引脚信息 符号 功能描述 VIN 电源引脚 标准状态下, 3.1 V ~ 5.5 V* *[ 标准输出电压 (VOUT1 = 2.5 V)、VIN < 3.1 V 工作 ] 等输出入压差不超过 0.6 V 时,建议将输出电 容 (C1, C2) 换为 10 μF。 VOUT1, VOUT2 VCTL 输出引脚 (VOUT1: CH1, VOUT2: CH2) CTL1, CTL2, CTLP 引脚设定用的电源引脚 连接 VIN 使用 (SW 贴装 )。 CTL1, CTL2 CTL 的直接供给引脚 (CTL1: CH1, CTL2: CH2) CTL1, CTL2 = 0 V ~ 0.8 V ( 典型值 ) : 关闭 CTL1, CTL2 = 0.95 V ( 典型值 ) ~ VIN ( 最大值 : 5 V): 正常工作 MODE1, MODE2 MODE 的直接供给引脚 (MODE1: CH1, MODE2: CH2) MODE1, MODE2 = 0 V ~ 0.4 V ( 最大值 ) : PFM/PWM 模式 MODE1, MODE2 = OPEN ( 不包括 R1 和 R2) : PWM 模式 VREF VREFIN1, VREFIN2 基准电压输出引脚 VREF = 1.3 V ( 典型值 ) 外接基准电压输入引脚 (VREFIN1: CH1, VREFIN2: CH2) 从外部供给基准电压时,连接该引脚。 VDET 电压检测输入引脚 CTLP 电压检测电路控制引脚 CTLP = L : 电压检测电路停止 CTLP = H : 正常工作 XPOR 电压检测电路输出引脚 连接 N-ch MOS 开漏电路 VXPOR 用于 XPOR 引脚的上拉电压引脚 PGND 接地引脚 电源系统的 GND,需连接到 VIN 引脚旁边的 PGND 引脚。 输出 ( 负载 )GND 连接到 VOUT1、 VOUT2 引脚间的 PGND 引脚。 AGND 接地引脚 • 启动引脚信息 引脚名 条件 功能描述 CTL1 L : OPEN H : 连接 VIN CH1 的 ON/OFF 开关 L : 关闭 H : 正常工作 CTL2 L : OPEN H : 连接 VIN CH2 的 ON/OFF 开关 L : 关闭 H : 正常工作 CTLP L : OPEN H : 连接 VIN 电压检测部分的 ON/OFF 开关 L : 电压检测电路部分停止 H : 正常工作 DS04–27246–3Z 37 MB39C007 • JUMPER 信息 功能描述 JP JP1 基板上布局模式短路 ( 通常短路使用 ) JP2 基板上布局模式短路 ( 通常短路使用 ) JP3 无贴装 JP6 通常短路 (0 Ω) 使用 • 基本设定的确认方法 (1) 基本设定 1. 将 CTL1 和 CTL2 引脚连接至 VIN 引脚。 2. 将 CTLP 引脚与 AGND 垫连接可进入 "L" 状态。 3. 将电源的电源引脚连接至 VIN 引脚,电源的接地引脚连接至 PGND 引脚。此时,PGND 与 VIN 引脚旁的 PGND 引脚 连接。( 电源电压设定例 : 3.7 V) (2) 确认方法 接通 VIN 的电源,若输出 VOUT1 = 2.5 V ( 典型值 ) 且 VOUT2 = 1.8 V ( 典型值 ) ,则说明 IC 在正常工作。 38 DS04–27246–3Z MB39C007 • 评估电路板元件配置图 ( 俯视图 ) MB39C007EVB-06Rev. 2.0 VOUT2 VOUT1 PGMD C1 C2 MODE2 L2 VIN MODE1 L1 M1 XPOR C3 C6 C4 C7 R5 R4-2 R9 JP6 R4-1 R3 R1 VREFIN1 R2 C5 R1-1R1-2 R4 VREFIN2 R7 R6-2 R6-1 VDET VREF OFF JP3 VXPOR AGND CTLP CTL1 4 CTL2 1 SW1 VCTL CTL2 CTL1 R8 DS04–27246–3Z CTLP R10 39 MB39C007 • 评估电路板布线 ( 俯视图 ) 40 Top Side (Layer1) Inside GND (Layer2) Inside VIN & GND (Layer3) Bottom Side (Layer4) DS04–27246–3Z MB39C007 • 连接图 I IN VIN MB39C007 JP3 SW1 3 VCTL R8 1 MΩ CTL1 DVDD1 11 DVDD1 12 CTL1 C3 4.7 μF DGND1 14 MODE1 9 MODE1 R1 0Ω DGND1 15 DVDD2 19 DVDD2 20 PGND VREF R6-1 R6-2 13 kΩ 150 kΩ VREFIN1 C6 0.1 µF R7 300 kΩ 8 VREFIN1 DGND2 16 C4 4.7 μF DGND2 17 JP6 SW1 AVDD 2 R9 1 MΩ CTL2 MODE2 5 CTL2 C5 0.1 μF AGND 4 22 MODE2 R4 0Ω AGND L1 2.2 μH I OUT LX1 13 VOUT1 VREF VREFIN2 R5 300 kΩ C1 4.7 μF JP1 R4-1 R4-2 13 kΩ 330 kΩ C7 0.1 µF 23 VREFIN2 OUT1 10 L2 2.2 μH I OUT LX2 18 6 VREF VREF VREF VDET R1-1 0Ω SW1 DS04–27246–3Z C2 4.7 μF JP2 OUT2 21 R1-2 300 kΩ 7 VXPOR VDET R2 75 kΩ R3 1MΩ 1 CTLP VOUT2 R10 1 MΩ CTLP XPOR XPOR 24 * ᰐ䍤㻵 41 MB39C007 • 元件表 元件号 品名 型号 规格 封装 生产厂商 备注 M1 IC MB39C007WQN ⎯ QFN-24 FSL L1 电感 VLF4012AT-2R2M 2.2 μH, RDC = 76 mΩ SMD TDK L2 电感 VLF4012AT-2R2M 2.2 μH, RDC = 76 mΩ SMD TDK C1 陶瓷电容 C2012JB1A475K 4.7 μF(10 V) 2012 TDK C2 陶瓷电容 C2012JB1A475K 4.7 μF(10 V) 2012 TDK C3 陶瓷电容 C2012JB1A475K 4.7 μF(10 V) 2012 TDK C4 陶瓷电容 C2012JB1A475K 4.7 μF(10 V) 2012 TDK C5 陶瓷电容 C1608JB1E104K 0.1 μF(50 V) 1608 TDK C6 陶瓷电容 C1608JB1H104K 0.1 μF(50 V) 1608 TDK C7 陶瓷电容 C1608JB1H104K 0.1 μF(50 V) 1608 TDK R1 电阻 RK73Z1J 0 Ω, 1 A 1608 KOA R1-1 电阻 RK73Z1J 0 Ω, 1 A 1608 KOA R1-2 电阻 RR0816P-304-D 300 kΩ ± 0.5% 1608 SSM R2 电阻 RR0816P-753-D 75 kΩ ± 0.5% 1608 SSM R3 电阻 RK73G1JTTD D 1MΩ 1 MΩ ± 0.5% 1608 KOA R4 电阻 RK73Z1J 0 Ω, 1 A 1608 KOA R4-1 电阻 RR0816P-133-D 13 kΩ ± 0.5% 1608 SSM R4-2 电阻 RR0816P-334-D 330 kΩ ± 0.5% 1608 SSM R5 电阻 RR0816P-304-D 300 kΩ ± 0.5% 1608 SSM R6-1 电阻 RR0816P-133-D 13 kΩ ± 0.5% 1608 SSM R6-2 电阻 RR0816P-154-D 150 kΩ ± 0.5% 1608 SSM R7 电阻 RR0816P-304-D 300 kΩ ± 0.5% 1608 SSM R8 电阻 RK73G1JTTD D 1MΩ 1 MΩ ± 0.5% 1608 KOA R9 电阻 RK73G1JTTD D 1MΩ 1 MΩ ± 0.5% 1608 KOA R10 电阻 RK73G1JTTD D 1MΩ 1 MΩ ± 0.5% 1608 KOA SW1 DIP 开关 ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ 无贴装 JP1 JUMPER ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ 短路式样 JP2 JUMPER ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ 短路式样 JP3 JUMPER ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ 无贴装 JP6 JUMPER RK73Z1J 0 Ω, 1A 1608 KOA ( 注意事项 ) 上记为推荐元件,均通过本公司的工作状况确认。 FSL : 富士通微电子株式会社 TDK : TDK 株式会社 KOA : KOA 株式会社 SSM : 进工业株式会社 42 DS04–27246–3Z MB39C007 ■ 评估板订购型号 评估板型号 评估板版本 备注 MB39C007EVB-06 MB39C007EVB-06 Rev2.0 QFN-24 DS04–27246–3Z 43 MB39C007 ■ 封装尺寸图 24-pin plastic QFN Lead pitch 0.50 mm Package width × package length 4.00 mm × 4.00 mm Sealing method Plastic mold Mounting height 0.80 mm Max Weight 0.04 g (LCC-24P-M10) 24-pin plastic QFN (LCC-24P-M10) 2.60±0.10 (.102±.004) 4.00±0.10 (.157±.004) 4.00±0.10 (.157±.004) INDEX AREA 2.60±0.10 (.102±.004) 0.25±0.05 (.010±.002) 0.40±0.05 (.016±.002) 0.50(.020) TYP 0.02 (.001 C +0.03 –0.02 +.001 –.001 1PIN CORNER (C0.35(C.014)) 0.75±0.05 (.030±.002) (0.20(.008)) ) 2009-2010 FUJITSU SEMICONDUCTOR LIMITED C24060S-c-1-2 Dimensions in mm (inches). Note: The values in parentheses are reference values. 请访问以下网页以了解最新封装信息 : http://edevice.fujitsu.com/package/en-search/ 44 DS04–27246–3Z MB39C007 ■ 目录 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 页码 概要 ..................................................................................................................................... 1 特征 ..................................................................................................................................... 1 应用 ..................................................................................................................................... 1 引脚配置图 .......................................................................................................................... 2 引脚功能描述 ....................................................................................................................... 2 I/O 脚的等效电路图 .............................................................................................................. 3 框图 ..................................................................................................................................... 4 各部分的功能 ....................................................................................................................... 6 绝对最大额定 ....................................................................................................................... 8 推荐工作条件 ....................................................................................................................... 9 电气特性 ............................................................................................................................ 10 典型工作特性测试电路图 ................................................................................................... 12 应用手册 ............................................................................................................................ 13 典型工作特性示例 .............................................................................................................. 18 应用电路示例 ..................................................................................................................... 31 使用注意事项 ..................................................................................................................... 34 订购型号 ............................................................................................................................ 35 符合 RoHS 指令要求的品质管理 ( 无铅品 ) ........................................................................ 36 产品标记 ( 无铅品 ) ............................................................................................................ 36 产品标签 ( 无铅品时的示例 ) .............................................................................................. 36 评估板规格 ........................................................................................................................ 37 评估板订购型号 ................................................................................................................. 43 封装尺寸图 ........................................................................................................................ 44 DS04–27246–3Z 45 MB39C007 MEMO 46 DS04–27246–3Z MB39C007 MEMO DS04–27246–3Z 47 MB39C007 FUJITSU SEMICONDUCTOR LIMITED Nomura Fudosan Shin-yokohama Bldg. 10-23, Shin-yokohama 2-Chome, Kohoku-ku Yokohama Kanagawa 222-0033, Japan Tel: +81-45-415-5858 http://jp.fujitsu.com/fsl/en/ 联系我们 : North and South America FUJITSU SEMICONDUCTOR AMERICA, INC. 1250 E. Arques Avenue, M/S 333 Sunnyvale, CA 94085-5401, U.S.A. Tel: +1-408-737-5600 Fax: +1-408-737-5999 http://us.fujitsu.com/micro/ Asia Pacific FUJITSU SEMICONDUCTOR ASIA PTE. LTD. 151 Lorong Chuan, #05-08 New Tech Park 556741 Singapore Tel : +65-6281-0770 Fax : +65-6281-0220 http://sg.fujitsu.com/semiconductor/ Europe FUJITSU SEMICONDUCTOR EUROPE GmbH Pittlerstrasse 47, 63225 Langen, Germany Tel: +49-6103-690-0 Fax: +49-6103-690-122 http://emea.fujitsu.com/semiconductor/ FUJITSU SEMICONDUCTOR SHANGHAI CO., LTD. 30F, Kerry Parkside, 1155 Fang Dian Road, Pudong District, Shanghai 201204, China Tel : +86-21-6146-3688 Fax : +86-21-6146-3660 http://cn.fujitsu.com/fss/ Korea FUJITSU SEMICONDUCTOR KOREA LTD. 902 Kosmo Tower Building, 1002 Daechi-Dong, Gangnam-Gu, Seoul 135-280, Republic of Korea Tel: +82-2-3484-7100 Fax: +82-2-3484-7111 http://kr.fujitsu.com/fsk/ FUJITSU SEMICONDUCTOR PACIFIC ASIA LTD. 2/F, Green 18 Building, Hong Kong Science Park, Shatin, N.T., Hong Kong Tel : +852-2736-3232 Fax : +852-2314-4207 http://cn.fujitsu.com/fsp/ 规格若有变动,恕不另行通知。欲了解详细信息,请联系各地的分支机构。 版权所有 本手册的记载内容如有变动,恕不另行通知。 建议用户订购前先咨询销售代表。 本手册记载的信息,诸如功能概要和应用电路示例,仅作参考。旨在说明 FUJITSU SEMICONDUCTOR 半导体器件的使 用方法和操作示例,对于其使用或性能, FUJITSU SEMICONDUCTOR 不做任何保证。 FUJITSU SEMICONDUCTOR 不保证使用本手册所载信息所获的性能和结果,不就任何事项做出保证、条件、陈述或条款,用户自行对使用该信息承 担全部风险和责任,对基于上述信息的使用引起的任何责任或损失, FUJITSU SEMICONDUCTOR 概不承担。 本手册内的任何技术信息,包括功能介绍和电路图,不应被理解为是对用户使用或行使 FUJITSU SEMICONDUCTOR 或 其他任何第三方的专利权、著作权等任何知识产权以及其他权利的许可,用户对上述权利不享有任何产权和利益。 FUJITSU SEMICONDUCTOR 也不保证使用该信息不存在侵犯任何第三方的知识产权或其他权利的可能。因用户使用该 信息引起的有关侵犯第三方的知识产权或其他权利的索赔或诉讼, FUJITSU SEMICONDUCTOR 不承担任何责任。 本手册介绍的产品旨在为一般用途而设计、开发和制造,包括一般的工业使用、通常办公使用、个人使用和家庭使用; 而非用于以下领域的设计、开发和制造 (1) 使用中伴随着致命风险或危险,若不加以特殊高度安全保障,有可能导致对公 众产生危害,甚至直接造成死亡、人身伤害、严重物质损失或其他损失 ( 即核设施的核反应控制、航空飞行控制、空中交 通控制、公共交通控制、医用维系生命系统、核武器系统的导弹发射控制 ),(2) 需要极高可靠性的应用领域 ( 比如海底中 转器和人造卫星 )。 属于在上述领域内使用该产品而引起的用户和 / 或第三方的任何索赔或损失, FUJITSU SEMICONDUCTOR 不承担任何 责任。 半导体器件存在一定的故障发生概率。请用户对器件和设备采取冗余设计、消防设计、过流防护,其他异常操作防护措 施等安全设计,保证即使在 FUJITSU SEMICONDUCTOR 半导体器件发生故障的情况下,也不会造成人身伤害、社会损 害或重大损失。 本手册内记载的任何产品的出口 / 发布可能需要根据日本外汇及外贸管理法和 / 或美国出口管理法条例办理必要的手续。 本手册内记载的公司名称和商标名称是各个公司的商标或注册商标。 编辑 : 销售促进部