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 MICROELECTRONICS 数据手册 DS04–27263–2Z ASSP 电源用 ( 通用 DC/DC 转换器 ) 单通道 PFM/PWM 同步整流降压 DC/DC 转换器 IC MB39A135 ■ 概要 MB39A135 是一款采用电流模式，单通道 N-ch/N-ch 同步整流降压型 DC/DC 转换器 IC。 该芯片内置丰富的保护功能，支持陶瓷电容器。 该芯片不仅实现了瞬态响应快、效率高、纹波电压低，因工作频率高，还可将电感器和输出入电容器小型化。 ■ 特征 • • • • • • • • • • • • • • 高效率 支持外接电阻设定频率 : 100 kHz ~ 1 MHz 误差放大器阈值电压 : 0.7 V ±1.0% 最小输出电压 : 0.7 V 大范围电源电压 : 4.5 V ~ 25 V 可选择 PFM/PWM 自动切换模式或强制 PWM 模式 内置过压保护功能 内置低压保护功能 内置过流保护功能 内置过温保护功能 内置不受负载影响的软启动 / 软停止电路 内置支持 N 型 MOS FET 的同步整流方式输出段 待机电流 : 0 [µA] ( 典型值 ) 小封装 : TSSOP-16 ■ 应用 • • • • 数字 TV 复印机 监控摄像头 STB • • • • • DVD 播放器、DVD 收录机 投影仪 IP 电话 自动售货机 其他 固定式机器 Copyright©2009 FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED All rights reserved 2009.6 MB39A135 ■ 引脚配置图 ( 俯视图 ) MODE 1 16 ILIM RT 2 15 COMP VREF 3 14 FB CTL 4 13 CS PGND 5 12 GND DRVL 6 11 CB VB 7 10 DRVH VCC 8 9 LX (FPT-16P-M08) ■ 引脚功能描述 2 引脚号 引脚符号 I/O 功能描述 1 MODE I 2 RT ⎯ 设定开关频率的电阻连接引脚 3 VREF O 基准电压输出引脚 4 CTL I 控制引脚 5 PGND ⎯ 接地引脚 6 DRVL O 外接同步整流端 FET 栅极驱动用输出引脚 7 VB O 偏压部分的输出引脚 8 VCC ⎯ 基准电压和控制电路的电源引脚 9 LX ⎯ 电感和外接主端 FET 源极的连接引脚。 10 DRVH O 外接主端 FET 栅极驱动用输出引脚 11 CB ⎯ 自举电路用电容连接引脚 12 GND ⎯ 接地引脚 13 CS I 软启动时间设定用电容的连接引脚 14 FB I 误差放大器的反相输入引脚 15 COMP O 误差放大器输出引脚 16 ILIM I 过流检测电平设定电压的输入引脚 PFM/PWM 切换引脚 连接 VREF 为强制 PWM 模式 ; 连接 GND 为 PFM/PWM 自动切换模式。 DS04–27263–2Z MB39A135 ■ 框图 MODE RT 1 CS 13 <Soft-Start, Soft-Stop> ctl /uvp_out /otp_out 8 Clock generator Bias Reg. VREF /uvlo ovp_out COMP VCC 2 <PFM Comp. > − 5.5 µA + VB 7 2.0 V 70 kΩ 11 Hi-side Drive 15 10 FB <Error Amp> 14 − + + <I Comp.> − R Q + intref RS-FF CLK 9 Drive Logic 6 LX 5 DRVL PGND Level Converter Vs 16 DRVH VB S Lo-side Drive ILIM CB <Di Comp.> − + <OVP Comp.> − + 50 µs delay S Q ovp_out R <UVLO> intref x 1.15 V uvlo <UVP Comp.> − + 512/fOSC delay S Q uvp_out VB UVLO VREF UVLO H : UVLO release R otp_out intref x 0.7 V VB intref OTP ctl <REF> <CTL> ON/OFF CTL 4 (3.3 V) 3 VREF DS04–27263–2Z 12 GND 3 MB39A135 ■ 绝对最大额定 项目 符号 条件 额定值 最小 最大 单位 电源电压 VVCC VCC 引脚 ⎯ 27 V CB 引脚输入电压 VCB CB 引脚 ⎯ 32 V LX 引脚输入电压 VLX LX 引脚 ⎯ 27 V CB － LX 间电压 VCBLX ⎯ 7 V CTL 引脚 ⎯ 27 V VFB FB 引脚 ⎯ VVREF ＋ 0.3 V VILIM ILIM 引脚 ⎯ VVREF ＋ 0.3 V VCS CS 引脚 ⎯ VVREF ＋ 0.3 V MODE 引脚 ⎯ VVB ＋ 0.3 V 控制输入电压 输入电压 VI VMODE ⎯ 输出电流 IOUT DC、 DRVL 引脚、 DRVH 引脚 ⎯ 60 mA 容许损耗 PD Ta ≤ + 25 ℃ ⎯ 1237 mW 保管温度 TSTG － 55 ＋ 150 ℃ ⎯ < 注意事项 > 施加超出最大额定值的负荷 ( 电压、电流、温度等 ) 可能会损坏半导体器件。因此，需注意每个项目，切勿 超出额定值。 4 DS04–27263–2Z MB39A135 ■ 推荐工作条件 项目 符号 条件 电源电压 VVCC CB 引脚输入电压 基准电压输出电流 规格值 单位 最小 典型 最大 ⎯ 4.5 ⎯ 25.0 V VCB ⎯ ⎯ ⎯ 30 V IVREF ⎯ － 100 ⎯ ⎯ µA VB 输出电流 IVB ⎯ －1 ⎯ ⎯ mA CTL 引脚输入电压 VI CTL 引脚 0 ⎯ 25 V VFB FB 引脚 0 ⎯ VVREF V VILIM ILIM 引脚 0.3 ⎯ 1.94 V VCS CS 引脚 0 ⎯ VVREF V MODE 引脚 0 ⎯ VVREF V － 1200 ⎯ ＋ 1200 mA 输入电压 VMODE DRVH 引脚、 DRVL 引脚 Duty ≤ 5％ (t ＝ 1 / fOSC × Duty) 输出电流峰值 IOUT 工作频率范围 fOSC ⎯ 100 500 1000 kHz 频率设定电阻 RRT ⎯ ⎯ 47 ⎯ kΩ 软启动电容 CCS ⎯ 0.0075 0.0180 ⎯ µF CB 引脚电容 CCB ⎯ ⎯ 0.1 1.0 µF CVREF ⎯ ⎯ 0.1 1.0 µF VB 输出电容 CVB ⎯ ⎯ 1.0 10 µF 工作环境温度 Ta ⎯ － 30 ＋ 25 ＋ 85 ℃ 基准电压输出电容 < 注意事项 > 推荐工作条件是保证半导体器件正常工作的条件。在该条件范围内可保证电气特性的规格值。务必在推荐工 作条件下使用该器件。超出推荐条件的使用对器件的可靠性产生不良影响。 对于数据手册未记载项目、使用条件和逻辑组合的使用，不做任何保证。如需在未记载条件下使用，务必事 先与本公司的销售部门联系。 DS04–27263–2Z 5 MB39A135 ■ 电气特性 (Ta ＝＋ 25 ℃、 VCC 引脚＝ 15 V、 CTL 引脚＝ 5 V、 VREF 引脚＝ 0 A、 VB 引脚＝ 0 A) 项目 基准电压部分 [REF] 符号 引脚 条件 基准电压 VVREF 3 ⎯ 输入稳定度 VREF LINE 3 负载稳定度 VREF LOAD 短路时输出电流 典型 最大 3.24 3.30 3.36 V VCC 引脚＝ 4.5 V ~ 25 V ⎯ 1 10 mV 3 VREF 引脚＝ 0 A ~ － 100 µA ⎯ 1 10 mV VREF IOS 3 VREF 引脚＝ 0 V － 7.5 mA VVB 7 输入稳定度 VB LINE 7 负载稳定度 VB LOAD 5.00 5.15 V VCC 引脚＝ 6 V ~ 25 V ⎯ 10 100 mV 7 VB 引脚＝ 0 A ~ － 1 mA ⎯ 10 100 mV VB IOS 7 VB 引脚＝ 0 V － 130 － 90 － 65 mA VTLH1 7 VB 引脚 4.0 4.2 4.4 V VTHL1 7 VB 引脚 3.4 3.6 3.8 V VH1 7 VB 引脚 ⎯ 0.6* ⎯ V VTLH2 3 VREF 引脚 2.7 2.9 3.1 V VTHL2 3 VREF 引脚 2.5 2.7 2.9 V 滞回幅度 VH2 3 VREF 引脚 ⎯ 0.2* ⎯ V 充电电流 ICS 13 CTL 引脚＝ 5 V, CS 引脚＝ 0 V － 7.9 － 5.5 － 4.2 µA 软启动结束电压 VCS 13 CTL 引脚＝ 5V 2.2 2.4 2.6 V 软停止放电电阻 RDISCG 13 CTL 引脚＝ 0 V, CS 引脚＝ 0.5 V 49 70 91 kΩ 软停止结束电压 VDISCG 13 CTL 引脚＝ 0 V ⎯ 0.1* ⎯ V fOSC 2 RT 引脚＝ 47 kΩ 450 500 550 kHz 电压检测时的 开关频率 fSHORT 2 RT 引脚＝ 47 kΩ ⎯ 62.5 ⎯ kHz 开关频率 温度变动率 df/dT 2 Ta ＝ － 30 ℃ ~ ＋ 85 ℃ ⎯ 3* ⎯ % EVTH 14 0.693 0.700 0.707 V EVTHT 14 Ta ＝ － 30 ℃ ~ ＋ 85 ℃ 0.689* 0.700* 0.711* V IFB 14 FB 引脚＝ 0 V － 0.1 0 ＋ 0.1 µA ISOURCE 15 FB 引脚＝ 0 V, COMP 引脚＝ 1 V － 390 － 300 － 210 µA ISINK 15 FB 引脚＝ VREF 引脚 , COMP 引脚＝ 1 V 8.4 12.0 16.8 mA 输出钳位电压 VILIM 15 FB 引脚＝ 0 V, ILIM 引脚＝ 1.5 V 1.35 1.50 1.65 V ILIM 引脚 输入电流 IILIM 16 FB 引脚＝ 0 V, ILIM 引脚＝ 1.5 V －1 0 ＋1 µA 阈值电压 欠压锁定电路部分 滞回幅度 [UVLO] 阈值电压 开关频率 时钟生成器部分 [ OSC ] 阈值电压 输入电流 误差放大器部分 [Error Amp] ⎯ － 14.5 － 10.0 4.85 短路时输出电流 软启动 / 软停止 部分 [Soft-Start, SoftStop ] 单位 最小 输出电压 VB 部分 [VB Reg.] 规格值 输出电流 ⎯ ( 转下页 ) 6 DS04–27263–2Z MB39A135 (Ta ＝＋ 25 ℃、 VCC 引脚＝ 15 V、 CTL 引脚＝ 5 V、 VREF 引脚＝ 0 A、 VB 引脚＝ 0 A) 项目 符号 引脚 条件 FB 引脚 规格值 单位 最小 典型 最大 0.776 0.805 0.835 V 49 70 91 µs 0.450 0.490 0.531 V ⎯ 512/ fOSC ⎯ s 过压保护电路 部分 [OVP Comp.] 过压检测电压 VOVP 14 过压检测 延迟时间 tOVP 14 电压保护电路 部分 [UVP Comp.] 低压检测电压 VUVP 14 低压检测 延迟时间 tUVP 14 TOTPH ⎯ 结温 ⎯ ＋ 160* ⎯ ℃ TOTPL ⎯ 结温 ⎯ ＋ 135* ⎯ ℃ 同步整流 停止电压 VTHLX 9 LX 引脚 ⎯ 0* ⎯ mV PFM/PWM 模式条件 VPFM 1 MODE 引脚 0 ⎯ 1.4 V 强制 PWM 模式条件 VPWM 1 MODE 引脚 2.2 ⎯ VVREF V MODE 引脚输入 电流 IMODE 1 MODE 引脚＝ 0 V －1 0 ＋1 µA 主端输出 导通阻抗 RON_MH 10 DRVH 引脚＝－ 100 mA ⎯ 4 7 Ω RON_ML 10 DRVH 引脚＝ 100 mA ⎯ 1.0 3.5 Ω 同步整流端输出 导通阻抗 RON_SH 6 DRVL 引脚＝－ 100 mA ⎯ 4 7 Ω RON_SL 6 DRVL 引脚＝ 100 mA ⎯ 0.75 1.70 Ω LX 引脚＝ 0 V, CB 引脚＝ 5 V DRVH, DRVL 引脚＝ 2.5 V DUTY ≤ 5% ⎯ 亅 0.5* ⎯ A 10 LX 引脚＝ 0 V, CB 引脚＝ 5 V DRVH 引脚＝ 2.5 V DUTY ≤ 5% ⎯ 0.9* ⎯ A 6 LX 引脚＝ 0 V, CB 引脚＝ 5 V DRVL 引脚＝ 2.5 V DUTY ≤ 5% ⎯ 1.2* ⎯ A tON 10 COMP 引脚＝ 1 V ⎯ 250* ⎯ ns DMAX 10 ⎯ 72 80 ⎯ % 死区时间 tD 10, 6 LX 引脚＝ 0 V, CB 引脚＝ 5 V ⎯ 60 ⎯ ns 最大电流 检测电压 VRANGE 9 VCC 引脚－ LX 引脚 ⎯ 220* ⎯ mV 电压转换增益 ALV 9 ⎯ 5.4 6.8 8.2 V/V 电压转换时的 补偿电压 VIO 9 ⎯ ⎯ 300 ⎯ mV 坡度补偿倾斜 SLOPE 9 ⎯ ⎯ 2* ⎯ V/V ILX 9 320 420 600 µA 过温保护电路 部分 [OTP] PFM 控制电路 部分 (MODE) [PFM] 检测温度 输出拉电流 ISOURCE 输出部分 [DRV] 输出灌电流 最短导通时间 最大占空比 电平转换器部分 [LVCNV] LX 引脚输入电流 10, 6 ISINK ⎯ FB 引脚 ⎯ LX 引脚＝ VCC 引脚 ( 转下页 ) DS04–27263–2Z 7 MB39A135 ( 承上页 ) (Ta ＝＋ 25 ℃引脚、 VCC 引脚＝ 15 V、 CTL 引脚＝ 5 V、 VREF 引脚＝ 0 A、 VB 引脚＝ 0 A) 项目 控制部分 [CTL] 符号 引脚 ON 条件 VON 4 OFF 条件 VOFF 滞回幅度 规格值 单位 最小 典型 最大 CTL 引脚 2 ⎯ 25 V 4 CTL 引脚 0 ⎯ 0.8 V VH 4 CTL 引脚 ⎯ 0.4* ⎯ V ICTLH 4 CTL 引脚＝ 5 V ⎯ 25 40 µA ICTLL 4 CTL 引脚＝ 0 V ⎯ 0 1 µA 待机电流 ICCS 8 CTL 引脚＝ 0 V ⎯ 0 10 µA 电源电流 ICC 8 LX 引脚＝ 0 V, FB 引脚＝ 1.0 V MODE 引脚＝ VREF 引脚 ⎯ 1.9 2.7 mA 输入电流 IC 全体 条件 *: 该值并非规格值，请作为设计时的目标值使用。 8 DS04–27263–2Z MB39A135 ■ 典型特性 • 容许损耗 容许损耗 - 工作环境温度 2000 1800 1600 容许损耗 PD (mW) 1400 1237 1200 1000 800 600 400 200 0 −50 −25 0 +25 +50 +75 +100 +125 工作环境温度 Ta ( ℃ ) VREF 电压 - 工作环境温度 Error Amp 阈值电压 - 工作环境温度 0.71 Error Amp 阈值电压 EVTH (V) 3.36 VREF 电压 VVREF (V) 3.34 3.32 3.3 3.28 3.26 3.24 -40 -20 0 +20 +40 +60 工作环境温度 Ta ( ℃ ) +80 +100 VCC = 15 V fosc = 500 kHz 0.705 0.7 0.695 0.69 -40 -20 0 +20 +40 +60 +80 +100 工作环境温度 Ta ( ℃ ) ( 转下页 ) DS04–27263–2Z 9 MB39A135 ( 承上页 ) 开关频率 - 工作环境温度 死区时间 - 工作环境温度 510 90 80 VCC = 15 V 死区时间 tD (ns) 开关频率 fOSC (kHz) 505 500 495 490 tD2 70 tD1 60 50 40 485 480 -40 -20 0 +20 +40 +60 30 -40 +100 +80 -20 工作环境温度 Ta ( ℃ ) 0 +20 +40 +60 +80 +100 工作环境温度 Ta ( ℃ ) tD1 : period from DRVL off to DRVH on tD2 : period from DRVH off to DRVL on 开关频率 - 设定电阻 VB 电压 - VB 偏置输出电流 1000 5.5 VCC = 6 V 5 4.5 VB 电压 VVB (V) 开关频率 fOSC (kHz) VCC = 15 V Ta = + 25°C VCC = 5 V 4 3.5 VCC = 4.5 V 3 fosc = 500 kHz Ta = + 25°C 2.5 100 -0.015 -0.01 -0.005 VB 偏置输出电流 IVB (A) 最大占空比 - 电源电压 最大占空比 - 工作环境温度 80 80 79 79 78 77 76 0 -0.02 设定电阻 RRT (kΩ) 75 10 20 电源电压 VVCC (V) 10 2 1000 最大占空比 DMAX (％) 最大占空比 DMAX (％) 100 10 30 0 78 77 76 75 -40 -20 0 +20 +40 +60 +80 +100 工作环境温度 Ta ( ℃ ) DS04–27263–2Z MB39A135 ■ 功能描述 1. 关于电流模式 开关 (Q1) 的电流波形作为控制波形使用，通过以下动作控制输出电压。 1: IC 内部的时钟发生器 (OSC) 生成的时钟 (CK) 将 RS-FF 置位并接通主端 FET。 2: 因主端 FET 接通，电感电流 (IL) 上升。该电流进行电压转换后生成 Vs。 3: 电流比较器 (I Comp.) 对该 Vs 和输出电压 (Vo) 负反馈误差放大器 (Error Amp) 的输出 (COMP) 进行比较。 4: I Comp. 检测出 Vs 高于 COMP 时，RS-FF 复位、且主端 FET 断开。 5: 时钟生成器 (OSC) 生成的时钟 (CK) 再次接通主端 FET。 开关动作按照上述步骤循环往复。 作为反馈控制，FB 电位力图保持与 INTREF 电位相同，从而使输出电压趋于稳定。 VIN <Error Amp> FB <I Comp.> − + − COMP + INTREF DRVH RS-FF R Q S Drive Logic CK Q1 Current Sense DRVL OSC IL VO Q2 Vs Rs 1 5 4 OSC(CK) IL 3 COMP Vs 2 toff DRVH ton DS04–27263–2Z 11 MB39A135 (1) 基准电压部分 (REF) 基准电压部分 (REF) 利用 VCC 引脚供给的电压生成 IC 内部的基准电压。 该基准电压是有温度补偿的稳定电压 (3.3 V 典型 )，VREF 引脚最大可供给 100 µA。 (2) VB 部分 (VB Reg.) VB 部分 (VB Reg.) 利用 VCC 引脚供给的电压生成 IC 内部的基准电压。该基准电压是有温度补偿的稳定电压 (5 V 典型 )， VB 引脚最大可供给 100 mA。 (3) 欠压锁定电路部分 (UVLO) 防止偏压 (VB) 和内部基准电压 (VREF) 启动时瞬态和瞬时低压状态下发生 IC 误动作和系统损坏、劣化的电路。该电路检 测 VB 引脚和 VREF 引脚的电压下降并停止 IC 运行。VB 引脚和 VREF 引脚的电压升到欠压锁定电路的阈值电压以上时，系 统恢复运行。 (4) 软启动 / 软停止部分 (Soft-Start, Soft-Stop) 关于软启动 防止输出开始时的冲击电流和输出电压 (VO) 过冲。 连接到 CS 引脚的电容器的充电上升电压成为误差放大器 (Error Amp) 的基准电压，因此可设定不受输出 (VO) 负载影响的 软启动时间。 将 CTL 引脚置 "H" 电平，IC 一旦启动，CS 引脚的电容器 (CS) 便开始以 5.5 µA 充电。软启动期间的输出电压 (VO) 与 CS 引脚电容器充电产生的 CS 引脚电压成正比上升。 在 CS 引脚电压 < 0.8 V 的软启动期间，动作如下。 • 仅强制 PWM 工作 ( 即使 MODE 引脚置 "L"，也是强制 PWM) • 过压保护功能和低压保护功能无效 关于软停止 输出停止时，积蓄在输出电容器内的电荷放电。将 CTL 引脚置为 "L" 电平，不受输出 (Vo) 负载影响的软停止功能启动。这 是因为将 CTL 引脚置为 "L" 电平，连接到 CS 引脚的电容器开始通过 IC 内部软停止用放电电阻 (70 kΩ 典型 ) 进行放电，因 其放电下降电压输入误差放大器 (Error Amp)，所以可根据电容值设定不受输出 (Vo) 负载影响的软停止时间。CS 引脚电压因 放电降至 100 mV( 典型 ) 以下时，IC 断电，进入待机状态。此外，在低压保护电路部分 (UVP Comp.) 闩锁置位后或过温保护 电路部分 (OTP) 检测出过温后，软停止功能也启动。 在 CS 引脚电压 < 0.8 V 的软停止期间，动作如下。 • 仅强制 PWM 工作 ( 即使 MODE 引脚置 "L"，也是强制 PWM) • 过压保护功能和低压保护功能无效 (5) 时钟生成器部分 (OSC) 时钟生成器部分内置开关频率设定用的电容器。在 RT 引脚连接开关频率设定电阻，可使时钟生成通道间相位差 180° 的时 钟。 (6-1) 误差放大器部分 (Error Amp) 误差放大器 (Error Amp) 检测 DC/DC 转换器的输出电压，并将该输出输出到电流比较器 (I Comp.)。将外部输出电压设定 电阻连接到 FB 引脚，可任意设定输出电压。此外，在 COMP 引脚和 FB 引脚之间串联外部电阻和外部电容器，可任意设定 环路增益，所以对系统可做稳定的位相补偿。 (6-2) 过流检测 ( 保护 ) 部分 (ILIM) 这是为了限制输出电流 (IO) 的电流检测电路。 过流检测部分 (ILIM) 在每个周期对电平转换器输出波形 ( 参考 [ 功能描述 (12) 电平转换器部分 (LVCNV)]) 和 ILIM 引脚电 压进行比较。若负载电阻 (RO) 下降，负载电流 (IO) 则增大。电平转换器输出波形比各通道的 ILIM 引脚电压高时采取切断主端 FET 并抑制电感电流峰值的方法限制输出电流。 其结果为输出电压 (Vo) 下降。 输出电压下降，FB 引脚电位降至 0.3 V 以下时，会使开关频率 (fOSC) 下降到 1/8。 12 DS04–27263–2Z MB39A135 (7) 过压保护电路部分 (OVP Comp.) 这是在输出电压 (Vo) 上升时保护连接在输出上的器件的电路。 过压保护功能只要启动，RS 闩锁便置位，DRVH 引脚和 DRVL 引脚分别置 "L" 电平和 "H" 电平、 主端 FET 固定 OFF 状 态、同步整流端 FET 固定在 ON 状态，使电压输出停止。内部基准电压 INTREF (0.7 V) 的 1.15 倍 ( 典型值 ) 的电压与反馈 电压进行比较，只要检测出反馈电压过高状态持续 50 µs ( 典型值 ) 以上时，该电路就启动。 过压保护功能在以下条件下解除。 • CTL 置 "L"。 • 电源电压低于 UVLO 阈值电压 (VTHL1,VTHL2) 。 (8) 低压保护电路部分 (UVP Comp.) 该电路在输出电压 (Vo) 下降时停止输出，以保护连接在输出上的器件。 低压保护电路部分只要启动，RS 闩锁便置位，使电压输出停止。内部基准电压 INTREF (0.7 V) 的 0.7 倍 ( 典型值 ) 的电压 与反馈电压进行比较，只要检测出反馈电压过低状态持续 512/fOSC [s] ( 典型值 ) 以上时，该电路就启动。 低压保护功能在以下条件下解除。 • CTL 置 "L"。 • 电源电压低于 UVLO 阈值电压 (VTHL1,VTHL2) 。 (9) 过温保护电路部分 (OTP) 这是保护 IC 免遭热损坏的电路。结温达到＋ 160 ℃时，连接在 CS 引脚的电容器通过 IC 内部软停止用放电电阻 (70 kΩ 典 型 ) 放电，使电压输出停止。 结温下降到＋ 135 ℃时，软启动重启输出。 (10) PFM 控制电路部分 (MODE) 该电路设定本 IC 的控制模式并控制 PFM/PWM 自动切换。 MODE 引脚连接 "L" (GND) "H" (VREF) 控制模式 PFM/PWM 自动切换 强制 PWM 特征 轻负载时，效率高 开关频率稳定 开关纹波电压稳定 从重负载转换到轻负载时，负载突变性能好 PFM/PWM 自动切换模式动作 Di Comp. 将 LX 引脚的电压与 GND 电位进行比较。根据比较，LX 引脚为负电压时，同步整流端 FET 导通 ; LX 引脚为正 电压时，同步整流端 FET 断开 (Di Comp. 方式 )。轻负载时的电感电流的逆流被抑制，成为电感电流不连续 (DCM) 的开关动 作。该动作使开关频率降低，从而实现轻负载时的高效率。 (11) 输出部分 (DRV) 输出电路在主端和同步整流端都采用 CMOS 形式的结构，可驱动外接 N-ch MOS FET。 (12) 电平转换器部分 (LVCNV) 该电路检测并转换主端 FET 导通时的电流。主端 FET 的 LOU 漏极 (VCC 引脚电压 ) 和源极 (LX 引脚电压 ) 间的电压波形 转换为 GND 基准的电压波形。 DS04–27263–2Z 13 MB39A135 (13) 控制部分 (CTL) 该电路控制本 IC 输出的 ON/OFF。 控制功能表 14 CTL DC/DC 转换器 备注 L OFF 待机 H ON ⎯ DS04–27263–2Z MB39A135 ■ 保护功能一览表 各保护功能工作时，各引脚的状态如下 : 保护功能 检测条件 检测时各引脚的输出 DC/DC 输出下降状态 VREF VB DRVH DRVL < 2.7 V < 3.6V L L 负载自身放电 欠压锁定 (UVLO) VB < 3.6 V VREF < 2.7 V 低压保护 (UVP) FB < 0.49V 3.3 V 5V L L 软停止功能放电 过压保护 (OVP) FB > 0.805V 3.3 V 5V L H 0 V 钳位 过流保护 (ILIM) COMP > ILIM 3.3 V 5V 过温保护 (OTP) Tj > ＋ 160 ℃ 3.3 V 5V L L 控制 (CTL) CTL : H → L (CS > 0.1 V) 3.3 V 5V L L DS04–27263–2Z switching switching 恒电流动作使输出电压下降 软停止功能放电 15 MB39A135 ■ 输出入引脚等效电路图 VREF 引脚 CTL 引脚 VCC VB CTL VREF ESD 保护元件 GND GND VB 引脚 CS 引脚 VCC VREF VB CS GND FB 引脚 VREF GND COMP 引脚 VREF FB COMP GND GND ( 转下页 ) 16 DS04–27263–2Z MB39A135 ( 承上页 ) ILIM 引脚 RT 引脚 VREF VREF VREF VB ILIM ILIM RT GND GND GND MODE 引脚 CB, DRVH, LX 引脚 VREF CB VREFVREF DRVH DRVH MODE LX LX GND DRVL 引脚 GND GND VB DRVL PGND GND DS04–27263–2Z 17 MB39A135 ■ 应用电路示例 R21 VREF VIN (4.5 V ~ 25 V) MODE CS 13 C7 A R23 COMP R8-1 R8-2 RT 1 <Soft-Start > ctl /uvp_out /otp_out VCC 2 8 Clock generator Bias Reg. C13 VREF /uvlo ovp_out <PFM Comp. > 5.5 µA − + VB 7 11 Hi-side Drive 15 10 C9 FB <Error Amp> 14 R9 − + + <I Comp.> − + intref CLK RS-FF RQ 9 Drive Logic ILIM S 6 5 CB L1 Vo Q1 C2-1 C2-2 C2-3 C5 DRVH LX DRVL PGND C14 C1-1 C1-2 Level Converter Vs 16 Q1 VB Lo-side Drive R11 A D2 2.0 V 70 kΩ <Di Comp> R12 − + <OVP Comp.> − + 50 µs delay SQ ovp_out R <UVLO> intref x 1.15 V uvlo <UVP Comp.> − + VB UVLO 512/fOSC delay SQ R uvp_out VREF UVLO H : UVLO release otp_out intref x 0.7 V VB intref MB39A135 OTP ctl <REF> <CTL> ON/OFF CTL 4 (3.3 V) 3 12 VREF GND C15 18 DS04–27263–2Z MB39A135 ■ 元件一览表 符号 项目 Q1 N-ch FET D2 Diode L1 Inductor 条件 VDS ＝ 30 V, ID ＝ 8 A, Ron ＝ 21 mΩ VF ＝ 0.35 V at IF ＝ 0.2 A 1.5 µH (6.2 mΩ, 8.9 A) 供应商 封装 NEC SO-8 Onsemi SOD-523 TDK ⎯ 型号 µPA2755 备注 Dual type (2 elements) BAT54XV2T1G VLF10040T-1R5N C1-1 C1-2 Ceramic condenser 22 µF (25 V) Ceramic condenser 22 µF (25 V) TDK TDK 3225 3225 C3225JB1E226M C3225JB1E226M 2 个并联 C2-1 C2-2 C2-3 Ceramic condenser 22 µF (10 V) Ceramic condenser 22 µF (10 V) Ceramic condenser 22 µF (10 V) TDK TDK TDK 3216 3216 3216 C3216JB1A226M C3216JB1A226M 3 个并联 C3216JB1A226M C5 Ceramic condenser 0.1 µF (50 V) TDK 1608 C1608JB1H104K C7 Ceramic condenser 0.022 µF (50 V) TDK 1608 C1608JB1H223K C9 Ceramic condenser 820 pF (50 V) TDK 1608 C1608CH1H821J C13 Ceramic condenser 0.01 µF (50 V) TDK 1608 C1608JB1H103K C14 Ceramic condenser 1.0 µF (16 V) TDK 1608 C1608JB1C105K C15 Ceramic condenser 0.1 µF (50 V) TDK 1608 C1608JB1H104K R8-1 R8-2 Resistor Resistor 1.6 kΩ 9.1 kΩ SSM SSM 1608 1608 RR0816P162D RR0816P912D R9 Resistor 15 kΩ SSM 1608 RR0816P153D R11 Resistor 56 kΩ SSM 1608 RR0816P563D R12 Resistor 56 kΩ SSM 1608 RR0816P463D R21 Resistor 82 kΩ SSM 1608 RR0816P823D R23 Resistor 22 kΩ SSM 1608 RR0816P223D NEC Onsemi TDK SSM 2 个串联 : 日本电气株式会社 : ON Semiconductor 株式会社 : TDK 株式会社 : 进工业株式会社 DS04–27263–2Z 19 MB39A135 ■ 应用手册 PFM/PWM 和强制 PWM 模式的设定方法 关于各模式的设定方法，详情参照 [■ 功能描述 (10) PFM 控制电路部分 (MODE)]。 PFM/PWM 模式的使用注意事项 因负载突变等原因负载电流急剧减少时，输出电压过冲的收敛有费时倾向。其结果为过压保护功能有可能启动。 遇到这种场合，通过追加负载电阻使输出电压在过压检测时间内收敛，不妨为短缩收敛时间的对策。 输出电压的设定方法 可通过调整输出电压设定电阻比的方法设定。 VO ＝ R1 ＋ R2 × 0.7 R2 VO : 输出设定电压 [V] R1, R2 : 输出设定电阻值 [Ω] VO R1 FB R2 设定时，需确认最大占空比符合以下条件。 占空比可根据以下算式求得。 DMAX_Min ＝ VO ＋ RON_Sync × IOMAX VIN － RON_Main × IOMAX ＋ RON_Sync × IOMAX DMAX_Min VIN VO RON_Main RON_Sync IOMAX : 最大占空比的最小值 : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 主端 FET 的导通阻抗 [Ω] : 同步整流端 FET 的导通阻抗 [Ω] : 最大负载电流 [A] 开关频率的设定方法 可通过调整 RT 引脚电阻的方法设定。 fOSC ＝ 1.09 RRT × 40 × 10 － 12 ＋ 300 × 10 － 9 RRT fOSC 20 : RT 电阻值 [Ω] : 开关频率 [Hz] DS04–27263–2Z MB39A135 设定开关频率时要保证导通时间 (tON) 大于 300 ns。 导通时间可根据以下算式求得。 tON ＝ VO VIN × fOSC tON VIN VO fOSC DS04–27263–2Z : 导通时间 [s] : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 开关频率 [Hz] 21 MB39A135 软启动时间的设定方法 软启动时间可以下记算式为依据设定。 tS ＝ 1.4 × 105 × CCS ts CCS : 软启动时间 [s]( 输出达到 100％所花时间 ) : CS 引脚电容值 [F] 请以下记算式为依据设定至软启动开始的延迟时间。 td1 ＝ 30 × CVB ＋ 290 × CVREF ＋ 1.455 × 104 × CCS td1 CCS CVB CVREF : 含 VB 电压及 VREF 电压启动的延迟时间 [s] : CS 引脚电容值 [F] : VB 引脚电容值 [F] : VREF 引脚电容值 [F]( 典型 0.1 µF) 请以下记算式为依据设定软停止时的放电时间。 tdis ＝ 1.44 × 105 × CCS : 放电时间 [s] : CS 引脚电容值 [F] tdis CCS 请以下记算式为依据设定至放电开始的延迟时间。 td3 ＝ 7.87 × 104 × CCS : 至放电开始的延迟时间 [s] : CS 引脚电容值 [F] td3 CCS ts tdis CTL VO td1 22 td3 DS04–27263–2Z MB39A135 过流检测值的设定方法 过流检测值 (ILIM) 可通过调整过流检测设定电阻比的方法设定。 过流检测设定电阻值可根据以下算式求得。 ILIM ＝ 3.3 × R2 － 0.3 R1 ＋ R2 VIN － VO ＋ 6.8 × RON L × (200 × 10 － 9 － VO 2 × fOSC × VIN ) 200 × 103 ≥ R1 ＋ R2 ≥ 30 × 103 ILIM R1, R2 L VIN VO fOSC RON *: : 过流检测值 [A] : ILIM 设定电阻值 [Ω]* : 电感值 [H] : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 开关频率 [Hz] : 主端 FET 导通阻抗 [Ω] 过流检测值取决于 FET 的导通阻抗。在调整过流检测设定电阻比时，需充分考虑导通阻抗的温度特性。 FET 的结温上升＋ 100 ℃， FET 的导通阻抗大约增为 1.5 倍。 电感电流 VREF 过流检测值 ILIM R1 IO ILIM* R2 0 *: 时间 不使用过流检测功能时，请将 ILIM 引脚连接到 VREF 引脚。 DS04–27263–2Z 23 MB39A135 电感器的选择 选择电感值时，大致参考标准为电感的纹波电流峰峰值在最大负载电流的 50% 以下。该场合的电感值可根据以下算式求 得。 L≥ VIN － VO LOR × IOMAX L IOMAX LOR VIN VO fOSC × VO VIN × fOSC : 电感值 [H] : 最大负载电流 [A] : 电感的纹波电流峰峰值－最大负载电流比 ( ＝ 0.5) : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 开关频率 [Hz] 本 IC 在工作原理上需要一定程度的电感纹波电流值，但使用 Ron 阻抗较低的主端 FET 时，由电感纹波电流引起的主端 FET 导通纹波电压变低，有可能不足。遇到这种场合，请采用降低开关频率或减小电感值的方法解决。 请选择满足下记条件的电感。 L≤ VIN － VO ∆VRON L VIN VO fOSC ∆VRON RON × VO VIN × fOSC × RON : 电感值 [H] : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 开关频率 [Hz] : 纹波电压 [V]( 推荐 20[mV] 以上 ) : 主端 FET 的导通阻抗 [Ω] 为了判断流过电感的电流在额定值以内，需求出流过电感的最大电流值。电感的最大电流值可根据以下算式求得。 ILMAX ≥ IoMAX ＋ ILMAX IoMAX ∆IL L VIN VO fOSC ∆IL 2 VO VIN － VO × L VIN × fOSC , ∆IL ＝ : 电感的最大电流值 [A] : 最大负载电流 [A] : 电感的纹波电流峰峰值 [A] : 电感值 [H] : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 开关频率 [Hz] 电感电流 ILMAX IoMAX ∆IL 时间 0 24 DS04–27263–2Z MB39A135 SWFET 的选择 本 IC 在工作原理上需要主端 FET 漏极－源极间形成的导通纹波电压。请选择满足以下算式的导通阻抗的 SWFET。 RON_Main ≥ ∆VRON_Main , RON_Main ≤ ∆IL VRONMAX ILIM ＋ ∆IL 2 : 主端 FET 导通阻抗 [Ω] : 电感的纹波电流峰峰值 [A] : 主端 FET 纹波电压 [V]( 推荐 20[mV] 以上 ) : 过流检测值 [A] : 最大电流检测电压 [V]( 推荐 240[mV] 以下 ) RON_Main ∆IL ∆VRON_Main ILIM VRONMAX 另外，针对输入电压和负载电流，请选择有足够余量的 FET 额定。推荐选择比过电流检测设定值高的额定。 主端 FET 和同步整流端 FET 所需额定值可根据以下算式求得。 ID > IoMAX ＋ ID IoMAX ∆IL ∆IL 2 : 漏极额定电流 [A] : 最大负载电流 [A] : 电感纹波电流峰峰值 [A] VDS > VIN VDS VIN : 漏极－源极间的额定电压 [V] : 电源电压 [V] VGS > VB VGS VB : 栅极－源极间的额定电压 [V] : VB 电压 [V] 为了判断 SWFET 的容许损耗在额定值以内，需求得 SWFET 的损耗。根据以下算式可求得主端 FET 损耗。 PMainFET ＝ PRON_Main ＋ PSW_Main PMainFET : 主端 FET 损耗 [W] PRON_Main : 主端 FET 导通损耗 [W] PSW_Main : 主端 FET SW 损耗 [W] DS04–27263–2Z 25 MB39A135 主端 FET 导通损耗 VO VIN PRON_Main ＝ IoMAX2 × PRON_Main IOMAX VIN VO RON_Main × RON_Main : 主端 FET 导通损耗 [W] : 最大负载电流 [A] : 电源电压 [V] : 输出电压 [V] : 主端 FET 导通阻抗 [Ω] 主端 FET SW 损耗 PSW_Main ＝ VIN × fOSC × (Ibtm × tr ＋ Itop × tf) 2 PSW_Main VIN fOSC Ibtm Itop tr tf : 主端 FET SW 损耗 [W] : 电源电压 [V] : 开关频率 [Hz] : 电感的纹波电流下峰值 [A] : 电感的纹波电流上峰值 [A] : 主端 FET 导通时间 [s] : 主端 FET 断开时间 [s] Ibtm、Itop、tr 和 tf 可简单地根据以下算式求得。 ∆IL Ibtm ＝ IoMAX － 2 ∆IL Itop ＝ IoMAX ＋ tr ＝ 2 Qgd × 4 5 － Vgs (on) IOMAX ∆IL Qgd Vgs (on) tf ＝ Qgd × 1 Vgs (on) : 最大负载电流 [A] : 电感纹波电流峰峰值 [A] : 主端 FET 栅极－漏极间电荷量 [C] : 主端 FET 的 Qgd 上的栅极－源极间电压 [V] 同步整流端 FET 的损耗可根据以下算式求得。 PSyncFET ＝ PRon_Sync* ＝ IoMAX2 × (1 － PSyncFET PRon_Sync IOMAX VIN VO Ron_Sync *: 26 VO ) × Ron_Sync VIN : 同步整流端 FET 损耗 [W] : 同步整流端 FET 导通损耗 [W] : 最大负载电流 [A] : 电源电压 [V] : 输出电压 [V] : 同步整流端 FET 导通阻抗 [Ω] 开关状态转换时，同步整流端 FET 的漏极－源极间电压较小，开关损耗小得足以可以忽略不计，所以在此省略。 DS04–27263–2Z MB39A135 驱动 SWFET 栅极的电力由 IC 内部的 LDO 供给，因此 SWFET 容许最大总电荷量 (QgTotalMax) 可根据以下算式求得。 QgTotalMax ≤ 0.095 fOSC : SWFET 容许最大总电荷量 [C] : 开关频率 [Hz] QgTotalMax fOSC 续流二极管的选择 一般不需要续流二极管，但在注重转换效率的场合追加的话，可提高转换效率。开关频率越高或输出电压越低的使用条件 下，效果越好。尽量选择正向电压小的肖特基势垒二极管 (SBD)。因本 DC/DC 转换器控制 IC 采用的是同步整流方式，电流 流过续流二极管的时间仅限于死区时间 (60 ns × 2)。所以需选择电流不超出峰值正向浪涌电流 (IFSM) 额定的续流二极管。续 流二极管的峰值正向浪涌电流额定可根据下记算式求得。 IFSM ≥ IoMAX ＋ ∆IL 2 : 续流二极管的峰值正向浪涌电流额定 [A] : 最大负载电流 [A] : 电感的纹波电流峰峰值 [A] IFSM IoMAX ∆IL 续流二极管的额定可根据下记算式求得。 VR_Fly > VIN VR_Fly VIN : 续流二极管的直流反向电压 [V] : 电源电压 [V] 输出电容器的选择 本 IC 支持小 ESR 的陶瓷电容器。要使输出纹波电压降低，ESR 比其他电容器低的陶瓷电容器比较理想。需采用陶瓷电容 器对应不了的大容量电容器的场合，请使用 ESR 较低的高分子电容器或钽电容器。 DC/DC 转换器的开关动作引起输出端的纹波电压。需根据容许波纹电压考虑输出电容的下限值。输出端的纹波电压可简 单地根据下记算式求得。 ∆VO ＝ ( ∆VO ESR ∆IL CO fOSC ( 注意事项 ) 1 2π × fOSC × CO ＋ ESR) × ∆IL : 纹波电压 [V] : 输出电容的等效串联电阻成分 [Ω] : 电感的纹波电流峰峰值 [A] : 输出电容 [F] : 开关频率 [Hz] 要降低纹波电压，除了电容器以外，也可通过提高开关频率或电感值的方法解决。 • 电容器具有频率特性、温度特性和偏压特性等，其有效值因使用条件而异，在接近额定电压的高偏压等的使 用条件下，电容的有效值可能会变得特别小。需注意使用条件下的电容有效值。 • DS04–27263–2Z 27 MB39A135 输出电容器的额定可根据下记算式求得。 VCO > VO : 输出电容器耐压 [V] : 输出电压 [V] VCO VO ( 注意事项 ) 请选用对于输出电压有足够耐压余量的电容器。 此外，使用的电容器应具有足够余量的容许纹波电流额定。 输出电容器的容许纹波电流可根据下记算式求得。 ∆IL 2√3 Irms ≥ Irms ∆IL : 容许纹波电流 ( 有效值 )[A] : 电感的纹波电流峰峰值 [A] 输入电容器的选择 输入电容器需尽量选用 ESR 小的电容器。陶瓷电容器比较理想。需采用陶瓷电容器无法对应的大容量电容器的场合，请使 用 ESR 较低的高分子电容器或钽电容器。 DC/DC 转换器的开关动作引起输入端的纹波电压。需根据容许波纹电压考虑输入电容的下限值。输入端的纹波电压可简 单地根据下记算式求得。 ∆VIN ＝ IOMAX CIN ∆VIN IOMAX CIN VIN VO fOSC ESR ∆IL × VO ＋ ESR × (IOMAX ＋ VIN × fOSC ∆IL 2 ) : 输入端纹波电压峰峰值 [V] : 负载电流最大值 [A] : 输入电容 [F] : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 开关频率 [Hz] : 输入电容的等效串联电阻充分 [Ω] : 电感的纹波电流峰峰值 [A] ( 注意事项 ) • 要降低纹波电压，除了电容器以外，也可通过提高开关频率的方法解决。 • 电容器具有频率特性、温度特性和偏压特性等，其有效值因使用条件而异，在接近额定电压的高偏压等的使 用条件下，电容的有效值可能会变得特别小。需注意使用条件下的电容有效值。 输入电容的额定可根据下记算式求得。 VCIN > VIN VCIN VIN : 输入电容的耐压 [V] : 电源电压 [V] ( 注意事项 ) 选择电容器的额定时，要选择针对输入电压有足够耐压余量的电容器。 28 DS04–27263–2Z MB39A135 此外，有容许纹波电流额定要求的，需使用有足够余量的电容器。 容许纹波电流可根据下记算式求得。 Irms ≥ IOMAX × Irms IOMAX VIN VO √VO × (VIN － VO) VIN : 容许纹波电流 ( 有效值 )[A] : 负载电流最大值 [A] : 电源电压 [V] : 输出电压 [V] 自举电路二极管的选择 应尽量选择正向电压小的肖特基势垒二极管 (SBD)。 驱动主端 FET 栅极的电流流过自举电路的 SBD。该平均电流可根据下记算式求得。选择时注意不要超出 SBD 电流额定。 ID ≥ Qg × fOSC ID Qg fOSC : 正向电流 [A] : 主端 FET 栅极全电荷量 [C] : 开关频率 [Hz] 自举电路二极管的额定可根据下记算式求得。 VR_BOOT > VIN VR_BOOT VIN : 自举电路二极管的直流反向电压 [V] : 电源电压 [V] 自举电容器的选择 要驱动主端 FET 的栅极，自举电容器需要存储足够的电荷。因此，作为选择自举电容器的参考标准，所选电容器至少可存 储主端 FET Qg 约 10 倍的电荷。 CBOOT ≥ 10 × CBOOT Qg VB Qg VB : 自举电容 [F] : 主端 FET 栅极电荷量 [C] : VB 电压 [V] 自举电容器的额定可根据下记算式求得。 VCBOOT > VB VCBOOT VB DS04–27263–2Z : 自举电容器耐压 [V] : VB 电压 [V] 29 MB39A135 位相补偿电路的设计 本 IC 以 1pole-1zero 的位相补偿电路为标准。 1pole-1zero 位相补偿电路 VO Rc R1 FB Cc + R2 INTREF 至 I Comp. COMP Error Amp 代表 DC/DC 转换器的控制环路频宽的交越频率 (fCO) 越高，高速响应性越优越，但另一方面因位相余量不足引发振荡的可 能性也越大。该交越频率 (fCO) 虽可任意设定，请以开关频率 (fosc) 的 1/10 为设定上限。此外，位相余量的设定标准最低为 30°，最好为 45° 以上。 位相补偿电路的 Rc、Cc 元件值可以下记算式为标准设定。 (VIN － VO) ALVCNV × RON_Main × fCO × 2π × CO × VO VIN × fOSC × L × IOMAX RC ＝ CC ＝ CO × VO RC × IOMAX RC CC VIN VO fOSC IOMAX L CO RON_Main R1 ALVCNV fCO 30 × R1 : 位相补偿电阻 [Ω] : 位相补偿电容 [F] : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 开关频率 [Hz] : 负载电流最大值 [A] : 电感值 [H] : 输出电容 [F] : 主端 FET 导通阻抗 [Ω] : 输出设定电阻 [Ω] : 电平转换器电压转换增益 [V/V] 占空比 ≤ 50% : ALVCNV ＝ 6.8 占空比 > 50% : ALVCNV ＝ 13.6 : 交越频率 ( 任意设定 )[Hz] DS04–27263–2Z MB39A135 关于 VB 引脚电容器 VB 引脚电容以 1 µF 为标准，但使用的 SWFET 的 Qg 较大时，需做调整。 要驱动 FET 的栅极，VB 电容器需要存储足够的电荷。因此，作为选择电容器的参考标准，所选电容器至少可存储 SWFET 的 Qg 约 100 倍的电荷。 CVB ≥ 100 × CVB Qg VB Qg VB : VB 引脚电容值 [F] : 主端 FET 和同步整流端 SWFET 的栅极电荷量合计 [C] : VB 电压 [V] VB 引脚电容额定可根据下记算式求得。 VCVB > VB VCVB VB DS04–27263–2Z : VB 引脚电容耐压 [V] : VB 电压 [V] 31 MB39A135 关于 VB 稳压器 VCC-VB 电位差不足的条件下，VB 稳压器的输出导通阻抗、负载电流 ( 外接 FET 全栅极驱动电流的平均电流、内部 IC 的 负载电流 ) 引起 VB 电压下降。 VB 电压下降到欠压锁定电路的阈值电压 (VTHL1) 时，开关动作停止。 因此，使用本 IC 时，以下记算式为标准设定 VB 稳压器的输入输出电位差或开关频率和外接 FET。 VCC ≥ VB (VTHL1) ＋ (Qg × fOSC ＋ ICC) × RVB VCC VB (VTHL1) Qg fOSC ICC RVB : 电源电压 [V] (VIN) : VB 欠压锁定电路的阈值电压 [V] ( 最大 3.8 V) : 主端 FET 同步整流端 SWFET 的栅极电荷量的合计 [C] : 开关频率 [Hz] : 电源电流 [A] (2.7 × 10 － 3[A] ≈ VB(LDO) 的负载电流 ) : VB 输出导通阻抗 [Ω] (100 Ω (VCC ＝ 4.5 V 时 参考值 )) 输入输出电位差较小时，可通过连接 VB 引脚和 VCC 引脚的方法对应。 该场合的输入电压范围条件如下所示。 VIN 输入电压范围 4.5 V 25 V 6.0 V (1) (3) (1) 4.5 V < VIN < 6.0 V 的场合 → 将 VB 引脚连接到 VCC (2) 输入电压范围跨越 6.0 V 的场合 → 正常使用 ( 未连接 VCC － VB) (2) (3) 6.0 V ≤ VIN 的场合 → 正常使用 ( 未连接 VCC － VB) 输入输出电位差不足的条件下使用的场合，在正常工作时、启动时和切断时，需要对器件做充分确认。跨越6 V的输入电压 范围的场合，需要特别加以注意。 32 DS04–27263–2Z MB39A135 关于容许损耗 / 热设计 本 IC 是高效芯片，一般情况下无需考虑，但在高电源电压、高开关频率、高负载和高温下使用时，则需考虑。 IC 内部损耗 (PIC) 可根据下记算式求得。 PIC ＝ VCC × (ICC ＋ Qg × fOSC) PIC VCC ICC Qg fOSC : IC 内部损耗 [W] : 电源电压 (VIN) [V] : 电源电流 [A] ( 最大 2.7 mA) : 全 SWFET 总电荷量 [C] (Vgs ＝ 5 V 时的合计 ) : 开关频率 [Hz] 结温 (Tj) 可根据下记算式求得。 Tj ＝ Ta ＋ θja × PIC Tj Ta θa PIC DS04–27263–2Z : 结温 [ ℃ ] ( 最大＋ 150 ℃ ) : 环境温度 [ ℃ ] : TSSOP-16 封装热阻抗 (101 ℃ /W) : IC 内部损耗 [W] 33 MB39A135 关于印刷板的布局 设计布局时，需要注意以下几点。 • 请尽量在IC贴装面设置GND焊盘。将开关系统元件的GND引脚、VCC、VB的旁路电容器连接到开关系统GND (PGND)， 其他 GND 引脚连接到控制系统 GND(AGND)。将各 GND 分离，尽量使大电流不通过控制系统的 GND(AGND)。将控制系 统 GND(AGND) 与开关系统 GND(PGND) 在 IC 下面连接。 • 开关系统元件的连接尽量在表层进行，尽量避免通过通孔连接。 • 在开关系统元件的 GND 引脚至近处设置通孔，连接里层的 GND。 • 要特别注意输入电容 (CIN)、开关 FET 和续流二极管 (SBD) 构成的环路，使电流环路越小越好。 • 尽量将自举电路电容器 (CBOOT) 配置在 IC 的 CB、LX 引脚至近的地方。 • 本 IC 将 VCC － LX 引脚间电压作为主端 FET 的漏极－源极间电压监测。将输入电容器 (CIN) 和主端 FET 相互靠近，在输 入电容器的至近处拉出至 VCC 引脚的布线。将 LX 引脚的网络从主端 FET 的源极引脚至近处拉出。另外 LX 引脚的网络 有瞬间大电流通过。布线尽量地短，布线宽度掌握在 0.8 mm 左右。 • 连接开关 FET 栅极的 DRVH 和 DRVL 引脚的网络有大电流瞬间流过。布线尽量地短，宽幅大致为 0.8 mm 左右。 • 连接 VREF、VCC、VB 的旁路电容器 (CVCC, CVREF, CVB) 和连接 RT 引脚的电阻 (RRT) 尽量配置在引脚至近的地方。 此外，旁路电容器的 GND 引脚要在至近处由通孔连接里层的 GND。 • 连接 RT、FB、COMP 引脚的网络对噪声敏感，要尽量远离开关系统元件。此外，连接该网络的输出电压设定电阻和位相 补偿电路元件要尽量配置在 IC 附近，尽量使网络短，并将各贴装点下的里层设为纹波和峰值噪声小的控制系统 GND (AGND) 或电源电压焊盘。 开关系统元件 : 输入电容 (CIN)、开关 FET、续流二极管 (SBD)、电感 (L)、输出电容 (CO) IC 周边配置例 开关系统元件配置例 至 VCC 引脚 通孔 主端 FET AGND 通孔 1pin AGND RRT VIN 至 LX 引脚 CIN 同步整流端 FET CVREF CVB PGND CBOOT CVCC SBD(option) CO L PGND 表层 34 里层 PGND Vo 输出电压 Vo 反馈 DS04–27263–2Z MB39A135 ■ 参考数据 转换效率 负载稳定度 转换效率 - 负载电流特性 输出电压 - 负载电流特性 1.30 100 转换效率 η(％) 90 1.26 1.24 85 80 VIN =12 V VO =1.2 V MODE = VREF fosc = 300 kHz Ta = + 25°C 1.28 输出电压 VO(V) 95 VIN = 12 V VO = 1.2 V fosc = 300 kHz Ta = + 25°C PFM/PWM 75 70 强制 PWM 1.22 1.20 1.18 1.16 1.14 65 1.12 60 0.01 0.1 1 10 1.10 0 1 负载电流 IO(A) 2 3 4 5 负载电流 IO(A) 负载突变波形 IO : 1 A/div 2A VIN ＝ 12 V VO ＝ 1.2 V IO ＝ 0 ←→ 2 A fOSC ＝ 300 kHz, Ta ＝＋ 25 ℃ 0A 100 µs/div VO : 200 mV/div (1.2 V offset) CTL 启动波形 CTL 停止波形 CTL : 5 V/div CTL : 5 V/div VO: 1V/div VO: 1V/div 1 ms/div 1 ms/div VIN ＝ 12 V, VO ＝ 1.2 V, Io ＝ 5 A (0.24 Ω) fosc ＝ 300 kHz, Ta ＝＋ 25 ℃ , 软启动设定时间＝ 3.0 ms ( 转下页 ) DS04–27263–2Z 35 MB39A135 ( 承上页 ) 通常动作 → 过流保护动作 → 低压保护动作波形 VO : 0.5 V/div 1 VIN ＝ 12 V VO ＝ 1.2 V fOSC ＝ 300 kHz Ta ＝＋ 25 ℃ CS : 2 V/div 2 LX : 10 V/div 3 IO : 10 A/div 4 500 µs/div 通常动作 36 过流保护动作 低压保护动作 DS04–27263–2Z MB39A135 ■ 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 正常工作的保证值。 在推荐工作条件范围内以及各项目栏的条件下，电气特性的规格值都可得到保证。 3. 设计印刷电路板的接地线时，请考虑通用阻抗。 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。 ■ 订购型号 型号 封装 MB39A135PFT 16 脚塑封 TSSOP (FPT-16P-M08) 备注 ■ 评估板的订购型号 型号 EV 板的版本 备注 MB39A135EVB-01 MB39A135EVB-01 Rev2.0 TSSOP-16 ■ 支持 RoHS 指令的质量管理 ( 无铅品的场合 ) 富士通微电子的 LSI 产品支持 RoHS 指令，遵守关于铅 / 镉 / 水银 / 六价铬以及特定溴系难燃剂 PBB 和 PBDE 的标准。对 于符合该标准的产品，在型号的末尾缀 "E1" 加以表示。 DS04–27263–2Z 37 MB39A135 ■ 产品印章 ( 无铅品的场合 ) 39A135 1XXX INDEX 38 无铅标识 DS04–27263–2Z MB39A135 ■ 产品标签 ( 无铅品的场合的示例 ) 无铅标识 JEITA 规格 JEDEC 规格 MB123456P - 789 - GE1 (3N) 1MB123456P-789-GE1 1000 (3N)2 1561190005 107210 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 无铅品在型号的末尾加 "E1"。 DS04–27263–2Z "ASSEMBLED IN CHINA" 表示 该产品在中国组装。 39 MB39A135 ■ MB39A135PFT-❏❏❏E1 推荐贴片条件 [ 本公司推荐贴片条件 ] 项目 内容 贴片方法 IR ( 红外线回流焊接 ) / 手工焊接 ( 部分加热法 ) 贴片次数 2次 保管期间 开箱前 制造后 2 年以内使用 从开箱到第 2 次回流焊接之间的 保管期间 8 天之内 超出开箱后的保管期间 实施烘烤 (125 ℃， 24 h) 后， 8 天之内进行处理 保管条件 5 ℃ ~ 30 ℃， 70％RH 以下 ( 尽可能低湿度 ) [ 贴片方法的各种条件 ] (1) IR ( 红外线回流焊接 ) 260 °C 255 °C 170 °C ~ 190 °C (b) RT (c) (a) H 级 : 260 ℃ Max (a) 温度上升坡度 (b) 预备加热 (c) 温度上升坡度 (d) 峰值温度 (d’) 真正加热 (e) 冷却 (d) (e) (d') : 平均 1 ℃ /s ~ 4 ℃ /s : 170 ℃ ~ 190 ℃、 60 s ~ 180 s : 平均 1 ℃ /s ~ 4 ℃ /s : 260 ℃ Max 高于 255 ℃ 10 s 以内 : 高于 230 ℃ 40 s 以内 或 高于 225 ℃ 60 s 以内 或 高于 220 ℃ 80 s 以内 : 自然冷却或强制冷却 ( 注意事项 ) 所示为封装表面温度 (2) 手工焊接法 ( 部分加热法 ) 焊枪头温度 :Max 400 ℃ 时间 : 5 s 以内 / 引脚 40 DS04–27263–2Z MB39A135 ■ 封装尺寸图 16-pin plastic TSSOP Lead pitch 0.65 mm Package width x package length 4.40 mm × 4.96 mm Leadshape Gullwing Sealing method Plastic mold Mounting height 1.20mm MAX Weight 0.06g (FPT-16P-M08) 16-pin plastic TSSOP Note 1) Pins width and pins thickness include plating thickness. Note 2) Pins width do not include tie bar cutting remainder. Note 3) * : These dimensions do not include resin protrusion. (FPT-16P-M08) *4.96±0.10(.195±.004) 16 0.145±0.045 (.0057±.0018) 9 *4.40±0.10 6.40±0.20 (.173±.004) (.252±.008) INDEX Details of "A" part +0.10 1.10 –0.15 (Mounting height) +0.04 .043 –0.06 LEAD No. 1 8 0.65(.026) "A" 0.24±0.08 (.009±.003) 0.13(.005) M 0~8° 0.60±0.15 (.024±.006) 0.10±0.05 (.004±.002) (Stand off) 0.10(.004) C 2007-2008 FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED F16021S-c-1-4 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/ DS04–27263–2Z 41 MB39A135 ■ 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 • 框图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 • 绝对最大额定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 • 推荐工作条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 • 电气特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 • 典型特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 • 功能描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 • 保护功能一览表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 • 输出入引脚的等效电路图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 • 应用电路示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 • 元件一览表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 • 应用手册 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 • 参考数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 • 使用注意事项 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 • 订购型号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 • 评估板的订购型号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 • 支持 RoHS 指令的质量管理 ( 无铅品的场合 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 • 产品印章 ( 无铅品的场合 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 • 产品标签 ( 无铅品的场合的示例 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 • MB39A135PFT 推荐贴片条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 • 封装尺寸图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 42 DS04–27263–2Z MB39A135 MEMO DS04–27263–2Z 43 MB39A135 FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED Shinjuku Dai-Ichi Seimei Bldg., 7-1, Nishishinjuku 2-chome, Shinjuku-ku, Tokyo 163-0722, Japan Tel: +81-3-5322-3329 http://jp.fujitsu.com/fml/en/ 联系我们 : North and South America FUJITSU MICROELECTRONICS AMERICA, INC. 1250 E. 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Rm. 3102, Bund Center, No.222 Yan An Road (E), Shanghai 200002, China Tel : +86-21-6146-3688 Fax : +86-21-6335-1605 http://cn.fujitsu.com/fmc/ Korea FUJITSU MICROELECTRONICS KOREA LTD. 206 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/fmk/ FUJITSU MICROELECTRONICS PACIFIC ASIA LTD. 10/F., World Commerce Centre, 11 Canton Road, Tsimshatsui, Kowloon, Hong Kong Tel : +852-2377-0226 Fax : +852-2376-3269 http://cn.fujitsu.com/fmc/en/ 规格若有变动，恕不另行通知。欲了解详细信息，请联系各地的事务所。 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。 本手册记载的信息仅作参考，诸如功能概要和应用电路示例，旨在说明 FUJITSU MICROELECTRONICS 半导体器件的 使用方法和操作示例。对于建立在该信息基础上的器件使用， FUJITSU MICROELECTRONICS 不保证器件的正常工 作。如果用户根据该信息在开发产品中使用该器件，用户应对该信息的使用负责。基于上述信息的使用引起的任何损失， FUJITSU MICROELECTRONICS 概不承担任何责任。 本手册内的任何信息，包括功能介绍和原理图，不应理解为使用和执行任何知识产权的许可，诸如专利权或著作权，或 FUJITSU MICROELECTRONICS 的其他权利或第三方权利， FUJITSU MICROELECTRONICS 也不保证使用该信息不 侵犯任何第三方知识产权或其他权利。因使用该信息引起的第三方知识产权或其他权利的侵权行为， FUJITSU MICROELCTRONICS 不承担任何责任。 本手册所介绍的产品旨在一般用途而设计、开发和制造，包括但并不限于一般的工业使用、通常办公使用、个人使用和 家庭使用。在以下设计、开发和制造 (1) 使用中伴随着致命风险或危险，若不加以特别高度安全保障，有可能导致对公 众产生危害，甚至直接死亡、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 )。 注意上述领域内使用该产品引起的用户和 / 或第三方的任何索赔或损失， FUJITSU MICROELECTRONICS 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、过电流等级防护措施，其他异常 操作防护措施等安全设计，保证即使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