NJW414T1 データシート

NJW4141-T1
２フェーズ動作 昇圧用 スイッチングレギュレータ IC
■概 要
NJW4141 は、3V～40V の広動作電圧範囲に対応した２フェーズ
動作の昇圧用スイッチングレギュレータ IC です。電圧モード制御方
式を採用し、外付けの位相補償によりアプリケーションの最適化を
図れます。
デジタル・フェーズ・シフタによって PWM 信号に 180 度の位相
差が生成され、昇圧回路を２フェーズで制御します。２フェーズ動
作によって入力リップル電流の低減を図り、大電流出力のアプリケ
ーションを実現します。
保護機能にパルス･バイ･パルスの過電流検出を搭載し、過負荷時
の出力電流を制限します。負荷の異常回復にともない、スイッチン
グの自動復帰が可能です。
NJW4141 はオーディオアンプの昇圧電源やバッテリーユニット
からの昇圧用途などの大電流アプリケーションに最適です。
■外 形
NJW4141VC3-T1
■特 徴
●2 フェーズ昇圧回路に対応
●動作温度範囲 125℃対応（T1 仕様）
●Nch MOSFET ドライブ
駆動電圧 5.1V (typ.)
●広動作電圧範囲
3V to 40V
●PWM 制御方式
●広発振周波数
50kHz to 500kHz
●外部設定可能なソフトスタート機能
●デットタイムコントロール
●低電圧誤動作防止回路内蔵
●過電流保護機能
●スタンバイ機能
●外形
NJW4141VC3-T1 : SSOP20-C3
Ver.2016-02-22
-1-
NJW4141-T1
■端子配列
OUT1
1
20
OUT2
SENSE1
2
19
SENSE2
REG_DRV1
3
18
REG_DRV2
PGND
4
17
N.C.
AGND
5
16
V+
VREG1.5
6
15
ON/OFF
CT
7
14
SS
DTC
8
13
VREG5
FB
9
12
N.C.
IN-
10
11
RDIV_SW
(Top View)
NJW4141VC3-T1
■ブロック図
V+
UVLO
ON/OFF
High: ON
Low : OFF(Standby)
Standby
ON/OFF
2.5V
Regulator
5V
Regulator
5V
Regulator
RDIV_SW
Internal Pow er
Supply
400k
CT
VREG1.5
OSC
VREG5
1.5V
Regulator
Vref
1V
IN-
REG_DRV1
Error AMP
CLOCK
OSC
Driver 1
OUT1
Over Current Sense 1
FB
DTC
Max Duty
Setting
SS
Soft Start
Setting
Digital
Phase
Shifter
Pulse
by
Pulse
SENSE1
V IPK 1
PWM
Comparator
REG_DRV2
Driver 2
OUT2
Over Current Sense 2
Pulse
by
Pulse
SENSE2
V IPK 2
AGND
-2-
PGND
Ver.2016-02-22
NJW4141-T1
■絶対最大定格 (Ta=25 C)
項
目
入力電圧
OUT 端子電圧 (*1)
REG_DRV 端子電圧 (*1)
VREG1.5 端子電圧
VREG5 端子電圧
IN-端子電圧
DTC 端子電圧
SENSE 端子電圧 (*1)
CT 端子電圧
SS 端子電圧
ON/OFF 端子電圧
RDIV_SW 端子電圧
OUT 端子ピーク電流 (*1)
記 号
V+
VOUT
VREG_DRV
VREG1.5
VREG5
VINVDTC
VSENSE
VCT
VSS
VON/OFF
VRDIV_SW
IO_PEAK+
IO_PEAK-
消費電力
PD
動作温度範囲
保存温度範囲
Topr
Tstg
(*1):
(*2):
(*3):
(*4):
定
格
+45
-0.3 to +5.95 (*2)
-0.3 to +5.95 (*2)
+1.8 (*2)
+5.7 (*2)
+2.8 (*2)
+2.8 (*2)
+2.8 (*2)
+2.8 (*2)
+2.8 (*2)
+45
+45
1,000 (Source)
900 (Sink)
1,000 (*3)
1,500 (*4)
-40 to +125
-50 to +150
単 位
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
mA
mW
C
C
各 ch 共通です。
入力電圧が各端子の定格電圧以下の時は入力電圧と等しくなります
基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2 層 FR-4)で EIA/JEDEC 準拠による
基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(4 層 FR-4)で EIA/JEDEC 準拠による (４層基板内箔：74.2×74.2mm)
■推奨動作条件 (Ta=-40 C to +125 C)
項
目
電源電圧
タイミングキャパシタ
発振周波数
Ver.2016-02-22
記 号
V+
CT
fOSC
最 小
3
270
50
標 準
－
－
－
最 大
40
3,300
500
単 位
V
pF
kHz
-3-
NJW4141-T1
■電気的特性 (V+=VON/OFF=12V, CT=470pF, Ta=25 C)
項
目
記 号
条
件
最小
標準
最大
2.65
2.65
2.4
2.35
2.8
–
2.55
–
2.95
2.95
2.7
2.8
V =3V to 40V
270
260
90
80
150
140
150
140
–
–
300
–
100
–
200
–
200
–
0.7
3
330
330
110
120
250
260
250
260
–
–
Ta= -40 C to +125 C
Duty1,2=0%
Duty1,2=0%, Ta= -40 C to +125 C
Duty1,2=80%
Duty1,2=80%, Ta= -40 C to +125 C
1.6
1.6
0.41
0.39
0.92
0.87
2
–
0.49
–
1.1
–
2.4
2.4
0.57
0.59
1.28
1.33
-1.0%
-2.0%
-0.1
-0.1
–
–
40
1.00
–
–
–
80
1.5
90
+1.0%
+2.0%
0.1
0.1
–
–
140
40
–
140
2
4
6
2
–
8
単位
低電圧誤動作防止回路部
ON スレッショルド
電圧
VT_ON
OFF スレッショルド
電圧
VT_OFF
V+= L → H
V+= L → H, Ta= -40 C to +125 C
V+= H → L
V+= H → L, Ta= -40 C to +125 C
V
V
発振器部
発振周波数 1
fOSC1
発振周波数 2
fOSC2
充電電流
Ichg
放電電流
Idis
電圧振幅
周波数電源電圧変動
VOSC
fDV
CT=470pF
CT=470pF, Ta= -40 C to +125 C
CT=1,500pF
CT=1,500pF, Ta= -40 C to +125 C
Ta= -40 C to +125 C
Ta= -40 C to +125 C
+
kHz
kHz
A
A
V
%
ソフトスタート部
充電電流 (SS 端子)
スレッショルド電圧
(SS 端子)
スレッショルド電圧
(SS 端子)
Ichg_SS
VTHSS0
VTHSS80
A
V
V
誤差増幅器部
基準電圧
VB
入力バイアス電流
IB
開ループ利得
利得帯域幅積
AV
GB
出力ソース電流
出力シンク電流
-4-
IOM+
IOM-
Ta= -40 C to +125 C
Ta= -40 C to +125 C
VFB=1V, VIN-=0.9V
VFB=1V, VIN-=0.9V,
Ta= -40 C to +125 C
VFB=1V, VIN-=1.1V
VFB=1V, VIN-=1.1V,
Ta= -40 C to +125 C
V
A
dB
MHz
A
mA
Ver.2016-02-22
NJW4141-T1
■電気的特性 (V+=VON/OFF=12V, CT=470pF, Ta=25 C)
項
目
記 号
条
件
最小
標準
最大
80
90
95
80
–
95
40
50
60
40
–
60
–
–
0
–
–
0
-5.0%
1
+5.0%
単位
PWM 比較器部
MAXDUTY90
最大デューティサイクル
MAXDUTY50
MAXDUTY0
Duty1,2 , VFB=1.2V, RDTC=100k
Duty1,2 , VFB=1.2V, RDTC=100k
Ta= -40 C to +125 C
Duty1,2 , VFB=1.2V, VDTC=0.715V
Duty1,2 , VFB=1.2V, VDTC=0.715V,
Ta= -40 C to +125 C
Duty1,2 , VFB=1.2V, VDTC=0.3V
Duty1,2 , VFB=1.2V, VDTC=0.3V,
Ta= -40 C to +125 C
%
%
%
フェーズシフト部
Rtshift
シフト時間比
VREG5 端子電圧
VREG5
VFB=0.7V, CT=1,500pF,
[ 定義:tshift/(tOSC/2) ]
VFB=0.7V, CT=1,500pF,
[ 定義:tshift/(tOSC/2) ]
Ta= -40 C to +125 C
Ta= -40 C to +125 C
–
-7.0%
–
+7.0%
4.8
4.7
5.1
–
5.4
5.5
V
-2.0%
-4.0%
1.5
–
+2.0%
+4.0%
V
90
90
–
110
–
190
130
130
–
–
–
–
–
45
2.0
–
3.0
–
70
3.0
4.0
4.0
5.0
105
40
–
105
5
5
5.3
–
5.6
5.75
VREG 部
VREG1.5 端子電圧
VREG1.5
IREG1.5=300 A
IREG1.5=300 A, Ta= -40 C to +125 C
電流検出部（SENSE1, SENSE2 共通）
電流制限検出電圧
VIPK
遅延時間
tDELAY
Ta= -40 C to +125 C
⊿VSENSE1=⊿VSENSE2=300mV
mV
ns
出力部（OUT1, OUT2 共通）
出力 H 側 ON 抵抗
ROH
出力 L 側 ON 抵抗
ROL
出力ソース電流
IOH
REG_DRV 端子電圧
Ver.2016-02-22
VREG_DRV
IO1, 2= -50mA
IO1, 2= -50mA, Ta= -40 C to +125 C
IO1, 2= +50mA
IO1, 2= +50mA, Ta= -40 C to +125 C
OUT1,2 端子=4.5V
OUT1,2 端子=4.5V,
Ta= -40 C to +125 C
Ta= -40 C to +125 C
mA
V
-5-
NJW4141-T1
■電気的特性 (V+=VON/OFF=12V, CT=470pF, Ta=25 C )
項
目
記 号
条
件
最小
標準
最大
–
0.1
0.25
–
–
0.25
–
–
1
–
–
1
1.5
–
V+
1.5
–
V+
0
–
0.6
0
–
0.6
–
400
–
–
3.6
4.2
–
–
4.7
–
3.2
3.8
–
–
4.5
–
–
2.5
–
6
8
単位
出力分割抵抗スイッチ
L レベル出力電圧
VOL_RDIV
リーク電流
ILEAK_RDIV
VON/OFF=12V, IO_RDIV=+0.5mA
VON/OFF=12V, IO_RDIV=+0.5mA
Ta= -40 C to +125 C
VON/OFF=0V, VO_RDIV=40V
VON/OFF=0V, VO_RDIV=40V
Ta= -40 C to +125 C
V
A
ON/OFF 制御部
ON 制御電圧
OFF 制御電圧
ON/OFF 端子
プルダウン抵抗
VON
VOFF
VON/OFF= L → H
VON/OFF= L → H,
Ta= -40 C to +125 C
VON/OFF = H → L
VON/OFF = H → L,
Ta= -40 C to +125 C
RON/OFF
V
V
k
総合特性
消費電流 1
IDD1
消費電流 2
IDD2
スタンバイ時消費電流
-6-
IDD_STB
RL=無負荷, VIN-= 0.7V, CT=470pF
RL=無負荷, VIN-= 0.7V, CT=470pF,
Ta= -40 C to +125 C
RL=無負荷, VIN-= 0.7V, CT=1,500pF
RL=無負荷, VIN-= 0.7V, CT=1,500pF,
Ta= -40 C to +125 C
VON/OFF=0V
VON/OFF=0V, Ta= -40 C to +125 C
mA
mA
A
Ver.2016-02-22
NJW4141-T1
熱特性
項
目
記 号
値
単 位
125 (*5)
C/W
83 (*6)
13 (*5)
接合部－ケース表面間
jt
C/W
9 (*6)
(*5): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2 層 FR-4)で EIA/JEDEC 準拠による
(*6): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(4 層 FR-4)で EIA/JEDEC 準拠による (４層基板内箔：74.2×74.2mm)
ja
接合部－周囲雰囲気間
消費電力－周囲温度特性例
NJW4141VC3
Power Dissipation vs. Ambient Temperature
(Tj=~150°C)
1800
At on 4 layer PC Board
Power Dissipation : PD (mW)
1600
1400
1200
1000
800
At on 2 layer PC Board
600
400
200
0
-50
-25
0
25
50
75
100
125
150
Ambient Temperature : Ta (°C)
Ver.2016-02-22
-7-
NJW4141-T1
■アプリケーション回路例
2フェーズ昇圧回路
V IN
CBP
L1
RPULL
ON/OFF
CIN
High: ON
Low: OFF(Standby)
V+
REG_DRV1
ON/OFF
VREG1.5
Q1
CREG_DRV1
OUT1
D1
RSENSE1
Driver 1
SENSE1
RDT C2
RNF1
L2
FB
D2
SS
CSS
V OUT
QDIV
RFB
R2
DTC
RDT C1
RQDIV
CFB
IN-
CNF1
COUT
NJW4141
REG_DRV2
OUT2
VREG5
Q2
CREG_DRV2
Driver 2
R1
RSENSE2
SENSE2
CREG5
RDIV_SW
CT
CT
-8-
AGND
PGND
RDIV_SW output
High: OFF
Low : ON
Ver.2016-02-22
NJW4141-T1
■特性例
330
Oscillating Frequency 1 : fOSC (kHz)
Oscillating Frequency : fOSC (kHz)
1000
Oscillating Frequency vs. Timing Capacitor
(V+=12V, Ta=25ºC)
100
10
320
310
300
290
280
270
100
1000
Timing Capacitor : CT (pF)
10000
0
Reference Voltage vs. Supply Voltage
(Ta=25ºC)
1.005
1
0.995
0.99
10
20
30
Supply Voltage: V+ (V)
40
OUT pin Voltage vs. Supply Voltage
(Io=0mA, Ta=25ºC)
6
OUT pin Voltage : VOUT (V)
1.01
Reference Voltage : VB (V)
Oscillating Frequency 1 vs. Supply Voltage
(Ta=25ºC)
5
4
3
2
1
0
0
10
20
30
Supply Voltage : V+ (V)
Error Amplifire Block
Voltage Gain, Phase vs. Frequency
(V+=12V, Gain=40dB, Ta=25ºC)
60
40
3
4
5
6
7
Supply Voltage : V+ (V)
8
180
135
(deg)
45
Gain
30
90
15
45
0
100
Ver.2016-02-22
1k
10k
100k
Frequency : f (Hz)
1M
Phase :
Volatge Gain : AV (dB)
Phase
0
10M
-9-
NJW4141-T1
■特性例
Maximum Duty Cycle : MAXDUTY (%)
100
90
80
70
60
50
40
50kHz
30
100kHz
20
300kHz
10
Maximum Duty Cycle vs. Oscillating Frequency
(V+=12V, VFB=1.2V, Ta=25ºC)
100
Maximum Duty Cycle : MAXDUTY (%)
Maximum Duty Cycle vs. DTC pin Voltage
(V+=12V, VFB=1.2V, Ta=25ºC)
500kHz
0
VDTC=1.1V
90
VDTC=0.95V
80
70
60
50
0.05V step
40
30
20
VDTC=0.45V
10
0
0.4
0.5
0.6 0.7 0.8 0.9
1
DTC pin Voltage: VDTC (V)
1.1
1.2
0
4
3
2
1
0
500
Oscillating Frequency 1 vs. Supply Voltage
(Ta=25ºC)
320
310
300
290
280
270
0
- 10 -
330
Oscillating Frequency 1 : fOSC (kHz)
Quiescent Current : IDD (mA)
Quiescent Current vs. Supply Voltage
(CT=470pF, RL=no Load, VIN-=VFB=0.7V, Ta=25ºC)
5
100
200
300
400
Oscillating Frequency : fOSC (kHz)
10
20
30
Supply Voltage: V+ (V)
40
0
10
20
30
Supply Voltage: V+ (V)
40
Ver.2016-02-22
NJW4141-T1
■特性例
120
Oscillating Frequency 2 : fOSC2 (kHz)
Oscillating Frequency 1 : fOSC1 (kHz)
330
Oscillating Frequency 1 vs. Temperature
(V+=12V, CT=470pF)
320
310
300
290
280
270
260
0
110
105
100
95
90
85
25 50 75 100 125 150
Temperature : (ºC)
1.005
1
0.995
0.99
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : (°C)
-50
Current Limit Detection Voltage : VIPK (mV)
-25
Reference Voltage vs. Temperature
(V+=12V)
1.01
Reference Voltage : VB (V)
115
80
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : (°C)
Current Limit Detection Voltage vs. Temperature
(V+=12V)
130
125
120
115
110
105
100
95
90
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : (°C)
REG_DRV pin Voltage vs. Temperature
(V+=12V)
12
REG_DRV pin Voltage : VREG_DRV (V)
Oscillating Frequency 2 vs. Temperature
(V+=12V, CT=1,500pF)
10
8
6
4
2
0
-50
Ver.2016-02-22
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : (°C)
- 11 -
NJW4141-T1
Output High Level ON Resistance vs. Temperature
(IO=-50mA)
6
5
4
V+=3V
3
V+=40V
2
V+=12V
1
0
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : (°C)
Output Low Level ON Resistance : ROL (W)
Output High Level ON Resistance : ROH (W)
■特性例
Under Voltage Lockout Voltage vs. Temperature
3
VT_ON
2.8
2.7
2.6
VT_OFF
2.5
V+=3V
3
2
V+=40V
V+=12V
1
0
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : (°C)
Quiescent Current 1 vs. Temperature
(RL=no load, VIN-=0.7V, CT=470pF)
V+=40V
4
3.5
V+=12V
3
2.5
2
1.5
V+=3V
1
0.5
0
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : (°C)
-50
Enable Control ON/OFF Voltage vs. Temperature
(V+=12V)
2
1.6
VON
1.4
1.2
1
VOFF
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : (°C)
Standby Current vs. Temperature
(VON/OFF=0V)
8
Standby Current : IDD_STB (μA)
1.8
ON/OFF Voltage : VON/OFF (V)
4
4.5
2.4
7
6
V+=40V
5
4
V+=12V
3
2
V+=3V
1
0
-50
- 12 -
5
5
Quiescent Current 1 : IDD1 (mA)
Threshold Voltage : (V)
2.9
Output Low Level ON Resistance vs. Temperature
(IO=+50mA)
6
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : (°C)
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-25
0
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Temperature : (°C)
Ver.2016-02-22
NJW4141-T1
MEMO
＜注意事項＞
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何らかの法的な保証を行うものではありませ
ん。とくに応用回路については、製品の代表
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