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 DS04–27260–2Z ASSP 电源用 同步整流 双通道 DC/DC 转换器 IC MB39C011A ■ 概要 MB39C011A 是一款用于降压转换的脉宽调制方式 (PWM) 同步整流双通道 DC/DC 转换器 IC。该转换器的电源电压范围 广 (4.5 V ~ 17 V)，最适合用作数字 AV 设备等各种电子设备的内置电源。 ■ 特征 • • • • • • • • • • 电源电压范围广 : 4.5 V ~ 17 V 支持高频率运行 : 2.0 MHz ( 最大 ) 支持同步整流方式 (CH1、CH2) 使用外接电阻，可任意设置输出电压 内置待机功能 : 0 µA( 标准 ) 低功耗 : 2.2 mA( 标准、静止时 ) 内置各通道可独立控制、不受负载影响的软启动电路 内置定时器 / 锁存器式短路保护电路 ( 兼作软启动用电容 ) P-ch/N-ch 外接支持 MOS FET 的图腾柱形式内置输出段 封装 : TSSOP-16 脚 ■ 应用 • • • • • • • • • 数字 TV 复印机 监控摄像头 STB DVD 播放器、DVD 刻录机 投影仪 IP 电话 自动售货机 其他固定机器 Copyright©2008 FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED All rights reserved 2008.12 MB39C011A ■ 引脚配置图 ( 俯视图 ) VCC 1 16 VH OUT1-1 2 15 OUT2-1 OUT1-2 3 14 OUT2-1 VB 4 13 CTL RT 5 12 GND FB1 6 11 FB2 -INE1 7 10 -INE2 CSCP1 8 9 CSCP2 (FTP-16P-M07) ■ 引脚功能描述 2 引脚序号 引脚符号 I/O 功能描述 1 VCC ⎯ 标准电源 / 控制电路的电源引脚 2 OUT1-1 O P-ch 驱动输出引脚。 ( 外接主端 FET 栅极驱动 ) 3 OUT1-2 O N-ch 驱动输出引脚。 ( 外接同步整流端 FET 栅极驱动 ) 4 VB I/O N-ch FET 驱动电路用电源引脚。(VB = 5 V) 5 RT ⎯ 设定三角波振荡频率用的电阻连接引脚 6 FB1 O 误差放大器 (Error Amp1) 输出引脚 7 -INE1 I 误差放大器 (Error Amp1) 反相输入引脚 8 CSCP1 ⎯ 定时器 / 锁存器式短路保护电路 1 用的电容连接引脚 9 CSCP2 ⎯ 定时器 / 锁存器式短路保护电路 2 用的电容连接引脚 10 -INE2 I 误差放大器 (Error Amp2) 反相输入引脚 11 FB2 O 误差放大器 (Erro rAmp2) 输出引脚 12 GND ⎯ 标准电源 / 控制电路 / 输出电路的接地引脚 13 CTL I 电源控制引脚。 CTL 引脚设置为 "L" 电平， IC 进入待机状态。 14 OUT2-2 O N-ch 驱动输出引脚。（外接同步整流端 FET 栅极驱动） 15 OUT2-1 O P-ch 驱动输出引脚。（外接主端 FET 栅极驱动） 16 VH O P-ch FET 驱动电路用电源引脚。 (VH = VCC - 5 V) DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 框图 -INE1 A 7 䰡य़ VB VB VB VB << CH1 >> Error Amp1 (2.3 µ) (1.0 µ) (2.3 µ) (1.0 µ) Vcc A PWM Comp.1 Drive1-1 P-ch OUT1-1 AST (1.0 V) FB1 2 Vo1 (1.8 V) Drive1-2 6 N-ch 3 OUT1-2 䰡य़ -INE2 B << CH2 >> 10 B Error Amp2 VIN (6 V ~ 17 V) PWM Comp.2 Drive2-1 P-ch OUT2-1 AST (1.0 V) FB2 15 Vo2 (3.3 V) 11 Drive2-2 N-ch 14 OUT2-2 2.5 V SCP Comp.2 (1.7 V) (0.7 V) CSCP2 (1.9 V) 9 VB (1.7 V) 4 (0.7 V) (2.0 V) 2.5 V SCP Comp.1 (Vcc-5 V) VH (1.9 V) 16 VH أ㕂⬉य़ CSCP1 8 SR䫕ᄬ఼ ԡ (2.0 V) UVL O VB (5 V) VCC 1 Error Amp Ref. (1.0 V) OSC أ㕂 أ㕂⬉य़ VR1 Ϟ⬉ᥝ⬉ ࠊ఼ CT CTL 13 H: ON (Ϟ⬉) L: OFF (ᕙᴎᓣ) VTH=1.4 V 12 5 GND RT DS04–27260–2Z 3 MB39C011A ■ 绝对最大额定 项目 电源电压 输入电压 符号 额定值 条件 最小 最大 单位 VCC VCC 引脚 ⎯ 18 V VB VB 引脚 (VCC 引脚 -VB 引脚连接时 ) ⎯ 7 V -0.3 VB V VINE -INE1 引脚、 -INE2 引脚 VCTL CTL 引脚 ⎯ 18 V 输出电流 IO OUT1-1 引脚、OUT1-2 引脚、OUT2-1 引脚、 OUT2-2 引脚 ⎯ 60 mA 峰值输出电流 IOP Duty ≤ 5％(t = 1/fosc × 占空比 ) ⎯ 700 mA 容许损耗 PD Ta ≤ +25 ℃ ⎯ 1060* mW 保存温度 TSTG -55 +125 ℃ *: ⎯ 贴装在 10 cm 正方形两面环氧树脂板时 < 注意事项 > 施加超出最大额定的应力 ( 电压、电流、温度等 )，可能会损坏半导体器件。所以，注意切勿超出任何一个项 目的额定值。 ■ 推荐工作条件 项目 符号 条件 额定值 单位 项目 12 17 V 最小 最大 4.5 电源电压 VCC VCC 引脚 VH 引脚输出电流 IVH VH 引脚 0 ⎯ 40 mA VB 引脚输出电流 IVB VB 引脚 -40 ⎯ 0 mA VB 引脚输入电压 VB VB 引脚 (VCC 引脚 -VB 引脚连接时 ) 4.5 5 6 V 输入电压 VINE -INE1 引脚、 -INE2 引脚 0 ⎯ VB -0.9 V CTL 引脚输入电压 VCTL CTL 引脚 0 ⎯ 17 V 输出电流 IOUT OUT1-1 引脚、OUT1-2 引脚、 OUT2-1 引脚、OUT2-2 引脚 -45 ⎯ +45 mA 开关频率 fOSC Tj ≤ +85 ℃ 100 500 2000 kHz 频率设定电阻 RT RT 引脚 3.6 16 100 kΩ VH 引脚电容 CVH VH 引脚 ⎯ 1.0 4.7 µF VB 引脚电容 CVB VB 引脚 ⎯ 1.0 4.7 µF ⎯ 0.047 1.0 µF -30 +25 +85 ℃ CSCP1、 CSCP2 引脚电容 CSCP1、 CSCP2 CSCP1 引脚、 CSCP2 引脚 工作环境温度 Ta ⎯ < 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、逻辑组合的使用，不做保证。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。 4 DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 电气特性 (Ta = +25 ℃、 VCC = 12 V) 项目 符号 测定引脚 VTLH 4 VTHL 4 迟滞宽 VH 4 阈值电压 VTH 8、 9 输入拉电流 ICSCP 8、 9 复位电压 VRST 4 三角波 振荡器部分 [OSC] 振荡频率 fosc 软启动 部分 [CS] 充电电流 阈值电压 低压时 误动作防止 电路部分 [UVLO] 短路保护 电路部分 [SCP] 误差放大器部分 [Error Amp1、 Error Amp2] 条件 规格值 单位 最小 标准 最大 VB 3.8 4.0 4.2 V VB 3.6 3.8 4.0 V ⎯ ⎯ 0.2* ⎯ V ⎯ 1.9 2.0 2.1 V RT = 16 kΩ -3.2 -2.3 -1.4 µA VB 3.6 3.8 4.0 V 2、 15 RT = 16 kΩ 450 500 550 kHz ICS 8、 9 CSCP1 = 0 V、 CSCP2 = 0 V、 RT = 16 kΩ -4.6 -3.3 -2.0 µA VTH 6、 11 FB1 = 1 V、 FB2 = 1 V 0.99 1.00 1.01 V 输入偏置电流 IB 7、 10 -INE1 = 0V、 -INE2 = 0 V -100 0 +100 nA 电压增益 AV 6、 11 DC ⎯ 80* ⎯ dB 频率带域宽 BW 6、 11 AV = 0 dB ⎯ 5.0* ⎯ MHz VOH 6、 11 ⎯ ⎯ V VOL 6、 11 ⎯ 输出拉电流 ISOURCE 6、 11 输出灌电流 ISINK 阈值电压 输出电压 PWM 比较器部分 阈值电压 [PWM Comp.1、 PWM Comp.2] VB -0.3 VB -0.1 ⎯ 40 200 mV FB1 = 1 V、 FB2 = 1 V ⎯ -400 -300 µA 6、 11 FB1 = 1 V、 FB2 = 1 V 4.0 8.0 ⎯ mA VT0 6、 11 占空比 = 0 ％ 0.6 0.7 ⎯ V VT100 6、 11 占空比 = 100 ％ ⎯ 1.7 1.8 V VH 偏置电压 部分 [VH] 输出电压 VH 16 VCC = 6 V ~ 17 V VH = 0 ~ 40 mA VCC 5.5 VCC 5.0 VCC 4.5 V VB 偏置电压 部分 [VB] 输出电压 VB 4 VCC = 6 V ~ 17 V VB = 0 ~ -40 mA 4.5 5.0 5.5 V ( 转下页 ) DS04–27260–2Z 5 MB39C011A ( 承上页 ) (Ta = +25 ℃、 VCC = 12 V) 项目 输出拉电流 输出部分 [Drive1 ~ Drive2] 输出灌电流 符号 OUT1-1 = 7 V OUT2-1 = 7 V 占空比 ≤ 5％ 3、 14 VB = VCC = 5 V OUT1-2 = 0 V OUT2-2 = 0 V 占空比 ≤ 5％ 2、 15 VCC = 5 V 连接 VH、 GND 时 OUT1-1 = 5 V OUT2-1 = 5 V 占空比 ≤ 5％ ISINK 输出 ON 阻抗 ROL 条件 2、 15 ISOURCE ROH 规格值 单位 最小 标准 最大 ⎯ -500* ⎯ mA ⎯ 500* ⎯ mA 3、 14 OUT1-2 = 5 V OUT2-2 = 5 V 占空比 ≤ 5％ 2、 3、 14、 15 OUT1-1、 OUT1-2、 OUT21、 OUT2-2 = -45 mA ⎯ 4.0 6.0 Ω 2、 15 OUT1-1、 OUT2-1 = 45 mA ⎯ 4.0 6.0 Ω 3、 14 OUT1-2、 OUT2-2 = 45 mA ⎯ 2.6 3.9 Ω 20 40 80 ns OUT1-1、 OUT2-1: H → L OUT1-2、 OUT2-2: H → L td 2、 3、 14、 15 VIH 13 IC 工作状态 2 ⎯ 17 V VIL 13 IC 待机状态 0 ⎯ 0.8 V ICTLH 13 CTL = 5 V ⎯ 50 100 µA ICTLL 13 CTL = 0 V ⎯ ⎯ 1 µA 待机电流 ICCS 1 CTL = 0 V ⎯ 0 10 µA 电源电流 ICC 1 CTL = 5 V ⎯ 2.2 3.3 mA 停滞时间 CTL 输入电压 控制部分 [CTL] 输入电流 IC 全体 测定引脚 OUT1-1、 OUT2-1: L → H OUT1-2、 OUT2-2: L → H *: 典型设计值 6 DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 典型特性 VB 偏置电压 - 电源电压特性 5.0 5.5 4.5 5.4 4.0 5.3 VB 偏置电压 VB(V) 电源电流 ICC (mA) 电源电流 - 电源电压特性 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 Ta = + 25 ć 0.5 5.0 4.9 4.8 Ta = + 25 ć 4.7 VB = 0 A 4.5 4 6 8 10 12 14 16 18 4 6 8 10 12 14 16 电源电压 VCC(V) 电源电压 VCC(V) VB 偏置电压 -VB 偏置电压输出电流特性 VB 偏置电压 - 工作环境温度特性 5.5 5.5 5.4 5.4 5.3 5.3 5.2 5.2 VB 偏压 VB(V) VB 偏置电压 VB(V) 5.1 4.6 0.0 5.1 5.0 4.9 4.8 Ta = + 25ć VCC = 12 V 4.7 4.6 18 5.1 5.0 4.9 4.8 VCC = 12 V VB = 0 A 4.7 4.6 4.5 4.5 -100 -80 -60 -40 -20 -40 0 -20 0 +20 +40 +60 +80 +100 VB 偏置输出电流 IVB(mA)V 工作环境温度 Ta( ℃ ) VCC-VH 间电压 - 电源电压特性 VCC-VH 间电压 - VH 偏置输出电流特性 5.5 5.5 5.4 5.4 5.3 5.3 VCC-VH 间电压 (V) VCC-VH 间电压 (V) 5.2 5.2 5.1 5.0 4.9 4.8 4.7 Ta = + 25 ć VH = 0 A 4.6 5.2 5.1 5.0 4.9 4.8 Ta = + 25 ć VCC = 12 V 4.7 4.6 4.5 4.5 4 6 8 10 12 14 电源电压 VCC(V) 16 18 0 20 40 60 80 100 VH 偏置输出电流 IVH(mA) ( 转下页 ) DS04–27260–2Z 7 MB39C011A ( 承上页 ) VCC-VH 间电压 - 工作环境温度特性 三角波振荡频率 - 设定电阻特性 5.5 10000 三角波振荡频率 fosc(kHz) VCC-VH 间电压 (V) 5.4 5.3 5.2 5.1 5.0 4.9 4.8 VCC = 12 V VH = 0 A 4.7 4.6 4.5 -40 0 +20 +40 +60 1 +80 +100 100 设定电阻 RT(kΩ) 三角波振荡频率 - 电源电压特性 三角波振荡频率 - 工作环境温度特性 650 三角波振荡频率 fosc(kHz) 三角波振荡频率 fosc(kHz) 10 工作环境温度 Ta( ℃ ) 600 550 500 450 Ta = + 25 ć VCC = VB fosc = 500 kHz 400 600 550 500 450 VCC = VB = 5 V fosc = 500 kHz 400 350 350 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 -40 7.0 -20 0 +20 +40 +60 +80 +100 电源电压 VCC(V) 工作环境温度 Ta( ℃ ) Error AMP 阈值电压 - 工作环境温度特性 容许损耗 - 环境温度特性 1.05 1200 1.04 1060 1000 1.03 1.02 1.01 1.00 0.99 0.98 VCC = VB = 5 V 0.97 容许损耗 PD(mW) Error AMP 阈值电压 VTH(V) 1000 100 -20 650 800 600 400 200 0.96 0.95 -40 -20 0 +20 +40 +60 +80 +100 工作环境温度 Ta( ℃ ) 8 Ta = + 25ć VCC = VB = 5V 0 -50 -25 0 +25 +50 +75 +100 +125 环境温度 Ta( ℃ ) DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 功能介绍 1. DC/DC 转换器部分 (1) 三角波振荡器部分 (OSC) 三角波振荡器部分内置电容器，用于设定振荡频率。通过在 RT 引脚 (5 号引脚 ) 上连接三角波振荡频率设定电阻，生成三 角波振荡波形。 三角波输入到 IC 内部的 PWM 比较器。 (2) 误差放大器部分 (Error Amp1、 Error Amp2) 误差放大器 (Error Amp1、Error Amp2) 检测 DC/DC 转换器的输出电压，输出 PWM 控制信号。将外接输出电压设定阻抗 连接到误差放大器的反相输入引脚，就可任意设定输出电压。 另外，连接从 Error Amp 输出 (FB1 引脚（6 号引脚）)、(FB2 引脚（11 号引脚）) 反馈到反相输入引脚 (-INE1 引脚 (7 号引 脚 ))、(-INE2 引脚 (10 号引脚 )) 的电阻和电容器，因为可任意设定环路增益，可对系统做温度的位相补偿。 在误差放大器的正相输入引脚 CSCP1 引脚、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 连接软启动用的电容，可防止启动电源时的冲击 电流。使用误差放大器检测软启动，软启动不受 DC/DC 转换器输出负载的影响，在给定的软启动时间内开始软启动。 (3)PWM 比较器部分 (PWM Comp.) PWM 比较器是根据误差放大器 (Error Amp1、Error Amp2) 的输出电压，控制输出方波占空比的电压－脉宽转换器。 PWM 比较器比较三角波振荡器生成的三角波电压和误差放大器的输出电压。三角波电压低于误差放大器的输出电压时， 该比较器将输出晶体管设定为 ON。 (4) 输出部分 (Drive1-1、 1-2; Drive2-1、 2-2) 输出电路在主端和同步整流端都以 CMOS 形式构成，在主端可驱动外接 P-ch MOS FET、在同步整流端可驱动外接 N-ch MOS FET。 (5) 电源控制部分 将 CTL 引脚 (13 号引脚 ) 设定为 "L" 电平时，DC/DC 转换器进入待机状态。( 待机时的电源电流最大为 10 µA) 将 CTL 引 脚 (13 号引脚 ) 设定为 "H" 电平时，DC/DC 转换器进入工作状态。 控制功能表 CTL IC L OFF (Standby) H ON (Operating) DS04–27260–2Z 9 MB39C011A 2. 保护功能 (1) 软启动电路 为了防止 IC 启动时的冲击电流，将电容 (CSCP1、CSCP2) 连接到 CSCP1、 CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 来实施软启动。 CTL 引脚 (13 号引脚 ) 为 "H" 电平时，IC 启动 (UVLO 阈值电压以上 )，于是外接到 CSCP1、CSCP2 引脚的电容 (CSCP1、 CSCP2) 以下列等式算出的电流进行充电。 ICS ≈ 5.4 × 10 － 5 / RT ICS : 充电电流 [A] RT : 设定电阻 [kΩ] Error Amp 输出 (FB1 引脚 (6 号引脚 )), (FB2 引脚 (11 号引脚 )) 是根据 2 只正相输入引脚（内部基准电压 1.0 V 和 CSCP1, CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 电压）中较低的电位和反相输入引脚电压 (-INE1 引脚 (7 号引脚 ) 电压 (-INE2 引脚 (10 号引脚 ) 电压 )) 比较决定的。所以在软启动期间，根据内部基准电压 1.0 V 和 CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 电压的比较，决定 FB1、FB2。DC/DC 转换器的输出电压与，随着外接在 CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 的电容（CSCP1、CSCP2）充电 而上升的 CSCP 引脚电压成正比。软启动时间可根据以下算式得出。 ts ≈ 0.019 × CSCP × RT ts : 软启动时间 ( 输出电压至 100％的时间 )[s] CSCP : CSCP 引脚电容 [µF] RT : 设定电阻 [kΩ] CSCPᓩ㛮⬉य़ ≈ 1.3 V ≈ ⬉ޚय़1.0 V Error Amp䚼ߚ -INE1(-INE2)⬉य़ ≈0V t 䕃ਃࡼᯊ䯈ts 10 DS04–27260–2Z MB39C011A • 软启动电路 VB Vo R1 Ic1 Ic2 Ic1[A] ≈ 3.7 X 10-5/RT[k¡] Ic2[A] ≈ 1.7 X 10-5/RT[k¡] RT:䆒ᅮ⬉䰏 (-1NE2) 10 -INE1 7 Ics R2 LӬܜ Error Amp CSCP1 CSCP (CSCP2) 9 FB1 (FB2) DS04–27260–2Z 8 (1.0 V) 6 11 UVLO 11 MB39C011A (2) 定时器 / 锁存器式短路保护电路 各通道通过短路保护比较器（SCP Comp.） 经常将误差放大器的输出电平与基准电压做比较。DC/DC 转换器的负载条件 稳定时，误差放大器的输出没有变动，因此短路保护比较器也保持平衡。 此时，CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 保持在软启动结束电压 ( 约 1.3 V)。如果负载条件由于负载短路等原因发生突 变，DC/DC 转换器的输出电压降低时，误差放大器的输出高于 1.9 V，电容 CSCP1、 CSCP2 进一步充电。电容 CSCP1、 CSCP2 充电充到 2.0 V 时，设置锁存器，外接在 P-ch/N-ch 的 MOS FET 进入 "OFF" 状态（100％的休止期间）。此时，对锁 存器的输入被关闭，CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 保持在 "L" 电平。 保护电路工作时，如果重新接通电源使 VB 引脚 (4 号引脚 ) 的电压降低到 3.8 V( 最小值 ) 以下，可进行复位。 tCSCP ≈ 0.019 × CSCP × RT tCSCP : 短路检测时间 [s] CSCP : CSCP 引脚电容 [µF] RT : 设定电阻 [kΩ] • 定时器 / 锁存器式短路保护电路 Vo (FB2) 11 FB1 6 R1 -INE1 R2 (-1NE2) Error Amp 1 7 10 (1.0 V) Ic1 Ic2 2.5 V SCP Comp. (1.9 V) Ics to Drive CSCP1 8 (CSCP2) 9 + (2.0 V) VB SR Latch 12 UVLO DS04–27260–2Z MB39C011A • 软启动 / 短路保护时序图 䕃ਃࡼᯊ䯈 ts CSCP⬉य़ ⷁ䏃Ẕ⌟ᯊ䯈 tcscp 2.0 V 1.3 V 1.0 V 䕧ߎⷁ䏃䕧ߎⷁ䏃 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (1) CTL 引脚 (13 号引脚 ) 为 "H" 电平时启动 IC，外接到 CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 的电容充电，于是 CSCP1、 CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 的电压升高。此时 Error Amp1、Error Amp2 被 CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 和 -INE1、-INE2 引脚 (7、10 号引脚 ) 的输入控制，软启动开始执行。 (2) CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 超出 1 V 时，Error Amp1、Error Amp2 被内部基准电压 (1 V) 和 -INE1, -INE2 引脚 (7、10 号引脚 ) 的输入控制，输出的电压保持在稳定状态。 (3) CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 被钳位在约 1.3 V。 (4) 负载短路，误差放大器的输出超过 1.9 V 时，短路保护比较器（SCP Comp.）开始工作，电容 CSCP1、CSCP2 进一步 充电。 (5) 如果在短路检测时间 tcscp 的时间内解除负载短路，CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 恢复到约 1.3 V 的钳位电压。 (6) 负载短路，误差放大器的输出超过 1.9 V 时，短路保护比较器（SCP Comp.）开始工作，电容 CSCP1、CSCP2 进一步 充电。 (7) 过了短路检测时间 tcscp 的时间也未解除负载短路时，设置锁存器，并将外接在 P-ch/N-ch 的 MOS FET 设定为 "OFF"， CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 保持在 "L" 电平。 DS04–27260–2Z 13 MB39C011A ( 注意事项 ) • 输出到 GND 等的 DC/DC 发生短路时，短路保护 (SCP) 停止输出。需要注意的是在半短路状态下，短路保护 (SCP) 不停止输出。 可采取安装保险丝等方法解决半短路。 [ 半短路 : 指的是尽管有过电流，输出电压不降低程度的短路状态。 ] • 输出的短路电流超出输入电源的电流能力，可导致电源电压降低。此时的电源电压低于 3.8 V 时，低电压时误 动作防止 (UVLO) 功能就停止输出。停止输出使输入电源电压得以恢复后，输出重新开始。遇到这种场合，有 可能 [ 短路 → 电源电压降低 → 输出停止 → 电源电压恢复 → 输出重开 → 短路 ] 重复发生，需要注意。可 在输入端安装保险丝等方法解决。 • 启动 / 切断 DC/DC 时短路保护 (SCP) 的注意点 在以下条件下，短路保护 (SCP) 也会停止输出。 • 输入电源和 CTL 引脚连动工作 ( 例如 : 输入电源和 CTL 引脚短路 ) • 在输入电源电压(VIN)变动的过渡期内(接通输入电源、切断输入电源时等)，输入电源电压(VIN) < 输出设定电压 (VO) 这种情况下虽然IC 正常工作，以启动时为例，以下处理可停止 IC 工作。 (1) VIN ( = VB) > UVLO 阈值电压， DC/DC 输出开始。 (2) 发生输入电源电压 (VIN) < 输出设定电压 (VO) 的期间，占空比为 100％，根据反馈控制，误差放大器的输出 达到 1.9 V 以上。 (3) 短路检测时间结束后，输出停止。 • 输入电源启动 DC/DC 时的输出停止示例 ( 启动中的 SCP 引发输出停止例 ) ⬉य़[V] 䕧ܹ⬉⑤⬉य़ VIN ( = CTL) 䕧ߎ䆒ᅮ⬉य़ 䕧ߎ⬉य़ Vo ᯊ䯈>6@ (1) (2) (3) 这种场合下，独立控制 CTL 引脚可解决启动中的 SCP 引发输出停止的问题。 • CTL 引脚启动 DC/DC 的示例 ⬉य़[V] 䕧ܹ⬉⑤⬉य़ VIN CTL 䕧ߎ䆒ᅮ⬉य़ 䕧ߎ⬉य़ Vo ᯊ䯈>6@ 切断输入电源的场合，先将 CTL 引脚设定为 "L" 电平，然后再切断输入电源。 14 DS04–27260–2Z MB39C011A (3) 低电压时误动作防止电路部分 (UVLO) 电源电压降低可诱发控制 IC 误动作，从而导致系统的损坏或劣化。为了防止此类的误动作，低电压时误动作防止电路检测 电源电压引起的 VB 电压的低下，将 OUT1-1 引脚 (2 号引脚 ) 和 OUT2-1 引脚 (15 号引脚 ) 固定在 "H" 电平，OUT1-2 引脚 (3号引脚)和OUT2-2引脚(14号引脚)固定在"L"电平。等VB电压超过低电压时误动作防止电路的阈值电压，系统恢复工作。 保护电路 (UVLO) 工作时的功能表 UVLO 工作时 (VB 电压低于 UVLO 阈值电压 )，下记引脚的理论处于固定状态。 OUT1-1 OUT1-2 OUT2-1 OUT2-2 CSCP1 CSCP2 H L H L L L (4) 接通、切断 CTL 时的操作 接通 CTL 时，内部基准电压 VR1 和 VB 上升。VB 超出 UVLO（低 VCC 时误动作防止电路）的阈值电压 VTH 时，UVLO 解 除，各通道的输出 Drive 电路进入可运行状态。 切断 CTL 时，即使 UVLO 处于解除状态，各通道的输出 Drive 电路固定为全部切断的状态，同时 CSCP1、CSCP2 引脚固 定在 "L" 电平。内部基准电压 VR1 和 VB 下降，VB 低于 UVLO（低 VCC 时误动作防止电路）的阈值电压 (VTHL) 时，进入 UVLO 状态。 (5) 各通道的独立控制 将 CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 连接到外接 NMOS 晶体管的漏极引脚，或微控制器等的 NMOS 开漏引脚，各通道 可独立控制输出电压的 ON/OFF。 将外接 NMOS 晶体管设定为 ON，CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 设定为 "L" 电平，输出电压为 OFF。如果将外接 NMOS 晶体管设定为 OFF，软启动开始，输出电压为 ON。 通过 CSCP1、CSCP2 引脚 (8、9 号引脚 ) 关闭输出电压的场合，IC 内部保持在工作状态。若想设定为待机状态（待机时的 电源电流最大为 10 µA），将 CTL 引脚 (13 号引脚 ) 设定为 "L" 电平。 MB39C011A V CSCP1 Vo1 Vo2 CTL1 CS CSCP2 CTL1 CTL2 CS CTL CTL2 CTL CTL t DS04–27260–2Z 15 MB39C011A ■ 开关方式的选择 本器件既可同步又可异步整流。同步和异步各有其优缺点，设定时请参考以下特点。 开关方式 部件 异步整流方式 特点 P-ch FET ＋ SBD • 有利于降低成本 • 输出电压低、负载电流大时， SBD 发热大、效率低 P-ch FET ＋ N-ch FET • 可在成本和效率之间取得平衡 • 支持低输出电压、大负载电流 P-ch FET ＋ N-ch FET ＋ SBD • 重视效率 ( 特别在高振荡频率时效率高 ) • 支持低输出电压、大负载电流 • 增加了部件数，于成本面不利 同步整流方式 ■ 输出电压的设定方法 使用反馈到 -INE 的阻抗比任意设定输出电压。 • 设定的输出电压要高于 Error Amp 的基准电压 (1 V)。 • 使用条件为小于 30％的占空比时，设定要尽量满足 VO1 < VO2。 D= VO VIN D VIN VO R1, R2 × 100 : 占空比 [%] : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 输出电压设定电阻 [Ω] Vo1, Vo2 R1 (-INE2) 10 -INE1 7 R2 (CSCP2) 9 CSCP1 + + Error Amp Vo = 1.0 R2 (R1+R2) 1.0 V 8 16 DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 三角波振荡频率的设定方法 将设定电阻 (RT) 连接到 RT 引脚 (5 号引脚 ) 来设定振荡频率。 0.001 fosc ≈ 122.4 × 10 － 12 × RT × 103 + 96 × 10 － 9 fosc : 振荡频率 [kHz] RT : 设定电阻 [kΩ] 振荡频率的设定上限因结温和占空比而异。 推荐在下图所示的适用范围内使用。 振荡频率 - 结温 2100 1900 振荡频率 fosc (kHz) 1700 1500 1300 1100 900 700 500 300 100 -30 0 +30 +60 +90 +120 结温 Tj ( ℃ ) ( 注意事项 ) 关于结温的计算，参考容许损耗 / 热设计。 关于容许损耗 / 热设计 本 IC 为高效转换器，一般场合无需考虑容许损耗 / 热设计的问题，但在高电源电压、高开关频率和高温下使用时则需要考 虑。从 IC 内部损耗的角度研究一下结温。 IC 内部损耗 (PIC) 的算式如下所示。 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 (3.3 mA Max) : 相当于双通道的全 SW FET 的总电载量 (Vgs = 5 V) 合计 [C] : 开关频率 [Hz] 结温的算式如下所示。 Tj = Ta + θja × PIC Tj Ta θja PIC DS04–27260–2Z : 结温 (+125 ℃ Max) : 环境温度 [ ℃ ] : TSSOP-16 封装热阻抗 (94 ℃ /W) : IC 内部损耗 [W] 17 同步整流，4.5 V ≤ VIN ≤ 6 V(VCC = VB) 时 同步整流，VIN > 6 V(VB = 5 V) 时 占空比 - 开关频率 占空比 - 开关频率 100 100 80 80 占空比 D(％) 占空比 D(％) MB39C011A 60 䗖⫼㣗ೈ 40 20 䗖⫼㣗ೈ 40 20 0 0 0 500 1000 1500 2000 0 500 1000 1500 2000 开关频率 fosc(kHz) 开关频率 fosc(kHz) 异步整流，4.5 V ≤ VIN ≤ 6 V(VCC = VB) 时 异步整流，VIN > 6 V(VB = 5 V) 时 占空比 - 开关频率 占空比 - 开关频率 100 100 80 80 占空比 D(％) 占空比 D(％) 60 60 䗖⫼㣗ೈ 40 60 䗖⫼㣗ೈ 40 20 20 0 0 0 500 1000 1500 开关频率 fosc(kHz) 2000 0 500 1000 1500 2000 开关频率 fosc(kHz) ( 注意事项 ) • 关于占空比的计算方法，参见输出电压的设定方法。 • 对于超出上图所示适用范围的使用，需先确认开关的振动对输出电压并无影响后再使用。 18 DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 软启动 / 短路检测时间的设定方法 在 CSCP 引脚设定。软启动的时间、短路检测时间设定为同一时间。 ts = tCSCP ≈ 0.019 × CSCP × RT ts tCSCP CSCP RT : 软启动时间 ( 输出电压到 100％的时间 ) [s] : 短路检测时间 [s] : CSCP 引脚电容 [µF] : 设定电阻 [kΩ] ■ VCC 电压连接 VB 引脚和 VH 引脚 在 4.5 ≤ VCC ≤ 6 V 的范围内，由于 IC 内部稳压器饱和的原因，VB 电压 *1 和 VH 电压 *2 可能会降低，从而导致 SW FET 的驱动电压不足。 为此，建议如 [VB 引脚和 VH 引脚连接表 ] 所示，连接 VB 引脚 (4 号引脚 )、VH 引脚 (16 号引脚 )。 *1: VB 引脚 (4 号引脚 ) － GND 引脚 (12 号引脚 ) 间电压 : 5 V *2: VCC 引脚 (1 号引脚 ) － VH 引脚 (16 号引脚 ) 间电压 : 5 V VB 引脚和 VH 引脚连接表 VCC 条件 4.5 ≤ VCC ≤ 6 V 6 V ≤ VCC ≤ 17 V VB 引脚的处理 VH 引脚的处理 VCC 连接 GND 连接 VB 电容连接 * VH 电容连接 *4 4 跨越 6 V 使用 VCC*3 VB 电容连接 *4 ( 例 : 5 V ≤ VCC ≤ 7 V) *3: 确认开关可正常工作。 *4: 参见 [ 框图 ] 的 VB 引脚 (4 号引脚 ) 、 VH 引脚 (16 号引脚 ) 的连接。 VH 电容连接 *4 • VB 电压、VH 电压转换图 (VB 引脚 : VB 电容连接， VH 引脚 : VH 电容连接 ) VCC ⬉य़ VH⬉य़ VHᓩ㛮⬉य़ VBᓩ㛮⬉य़ 5V VB⬉य़ VCC = ~6V DS04–27260–2Z ⬉⑤⬉य़VCC 19 MB39C011A ■ 位相补偿电路的设计 1. 输出电容使用低 ESR 电容器时的位相补偿电路 使用陶瓷电容器等低 ESR 电容作为输出电容时，在 LC 的共振频率产生的位相延迟接近 180° 时，引起输出振荡。此时，一 般使用 2pole-2zero 这样的可进角的位相补偿电路。 • 2pole-2zero 位相补偿电路 Vo1, Vo2 R3 Rc R1 Cc C1 -INE1, -INE2 + R2 Vref FB1, FB2 Error Amp1, Amp2 㟇PWM Comp.1, Comp.2 位相补偿电路 R3、Rc、C1、Cc 的元件值 表示 DC/DC 的控制环路的带域宽幅的交界频率 (fCO) 高，即在高速响应面优越，但是位相余量不足引发振荡的可能性也增 大。虽然该交界频率 (fCO) 可任意设定，最高应设定为开关频率 (fosc) 的 1/2，尽量以 1/5 为上限。此外，设定时至少让位相有 30° 的余量，最好是超过 45° 的余量。 R3 ≈ fLC × R1 2 × fESR- fLC R3、 Rc : [Ω] C1、 Cc : [F] fLC : 电感 L[H]、输出电容 C[F] 产生的共振频率 [Hz] 1 2 × π√ L × C fLC = C1 ≈ 1 π × fLC (R1 × R3) : 输出电容 C[F]、 ESR[Ω] 产生的共振频率 [Hz] fESR fESR = 20 Rc ≈ (R1//R3) × fESR × fCO VIN × fLC2 Cc ≈ 1 2 × π × RC × fLC fCO R1//R3 VIN 1 2 × π × ESR × C : 交界频率 ( 任意设定 ) [Hz] : R1 和 R3 的并联组合阻抗 [Ω] : 电源电压 [V] DS04–27260–2Z MB39C011A 2. 关于位相补偿电路常数的注意点 设计用于大负载突变、或者在 DC/DC 运行中连接负载电容的位相补偿电路时，设定常数须考虑到以下因素。 特别是在 DC/DC 运行中在硬件开关上连接大幅超出 DC/DC 输出电容的电容时，因急剧的响应可能会使输出电压振荡、或 使保护功能启动。需要注意以下几点。 (1)Error Amp 输出 (FB1、 FB2 引脚 ) 电流能力 设定位相补偿电路的阻抗常数时，要考虑到 Error Amp 输出 (FB1、FB2 引脚 (6、11 号引脚 )) 的电流能力。考虑 Error Amp 的输出源电流 ( 最大值 : -300 µA) 和 PWM Comp. 阈值电压 VT100 ( 典型值 : 1.7 V)，选择满足以下条件的电阻值。 300[µA] > 1.7 [V] R1//R2//R3 + RC R1//R2//R3: R1、 R2、 R3 的并列合成阻抗 [Ω] RC: [Ω] 各电阻值都满足上记条件是最理想的。但为了提高耐噪声性而选择低电阻值时，结果可能不满足该条件。遇到这种情况， 确认负载突变在特性上没有问题后再应用。 (2) 输出负载变动时的位相余量 连接输出负载 ( 阻抗负载 / 电容负载 / 诱发性负载 ) 时，选择可确保位相余量的位相补偿常数。 (3) 输出引脚的电流逆流时的位相余量 选择位相补偿常数时，还需满足 : 在负载突变、电流从 DC/DC 输出引脚 (VO) 流入的使用条件下，即使电流反向流入，位相 也有充足分的余量。 • 反向电流时的位相余量测定例 R VIN Vo DC/DC DS04–27260–2Z 21 MB39C011A ■ 使用单通道时未使用通道的引脚处理 本器件是双通道 DC/DC 转换器控制 IC。对于未使用的通道引脚，可做以下处理，然后该器件可作为单通道 DC/DC 使用。 1. 未使用 CH1 的场合 “ ぎ” 2 OUT1-1 “ ぎ” 3 OUT1-2 “ ぎ” 6 FB1 7 -INE1 8 CSCP1 2. 未使用 CH2 的场合 OUT2-1 15 “ ぎ” OUT2-2 14 “ ぎ” FB2 11 “ ぎ” -INE2 10 CSCP2 22 9 DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 输入输出引脚的等效电路图 ࠊ䚼ߚ VBأ㕂⬉य़䚼ߚ VCC VCC CTL 4 GND GND ϝ㾦⊶ᤃ㤵఼䚼ߚ VB 13 VB PWM↨䕗఼䚼ߚ VB FBx RT 5 GND GND x : 䗮䘧No. ( 转下页 ) DS04–27260–2Z 23 MB39C011A ( 承上页 ) 䕃ਃࡼ䚼ߚǃ䇃Ꮒᬒ఼䚼ߚ VB -INEx CSCPx GND 䕧ߎ䚼ߚ (OUTx-1) VHأ㕂⬉य़䚼ߚ 1 VCC VCC 16 OUTx-1 VH VH GND GND 䕧ߎ䚼ߚ (OUTx - 2) VB OUTx-2 GND 12 GND x : 䗮䘧No. 24 DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 应用电路例 VIN MB39C011A GND VCC CTL C7 13 CTL VH 16 R3 C3 R4 R6 7 R7 C4 VB 4 OUT1-1 2 -INE1 FBI OUT1-2 R9 C5 C1 C9 C8 L1 Q1 6 R10 R12 1 3 Q2 C10 C11 Vo1 1.8 V GND1 10 -INE2 R13 C6 OUT2-1 15 L2 Q3 11 FB2 OUT2-2 14 8 CSCP1 C2 C12 C13 Vo2 3.3 V GND2 Q4 9 CSCP2 5 RT GND 12 R1 ■ 外部元件一览表 Component Item Q1 P-ch FET Q2 Specification Component Item Specification VDS = -30 V, ID = -4 A (Max) C1 Ceramic condenser 0.015 µF (50 V) N-ch FET VDS = 30 V, ID = 5 A (Max) C2 Ceramic condenser 0.015 µF (50 V) Q3 P-ch FET VDS = -30 V, ID = -4 A (Max) C3 Ceramic condenser 100 pF (50 V) Q4 N-ch FET VDS = 30 V, ID = 5 A (Max) C4 Ceramic condenser 470 pF (50 V) R1 Resistor 16 kΩ C5 Ceramic condenser 220 pF (50 V) R3 Resistor 2 kΩ C6 Ceramic condenser 2200 pF (50 V) R4 Resistor 5.1 kΩ + 75 kΩ C7 Ceramic condenser 0.1 µF (50 V) R6 Resistor 100 kΩ C8 Ceramic condenser 1 µF (16 V) R7 Resistor 10 kΩ C9 Ceramic condenser 1 µF (16 V) R9 Resistor 1 kΩ C10 Ceramic condenser 22 µF (25 V) R10 Resistor 1.5 kΩ + 33 kΩ C11 Ceramic condenser 33 µF (6.3 V) R12 Resistor 15 kΩ C12 Ceramic condenser 22 µF (25 V) R13 Resistor 5.6 kΩ C13 Ceramic condenser 33 µF (6.3 V) L1 Inductor 3.3 µH (IDC = 6.7 A) ⎯ ⎯ ⎯ L2 Inductor 4.7 µH (IDC = 6 A) ⎯ ⎯ ⎯ DS04–27260–2Z 25 MB39C011A ■ 关于外部元件选择 电感的选择 线圈电感值的设定标准为 : 电感的纹波电流 P-P 值不超出最大负载电流的 50％(LOR)。符合该条件的电感值可按照下记算 式求得。 L≥ VIN - VO LOR × IOMAX L IOMAX LOR VIN VO fosc VO VIN × fosc × : 线圈电感值 [H] : 最大负载电流 [A] : 0.5 : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 开关频率 [Hz] 以异步整流方式使用时，为了保证负载响应性能，建议在电感电流连续的负载电流范围内使用。异步整流方式下，综合以 上，在负载电流的最小值的基础上，设定电感值。 L≥ VIN - VO 2 × IOMIN VO VIN × fosc × : 电感值 [H] : 最小负载电流 [A] : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 开关频率 [Hz] L IOMIN VIN VO fosc 为了判断电感内流动的电流是否在额定值内，需要计算电感内流动电流的最大值。电感的最大电流值可用以下算式求得。 ∆IL 2 ILMAX = IOMAX + VIN - VO L ∆IL ≥ × VO VIN × fosc ⬉ᛳ⬉⌕ ILMAX IOMAX ḍ䋳䕑⬉⌕বࡼ ∆IL IOMIN ᯊ䯈 ILMAX IOMAX ∆IL L VIN VO fosc 26 : 电感的最大电流值 [A] : 最大负载电流 [A] : 电感的纹波电流 P-P 值 [A] : 线圈电感值 [H] : 电源电压 [V] : 输出设定电压 [V] : 开关频率 [Hz] DS04–27260–2Z MB39C011A SW FET 的选择 为了判断 SW FET 内流动的电流是否在额定值内，需算出 SW FET 内流动的最大电流值。SW FET 的最大电流值可根据以 下算式求得。 IDMAX ≥ IOMAX + IDMAX IOMAX ∆IL ∆IL 2 : SW FET 漏极最大电流值 [A] : 最大负载电流 [A] : 电感的纹波电流 P-P 值 [A] 另外为了判断SW FET的容许损耗是否在额定值内，需算出SW FET的损耗。各SW FET的损耗可根据以下算式简易求得。 主端 FET(P-ch MOS FET) 损耗 PHiSideFET = PRon + PSW PRon = IOMAX2 × PRon: 主端 FET(P-ch MOS FET) 导通损耗 [W] IOMAX VIN VO Ron VIN × fOSC (Ibtm × tr × Itop × tf) 2 ∆IL 2 : 电感的纹波电流的顶值 [A] Itop = IOMAX + ∆IL tr tf PSW = : 电源电压 [V] : 开关频率 (Hz) : 电感的纹波电流的底值 [A] Ibtm = IOMAX - Itop × Ron : 最大负载电流 [A] : 电源电压 [V] : 输出电压 [V] : 主端 FET 导通电阻 [Ω] PSW: 主端 FET (P-ch MOS FET) SW 损耗 [W] VIN fosc Ibtm VO VIN ∆IL 2 : 电感的纹波电流 P-P 值 [A] : 主端 FET 的接通时间 [s] : 主端 FET 的切断时间 [s] tr、tf 可使用以下算式简单地求得。 tr = Qgd × 4 5 - Vgs (on) tf = Qgd × 4 Vgs (on) Qgd : 主端 FET 栅极漏极间电载量 [C] Vgs(on) : 在主端 FET 的 Qgd 的栅极源极间电压绝对值 [V] DS04–27260–2Z 27 MB39C011A VO VIN 同步端 FET(N-ch MOS FET) 损耗 PLoSideFET = PRon = IOMAX2 × (1 - PRon IOMAX VIN VO Ron ) × Ron : 同步端 FET 导通损耗 [W] : 最大负载电流 [A] : 电源电压 [V] : 输出电压 [V] : 同步端 FET 导通阻抗 [Ω] 选择转换效率高的 SW FET 时，特别是在主端的 FET，需选择 SW 损耗 (SW FET 的 ON ⇔ OFF 转换时的损耗 ) 小的。但 是 SW 损耗和导通损耗一般是对立关系，选择时要兼顾两者的平衡。 选择 SW FET 的标准为 : 其 Qg 的总计满足以下条件。 QgHiSideFET < 0.04 fosc QgLoSideFET < 0.04 fosc QgHiSideFET : CH1、 CH2 的主端 FET 的电载量总计 [C] QgLoSideFET : CH1、 CH2 的同步端 FET 的电载量总计 [C] fosc : 开关频率 [Hz] 本器件使用的 SW FET 标准是 4 V 驱动产品。虽然有的 FET 支持未满 4 V 的驱动电压，但是驱动电压低的 FET 即使 Ron 同等，通常 Qg 大，从效率面上并无长处可言。使用驱动电压低的 FET 时，先确认在该使用条件下可保证同步端 FET 的自动 开启未启动和停滞时间后，再投入使用。 28 DS04–27260–2Z MB39C011A SBD 的选择 尽量选择正向电压小的肖特基 ( 势垒 ) 二极管 (shottky barrier diode SBD)。 为了判断 SBD 内流动的电流是否在额定值以内，需算出 SBD 内流动电流的峰值。异步整流方式使用本 DC/DC 控制 IC 的 场合，使用以下算式可求得 SBD 的最大电流值。 If ≥ IOMAX + ∆IL 2 : 正向电流 [A] : 最大负载电流 [A] : 电感的纹波电流 P-P 值 [A] If IOMAX ∆IL 为了判断 SBD 的容许损耗是否在额定值以内，需算出 SBD 的损耗。使用以下算式可求得 SBD 的损耗。 VO VIN PSBD = IOMAX × (1 - PSBD IOMAX VIN VO Vf ) × Vf : SBD 损耗 [W] : 最大负载电流 [A] : 电源电压 [V] : 输出电压 [V] : 正向电压 [V] 以同步整流的方式使用本 DC/DC 控制 IC 的场合，电流流入 SBD 的时间限于同步整流期间 ( 停滞时间 )。例如开关频率为 500 kHz 的场合，电流的流动时间比率不超过 5％。所以 SBD 的电流选择不超过正向浪涌电流 (IFSM) 的额定值。SBD 的正 向浪涌电流可使用以下算式求得。 ∆IL 2 IFSM ≥ IOMAX + IFSM IOMAX ∆IL DS04–27260–2Z : SBD 的正向浪涌电流额定 [A] : 最大负载电流 [A] : 电感的纹波电流 P-P 值 [A] 29 MB39C011A 选择输出电容器 ESR 大，纹波电压也大。要让纹波电压小，就必须使用低 ESR 的电容器。但是使用低 ESR 的电容器，对环路的位相性产 生较大影响，仿碍系统的稳定性。这一点需要注意。应使用容许纹波电流有余量的电容器。 考虑开关纹波电压的最低必要电容可根据以下算式求得。 CO ≥ 1 2π × fosc × (∆VO/∆IL - ESR) ESR ∆VO ∆IL CO fosc : 输出电容的串联电阻成份 [Ω] : 开关纹波电压 [V] : 电感的纹波电流 P-P 值 [A] : 输出电容值 [F] : 开关频率 [Hz] 作为负载连接电容时，推荐使用与负载电容的电容值相同的 DC/DC 输出电容器。 输出电容的容许纹波电流可使用以下算式求得。 Irms ≥ ∆IL 2√ 3 Irms ∆IL : 容许纹波电流 ( 有效值 ) [A] : 电感的纹波电流 P-P 值 [A] 选择输入电容器 输入电容器尽量选用ESR小的。陶瓷电容器比较理想。如果使用陶瓷电容器不能完全对应的大容量电容器时，请使用ESR 低的高分子电容器或钽电容器。选用电容时还要注意让容许纹波电流留出余量。 容许纹波电流可根据以下算式求得。 Irms ≥ IOMAX √ VO (VIN - VO) VIN Irms IOMAX VIN VO 30 : 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] DS04–27260–2Z MB39C011A VB 引脚的旁路电容 VB 引脚电容以 1µF 为标准，使用的 SW FET 的 Qg 如果大时，需要做调整。 根据以下算式可导出 VB 引脚电容下限值的目标，下限值超过 1 µF 时，以下记算式为参考设定。 CVBmin ≥ 0.1 × QgLoSideFET CVBmin : VB 引脚电容的下限值 [µF] QgLoSideFET : CH1、 CH2 的同步端 FET 的电载量总计 [nC] VH 引脚的旁路电容 VH 引脚电容以 1 µF 为标准 (VB 引脚电容 ≤ 1 µF 的场合 ) 。但如果 VB 引脚电容值超过 1 µF，或者使用的 SW FET 的 Qg 大时，需要做调整。 根据以下算式可导出 VH 引脚电容下限值的目标，下限值超过 1 µF 时，以下记算式为参考设定。 CVHmin ≥ 0.01 × QgHiSideFET 或者 CVHmin ≥ CVB 之中值大的。 CVHmin : VH 引脚电容的下限值 [µF] QgHiSideFET : CH1、 CH2 的主端 FET 的电载量总计 [nC] CVB : VB 引脚电容值 [µF] DS04–27260–2Z 31 MB39C011A ■ 关于基板的布局 设计布局时要考虑到以下几点 : • 尽量在表层连接输入电容 (Cin) 、SW FET、肖特基二极管 (SBD) 、电感 (L) 和输出电容 (Cout) ，最好避开使用通孔连接。 • 对于输入电容 (Cin) 、SW FET 和肖特基二极管 (SBD) 构成的环路，要特加小心，使电流回路尽可能的小。 • 在输入电容 (Cin) 、SW FET、肖特基二极管 (SBD) 和输出电容 (Cout) 的 GND 引脚的最近处设计板孔，将该引脚与里层 的 SW 系 GND 连接。 • 连接至SW FET 栅极的 OUTx-x 引脚布线有大电流瞬间通过。布线要尽可能地短，线宽标准为 0.8 mm 左右。 • 连接VCC、VB、VH 引脚 (1、4、16 号引脚 ) 的旁路电容器尽量靠近引脚。 连接 VCC、VB 旁路电容器的 GND 引脚要配置在 IC 的 GND 引脚附近。 ( 在 IC 的 GND 引脚 (12 号引脚 ) 和旁路电容器的 GND 引脚附近设计一个通孔，以强化与里层 GND 的连接。) • -INE1、-INE2、FB1、FB2、RT 引脚 (7、10、6、11、5 号引脚 ) 的布线对噪声较为敏感，应尽量缩短布线。另外，输出 (VO) 的反馈线要尽可能地远离 SW 系元件。 • 请尽量在 IC 贴装面设置 GND 焊盘。为了防止强电流通过控制部分的 GND，将 GND 与 PGND 在一点连接。 SW㋏䚼ӊ䜡㕂՟ GNDᏗ㒓՟ SWFET VIN Cin SW㋏GND SWFET SW㋏GND SBD Cout VH VCC SW㋏GND L Vo VB 㟇ড作㒓-INE ࠊ㋏GND RT ࠊ㋏GND ࠊ㋏GNDSW㋏GND ⱘ䖲䰤Ѣ⚍ ᵓᄨ 㸼ሖ (Layer1) 32 GNDሖ (Layer2) DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 参考数据 CH1 CH2 转换效率 - 负载电流特性 100 100 95 95 90 90 转换效率 η(%) 转换效率 η(%) 转换效率 - 负载电流特性 85 80 75 Ta = + 25 °C VIN = 12 V VO1 = 1.8 V fosc = 500 kHz 70 65 80 75 Ta = + 25 °C VIN = 12 V VO2 = 3.3 V fosc = 500 kHz 70 65 60 60 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.0 1.0 1.5 2.0 2.5 负载电流 IO2(A) 输出电压 - 负载电流特性 输出电压 - 负载电流特性 1.84 3.34 1.83 3.33 1.82 3.32 1.81 1.80 1.79 Ta = + 25 °C VIN = 12 V 䆒ᅮVO1 = 1.8 V fosc = 500 kHz 1.78 1.77 1.76 0.0 0.5 负载电流 IO1(A) 输出电压 VO2(V) 输出电压 VO1 (V) 85 3.0 3.31 3.30 Ta = + 25 °C VIN = 12 V 䆒ᅮVO2 = 3.3 V fosc = 500 kHz 3.29 3.28 3.27 3.26 0.5 1.0 1.5 2.0 负载电流 IO1(A) 2.5 3.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 负载电流 IO2(A) ( 转下页 ) DS04–27260–2Z 33 MB39C011A ( 承上页 ) CH2 开关波形 CH1 开关波形 OUT-1 OUT-1 OUT-2 OUT-2 Ta = + 25°C VIN = 12 V VO2 = 3.3 V fosc = 500 kHz Ta = + 25°C VIN = 12 V VO1 = 1.8 V fosc = 500 kHz 5 V/div, 80 ns/div 5 V/div, 200 ns/div CH2 负载突变波形 CH1 负载突变波形 Io1 2 A/div Io2 2 A/div Vo1 500 mV/div Vo2 500 mV/div Ta = + 25°C VIN = 12 V VO1 = 1.8 V IO1 = 0 <=> 3 A fosc = 500 kHz 40 us/div 40 us/div Ta = + 25°C VIN = 12 V VO2 = 3.3 V IO2 = 0 <=> 3 A fosc = 500 kHz CTL 启动波形 CTL 5 V/div Vo2 1 V/div Vo1 1 V/div 1 ms/div 34 Ta = + 25°C VIN = 12 V VO1 = 1.8 V, IO1 = 3 A VO2 = 3.3 V, IO2 = 3 A fosc = 500 kHz 䕃ਃࡼ䆒㕂ᯊ䯈 ˙ 4.5 ms DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 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 造成永久损坏。 另外，平时使用时，也希望在推荐的工作条件下使用。超出推荐工作条件的使用对 LSI 的可靠性带来不良影响。 2. 在推荐的工作条件下使用 推荐的工作条件是确保 LSI 正常工作的保证值。 在推荐工作条件范围内以及各项条件下，电气特性的规格值都可得到保证。 3. 关于基板的接地，按照通用阻抗设计。 4. 采取防静电措施 • 使用采取防静电措施的容器或导电性的容器放置半导体。 • 保管、搬运贴片后的基板时，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 , 先串联 250 kΩ ~ 1 MΩ 电阻后接地。 5. 不可附加负电压 附加低于 -0.3 V 的负电压时，可能会使 LSI 的寄生晶体管启动并导致器件误动作。 ■ 产品型号 型号 封装 备注 MB39C011APFT-❏❏❏E1 塑封 /TSSOP, 16 脚 (FPT-16P-M07) 无铅产品 ■ 评估品型号 型号 EV 板版号 备注 MB39C011AEVB-01 Board rev.1.0 TSSOP-16P ■ 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，在型号末尾加 [E1] 表示。 DS04–27260–2Z 35 MB39C011A ■ 产品印章 ( 无铅品的场合 ) 无铅表示 ᓩ㛮1ᷛ䆄 36 XXXX XXX DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 产品标签 ( 无铅产品例 ) 无铅表示 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 1561190005 1/1 0605 - Z01A 1000 ᮴䪙ⱘൟোሒ䛑ᏺ[E1]DŽ DS04–27260–2Z 37 MB39C011A ■ MB39C011APFT-❏❏❏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 ( 尽可能低温 ) [ 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 ℃、 60s ~ 180s : 平均 1 ℃ /s ~ 4 ℃ /s : 260 ℃ Max 高于 255 ℃ 10s 以内 : 高于 230 ℃ 40s 以内 或 高于 225 ℃ 60s 以内 或 高于 220 ℃ 80s 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 ( 部分加热法 ) 焊枪头温度 : Max 400 ℃ 时间 : 5 s 以内 / 每只引脚 38 DS04–27260–2Z MB39C011A ■ 封装 / 外形尺寸图 16-pin plastic TSSOP (FPT-16P-M07) 16-pin plastic TSSOP (FPT-16P-M07) *1 Lead pitch 0.65 mm Package width × package length 4.40 × 5.00 mm Leadshape Gullwing Sealing method Plastic mold Mounting height 1.10mm MAX Weight 0.06g Code (Reference) P-TSSOP16-4.4×5.0-0.65 Note 1) *1 : Resin protrusion. (Each side : +0.15 (.006) Max). Note 2) *2 : These dimensions do not include resin protrusion. Note 3) Pins width and pins thickness include plating thickness. Note 4) Pins width do not include tie bar cutting remainder. 5.00±0.10(.197±.004) 16 0.17±0.05 (.007±.002) 9 *2 INDEX 4.40±0.10 6.40±0.20 (.173±.004) (.252±.008) Details of "A" part 1.05±0.05 (Mounting height) (.041±.002) LEAD No. 1 8 0.65(.026) "A" 0.24±0.08 (.009±.003) 0.13(.005) M 0~8˚ +0.03 (0.50(.020)) 0.10(.004) ©2003-2008 FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED F16020S-c-3-4 C 2003 FUJITSU LIMITED F16020S-c-3-3 0.60±0.15 (.024±.006) +.001 0.07 –0.07 .003 –.003 (Stand off) 0.25(.010) 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/ DS04–27260–2Z 39 MB39C011A ■ 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 • 电气特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 • 典型特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 • 功能介绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 • 开关方式的选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 • 输出电压的设定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 • 三角波振荡频率的设定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 • 软启动 / 短路检测时间的设定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 • VCC 电压连接 VB 引脚和 VH 引脚 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 • 位相补偿电路的设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 • 使用单通道时未使用通道的引脚处理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 • 输入输出引脚的等效电路图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 • 应用电路例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 • 外部元件一览表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 • 关于外部元件选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 • 关于基板的布局 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 • 参考数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 • 使用注意事项 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 • 产品型号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 • 评估品型号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 • 产品印章 ( 无铅品的场合 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 • 产品标签 ( 无铅产品例 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 • MB39C011APFT-❏❏❏E1 推荐贴片条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 • 封装 / 外形尺寸图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 40 DS04–27260–2Z MB39C011A MEMO DS04–27260–2Z 41 MB39C011A MEMO 42 DS04–27260–2Z MB39C011A MEMO DS04–27260–2Z 43 MB39C011A FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED Shinjuku Dai-Ichi Seimei Bldg., 7-1, Nishishinjuku 2-chome, Shinjuku-ku, Tokyo 163-0722, Japan Tel: +81-3-5322-3347 Fax: +81-3-5322-3387 http://jp.fujitsu.com/fml/en/ 联系我们 : North and South America FUJITSU MICROELECTRONICS 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://www.fma.fujitsu.com/ Asia Pacific FUJITSU MICROELECTRONICS ASIA PTE. LTD. 151 Lorong Chuan, #05-08 New Tech Park 556741 Singapore Tel : +65-6281-0770 Fax : +65-6281-0220 http://www.fmal.fujitsu.com/ Europe FUJITSU MICROELECTRONICS EUROPE GmbH Pittlerstrasse 47, 63225 Langen, Germany Tel: +49-6103-690-0 Fax: +49-6103-690-122 http://emea.fujitsu.com/microelectronics/ FUJITSU MICROELECTRONICS SHANGHAI CO., LTD. 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 MICROELECTRONICS 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