本ドキュメントはCypress (サイプレス) 製品に関する情報が記載されております。 富士通マイクロエレクトロニクス DS04–27230–3a DATA SHEET ASSP 電源用 (DSC/ カムコーダ用 DC/DC コンバータ ) 低電圧対応 4 ch DC/DC コンバータ IC MB39A103 ■ 概 要 MB39A103 は , PWM 方式の低電圧対応 4 ch DC/DC コンバータ IC で , アップコンバージョン・ダウンコンバージョン・ アップ / ダウンコンバージョンに適しています。 低電圧起動 (1.7 V 以上 ) を実現し , 低電圧からの動作が可能です。 TSSOP-30P/BCC-32P パッケージに 4 チャネルを内蔵し , チャネルごとにコントロール , ソフトスタートが可能です。 デジタルスチルカメラなどの高機能ポータブル機器用電源に最適です。 ■ 特 長 ・ 降圧・昇降圧 Zeta 方式に対応 (CH1) ・ 昇圧・昇降圧 Sepic 方式に対応 (CH2 ~ CH4) ・ 起動電圧が低い (CH4) :1.7 V ・ 電源電圧範囲 :2.5 V ~ 11 V ・ 基準電圧 :2.0 V ± 1% ・ 誤差増幅器スレッショルド電圧 :1.24 V ± 1.5% ・ MOS FET 対応トーテムポール形式出力段内蔵 ・ 負荷依存のないソフトスタート回路内蔵 ・ 高周波動作可能 :1.5 MHz (Max) ・ −INS 端子により , 外部からのショート検知も可能 ■ パッケージ プラスチック・TSSOP, 30 ピン プラスチック・BCC, 32 パッド (FPT-30P-M04) (LCC-32P-M15) Copyright©2005-2008 FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED All rights reserved 2005.11 MB39A103 ■ 端子配列図 (TOP VIEW) CS2 1 30 CS1 −INE2 2 29 −INE1 FB2 3 28 FB1 DTC2 4 27 DTC1 VCC 5 26 VCCO CTL 6 25 OUT1 VREF 7 24 OUT2 RT 8 23 OUT3 CT 9 22 OUT4 GND 10 21 GNDO CSCP 11 20 −INS DTC3 12 19 DTC4 FB3 13 18 FB4 −INE3 14 17 −INE4 CS3 15 16 CS4 (FPT-30P-M04) (続く) 2 MB39A103 (続き) CS2 CS1 −INE1 FB1 VCC −INE2 1 FB2 N.C. DTC2 < TOP VIEW > ( 表面からの透過図 ) 32 31 30 29 28 27 26 23 OUT1 VREF 4 22 OUT2 RT 5 21 OUT3 CT 6 20 OUT4 GND 7 19 GNDO CSCP 8 18 −INS N.C. 9 17 DTC4 10 11 12 13 14 15 16 FB4 3 −INE4 CTL CS4 VCCO CS3 24 −INE3 2 FB3 DTC1 DTC3 25 (LCC-32P-M15) 3 MB39A103 ■ 端子機能説明 ブロック CH1 CH2 CH3 CH4 OSC Control Power 4 端子番号 端子記号 I/O 25 DTC1 I 休止期間設定端子です。 28 26 FB1 O 誤差増幅器出力端子です。 29 27 −INE1 I 誤差増幅器反転入力端子です。 30 28 CS1 ソフトスタート用容量接続端子です。 25 23 OUT1 O 出力端子です。 4 32 DTC2 I 休止期間設定端子です。 3 31 FB2 O 誤差増幅器出力端子です。 2 30 −INE2 I 誤差増幅器反転入力端子です。 1 29 CS2 ソフトスタート用容量接続端子です。 24 22 OUT2 O 出力端子です。 12 10 DTC3 I 休止期間設定端子です。 13 11 FB3 O 誤差増幅器出力端子です。 14 12 −INE3 I 誤差増幅器反転入力端子です。 15 13 CS3 ソフトスタート用容量接続端子です。 23 21 OUT3 O 出力端子です。 19 17 DTC4 I 休止期間設定端子です。 18 16 FB4 O 誤差増幅器出力端子です。 17 15 −INE4 I 誤差増幅器反転入力端子です。 16 14 CS4 ソフトスタート用容量接続端子です。 22 20 OUT4 O 出力端子です。 9 6 CT 三角波周波数設定用容量接続端子です。 8 5 RT 三角波周波数設定用抵抗接続端子です。 6 3 CTL I 11 8 CSCP ショート検知回路用容量接続端子です。 20 18 −INS I ショート検知比較器反転入力端子です。 26 24 VCCO 出力部電源端子です。 5 2 VCC 電源端子です。 7 4 VREF O 基準電圧出力端子です。 21 19 GNDO 出力部接地端子です。 10 7 GND 接地端子です。 TSSOP BCC 27 機 能 説 明 電源制御端子です。 MB39A103 ■ ブロックダイヤグラム スレッショルド電圧精度± 1.5% −INE1 29 VREF 10 µA − + + CS1 30 1.24 V Error Amp1 L 優先 PWM +Comp.1 + − FB1 28 Drive1 Pch 25 OUT1 IO = 130 mA at VCCO = 4 V スレッショルド電圧精度± 1.5% −INE2 2 VREF 10 µA − + + CS2 1 1.24 V Error Amp2 CH2 L 優先 PWM +Comp.2 + − Drive2 Nch 24 OUT2 L 優先 FB2 3 IO = 130 mA at VCCO = 4 V DTC2 4 スレッショルド電圧精度± 1.5% −INE3 14 VREF 10 µA − + + CS3 15 1.24 V Error Amp3 CH3 L 優先 PWM +Comp.3 + − Drive3 Nch 23 OUT3 L 優先 FB3 13 DTC3 12 IO = 130 mA at VCCO = 4 V スレッショルド電圧精度± 1.5% −INE4 17 VREF 10 µA − + + CS4 16 1.24 V Error Amp4 CH4 L 優先 PWM +Comp.4 + − Drive4 Nch L 優先 22 OUT4 21 GNDO FB4 18 DTC4 19 IO = 130 mA at VCCO = 4 V VREF SCP 100 kΩ −INS 20 CSCP 11 26 VCCO L 優先 DTC1 27 ショート検知信号 (L:ショート時 ) CH1 H: SCP 時 Comp. − + 1V 0.9 V 0.4 V OSC SCP UVLO2 UVLO1 H: 8 9 RT CT UVLO 解除 Error Amp 電源 SCP Comp. 電源 精度 ± 1% 5 VCC Error Amp 基準 1.24 V bias Power VREF VR1 ON/OFF CTL 2.0 V 7 VREF 10 GND 6 CTL H:ON (Power ON) L:OFF ( スタンバイ状態 ) VTH = 1.4 V 5 MB39A103 ■ 絶対最大定格 項 目 記 号 条 件 定 格 値 単 位 最 小 最 大 VCC, VCCO 端子 12 V 電源電圧 VCC 出力電流 IO OUT1 ~ OUT4 端子 20 mA ピーク出力電流 IOP OUT1 ~ OUT4 端子 , Duty ≦ 5% (t = 1 / fOSC × Duty) 400 mA 許容損失 PD TA ≦+ 25 °C (TSSOP-30P) 1390 * mW TA ≦+ 25 °C (BCC-32P) 980 * mW 保存温度 TSTG - 55 + 125 °C *:10 cm 角の両面エポキシ基板に実装時 <注意事項> 絶対最大定格を超えるストレス ( 電圧 , 電流 , 温度など ) の印加は , 半導体デバイスを破壊する可能性があ ります。 したがって , 定格を一項目でも超えることのないようご注意ください。 ■ 推奨動作条件 項 目 記 号 条 件 規 格 値 最 小 標 準 最 大 単位 起動電源電圧 VCC VCC, VCCO 端子 (CH4) 1.7 11 V 電源電圧 VCC VCC, VCCO 端子 (CH1 ~ CH4) 2.5 4 11 V 基準電圧出力電流 IREF VREF 端子 -1 0 mA −INE1 ~ −INE4 端子 0 VCC - 0.9 V −INS 端子 0 VREF V VDTC DTC1 ~ DTC4 端子 0 VREF V VCTL CTL 端子 0 11 V - 15 + 15 mA 100 500 1500 kHz 入力電圧 コントロール入力電圧 出力電流 VINE IO OUT1 ~ OUT4 端子 * 発振周波数 fOSC タイミング容量 CT 39 100 560 pF タイミング抵抗 RT 11 24 130 kΩ ソフトスタート容量 CS CS1 ~ CS4 端子 0.1 1.0 µF ショート検出容量 CSCP 0.1 1.0 µF 基準電圧出力容量 CREF 0.1 1.0 µF TA - 30 + 25 + 85 °C 動作周囲温度 *:「■ 三角波発振周波数設定方法」を参照してください。 (注意事項)これ以後本文中に記載されている端子番号は TSSOP-30P PKG のものです。 <注意事項> 推奨動作条件は , 半導体デバイスの正常な動作を保証する条件です。 電気的特性の規格値は , すべてこの条 件の範囲内で保証されます。 常に推奨動作条件下で使用してください。 この条件を超えて使用すると , 信頼 性に悪影響を及ぼすことがあります。 データシートに記載されていない項目 , 使用条件 , 論理の組合せでの使用は , 保証していません。 記載され ている以外の条件での使用をお考えの場合は , 必ず事前に当社営業担当部門までご相談ください。 6 MB39A103 ■ 電気的特性 (VCC = VCCO = 4 V, TA =+ 25 °C) 項 目 VREF 7 ∆VREF /VREF 7 TA =- 30 °C ~+ 85 °C Line 7 Load 規 格 値 単位 最大 1.98 2.00 2.02 V 0.5 * % VCC = 2.5 V ~ 11 V - 10 + 10 mV 7 VREF = 0 mA ~- 1 mA - 10 + 10 mV VTH 22 VCC = 1.4 1.5 1.65 V VH 22 0.02 0.05 0.1 V VTH 25 1.7 1.8 1.95 V VH 25 0.05 0.1 0.2 V スレッショルド 電圧 VTH 11 0.65 0.70 0.75 V 入力ソース電流 ICSCP 11 - 1.4 - 1.0 - 0.6 µA リセット電圧 VRST 25 VREF = 1.30 1.45 1.63 V 発振周波数 fOSC 22, 23, 24, 25 CT = 100 pF, RT = 24 kΩ 450 500 550 kHz 周波数温度 変動率 ∆fOSC/ fOSC 22, 23, 24, 25 TA =- 30 °C ~+ 85 °C 1* % ICS 1, 15, 16, 30 CS1 ~ CS4 = 0 V - 14 - 10 -6 µA VTH 3, 13 18, 28 FB1 ~ FB4 = 0.65 V 1.222 1.240 1.258 V 入力バイアス 電流 IB 2, 14, 17, 29 −INE1 ~ −INE4 = 0 V - 120 - 30 nA 電圧利得 AV 3, 13 18, 28 DC 100 * dB 周波数帯域幅 BW 3, 13 18, 28 AV = 0 dB 1.6 * MHz 負荷安定度 低 VCC 時 スレッショルド 誤動作防止 電圧 回路部 (CH4) ヒステリシス幅 [UVLO1] 低 VCC 時 スレッショルド 誤動作防止 電圧 回路部 (CH1 ~ CH3) ヒステリシス幅 [UVLO2] ソフト スタート部 充電電流 [CS1 ~ CS4] スレッショルド 電圧 誤差 増幅器部 [Error Amp1 ~ Error Amp4] 条 件 標準 出力電圧温度 基準電圧部 変動率 [Ref] 入力安定度 三角波 発振器部 [OSC] 測定端子 最小 出力電圧 ショート 検知部 [SCP] 記 号 VCC = *:標準設計値 (続く) 7 MB39A103 (続き) (VCC = VCCO = 4 V, TA =+ 25 °C) 項 目 誤差 増幅器部 [Error Amp1 ~ Error Amp4] PWM 比較器部 [PWM Comp.1 ~ PWM Comp.4] 出力部 [Drive1 ~ Drive4] 記 号 測定端子 条 件 VOH 3, 13 18, 28 VOL 3, 13 18, 28 出力ソース電流 ISOURCE 3, 13 18, 28 出力シンク電流 ISINK 3, 13 18, 28 出力電圧 コント ロール部 [CTL] 全デバイス 標準 最大 1.7 1.9 V 40 200 mV FB1 ~ FB4 = 0.65 V -2 -1 mA FB1 ~ FB4 = 0.65 V 150 200 µA VT0 22, 23, 24, 25 デューティサイクル= 0% 0.3 0.4 V VT100 22, 23, 24, 25 デューティサイクル = Dtr 0.9 1.0 V 入力電流 IDTC 4, 12, 19, 27 DTC1 ~ DTC4 = 0.4 V - 2.0 - 0.6 µA 出力ソース電流 ISOURCE 22, 23, 24, 25 Duty ≦ 5% (t = 1 / fOSC × Duty) OUT1 ~ OUT4 = 0 V - 130 - 75 mA 出力シンク電流 ISINK 22, 23, 24, 25 Duty ≦ 5% (t = 1 / fOSC × Duty) OUT1 ~ OUT4 = 4 V 75 130 mA ROH 22, 23, 24, 25 OUT1 ~ OUT4 =- 15 mA 18 27 Ω ROL 22, 23, 24, 25 OUT1 ~ OUT4 = 15 mA 18 27 Ω VTH 25 0.97 1.00 1.03 V IB 20 −INS = 0 V - 25 - 20 - 17 µA VIH 6 IC 動作状態 1.7 11 V VIL 6 IC スタンバイ状態 0 0.8 V ICTLH 6 CTL = 3 V 5 30 60 µA ICTLL 6 CTL = 0 V 1 µA ICCS 5 CTL = 0 V 0 2 µA ICCSO 26 CTL = 0 V 0 2 µA ICC 5 CTL = 3 V 2.3 4.5 mA スレッショルド 電圧 入力バイアス 電流 CTL 入力電圧 入力電流 スタンバイ電流 電源電流 *:標準設計値 8 単位 最小 スレッショルド 電圧 出力オン抵抗 ショート検 知比較器部 [SCP Comp.] 規 格 値 MB39A103 ■ 標準特性 電源電流-電源電圧特性 5 TA = +25 °C CTL = 3 V 4 基準電圧 VREF (V) 電源電流 ICC (mA) 5 基準電圧-電源電圧特性 3 2 1 TA = +25 °C CTL = 3 V VREF= 0 mA 4 3 2 1 0 0 0 2 4 6 8 10 0 12 2 電源電圧 VCC (V) 4 6 8 10 12 電源電圧 VCC (V) 基準電圧-動作周囲温度特性 2.05 VCC = 4 V CTL = 3 V VREF= 0 mA 基準電圧 VREF (V) 2.04 2.03 2.02 2.01 2.00 1.99 1.98 1.97 1.96 1.95 −40 −20 0 20 40 60 80 100 動作周囲温度 TA ( °C) 基準電圧- CTL 端子電圧特性 TA = +25 °C VCC = 4 V VREF= 0 mA CTL = 3 V 4 3 2 1 0 200 CTL 端子電流 ICTL (µA) 基準電圧 VREF (V) 5 CTL 端子電流- CTL 端子電圧特性 TA = +25 °C VCC = 4 V 160 120 80 40 0 0 2 4 6 8 CTL 端子電圧 VCTL (V) 10 12 0 2 4 6 8 10 12 CTL 端子電圧 VCTL (V) (続く) 9 MB39A103 三角波発振周波数-タイミング抵抗特性 TA = +25 °C VCC = 4 V CTL = 3 V 1000 CT = 39 pF CT = 100 pF 100 CT = 560 pF CT = 220 pF 三角波発振周波数-タイミング容量特性 10000 三角波発振周波数 fOSC (kHz) 三角波発振周波数 fOSC (kHz) 10000 10 1 10 100 TA = +25 °C VCC = 4 V CTL = 3 V 1000 100 RT = 130 kΩ 10 1000 10 100 タイミング抵抗 RT (kΩ) 三角波上限下限電圧-動作周囲温度特性 三角波上限下限電圧 VCT (V) 三角波上限下限電圧 VCT (V) 1.0 上限 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 下限 0.4 0.3 VCC = 4 V 1.1 CTL = 3 V 1 RT = 24 kΩ CT = 100 pF 0.9 400 200 600 800 1000 1200 1400 1600 三角波発振周波数 fOSC (kHz) 上限 0.8 0.7 0.6 0.5 下限 0.4 0.3 0.2 −40 0.2 0 10000 1.2 TA = +25 °C VCC = 4 V CTL = 3 V RT = 24 kΩ 1.1 1000 タイミング容量 CT (pF) 三角波上限下限電圧-三角波発振周波数特性 1.2 RT = 11 kΩ RT = 24 kΩ RT = 56 kΩ −20 0 20 40 60 80 100 動作周囲温度 TA ( °C) 三角波発振周波数-動作周囲温度特性 三角波発振周波数 fOSC (kHz) 560 VCC = 4 V CTL = 3 V RT = 24 kΩ CT = 100 pF 540 520 500 480 460 440 −40 −20 0 20 40 60 動作周囲温度 TA ( °C) 80 100 (続く) 10 MB39A103 (続き) TA = +25 °C VCC = 4 V 40 AV 30 ϕ 20 180 90 10 0 0 −10 −20 −90 10 kΩ 1 µF + 2.4 kΩ IN 10 kΩ −30 100 −INE1 29 − 28 + + 30 CS1 1.5 V −40 240 kΩ 2.48 V 位相 ϕ (deg) 誤差増幅器電圧利得 AV (dB) 誤差増幅器電圧利得 , 位相-周波数特性 OUT 1.24 V Error Amp1 他チャネルも同様 −180 1k 10 k 100 k 1M 10 M 周波数 f (Hz) 許容損失-動作周囲温度特性 (TSSOP-30P) 許容損失-動作周囲温度特性 (BCC-32P) 1000 980 1400 1390 1200 許容損失 PD (mW) 許容損失 PD (mW) 1600 1000 800 600 400 800 600 400 200 200 0 −40 −20 0 20 40 60 動作周囲温度 TA ( °C) 80 100 0 −40 −20 0 20 40 60 80 100 動作周囲温度 TA ( °C) 11 MB39A103 ■ 機能説明 1. DC/DC コンバータ機能 (1) 基準電圧部 (Ref) 基準電圧回路は , VCC 端子 (5 ピン ) より供給される電圧により温度補償された基準電圧 (2.0 V 標準 ) を発生し , IC 内部 回路の基準電圧として使用されます。 また , 基準電圧は VREF 端子 (7 ピン ) から外部に負荷電流を最大 1 mA まで取り出せます。 (2) 三角波発振器部 (OSC) CT 端子 (9 ピン ) , RT 端子 (8 ピン ) にそれぞれタイミング用の容量および抵抗を接続することにより , 振幅 0.4 V ~ 0.9 V の三角波発振波形を発生します。 三角波は , IC 内部の PWM コンパレータに入力されます。 (3) 誤差増幅器部 (Error Amp1 ~ Error Amp4) 誤差増幅器は , DC/DC コンバータの出力電圧を検出し , PWM 制御信号を出力する増幅器です。 誤差増幅器の出力端子 から反転入力端子への帰還抵抗およびコンデンサの接続により , 任意のループゲインが設定できるため , システムに対し て安定した位相補償ができます。 また , 誤差増幅器の非反転入力端子である CS1 端子 (30 ピン ) ~ CS4 端子 (16 ピン ) にソフトスタート用容量を接続す ることにより電源起動時の突入電流を防止できます。ソフトスタート検出を誤差増幅器で行うことで , DC/DC コンバータ の出力負荷に依存しない一定の設定時間でソフトスタート動作します。 (4) PWM 比較器部 (PWM Comp.1 ~ PWM Comp.4) 入出力電圧に応じて出力デューティをコントロールする電圧-パルス幅変換器です。 誤差増幅器出力電圧および DTC 電圧が三角波電圧よりも高い期間に出力トランジスタをオンさせます。 (5) 出力部 (Drive1 ~ Drive4) 出力部は , トーテムポール形式で構成しており , 外付け Pch MOS FET (CH1) , Nch MOS FET (CH2 ~ CH4) を駆動するこ とができます。 12 MB39A103 2. チャネルコントロール機能 CTL 端子 (6 ピン ) , CS1 端子 (30 ピン ) , CS2 端子 (1 ピン ) , CS3 端子 (15 ピン ) , CS4 端子 (16 ピン ) によりメイン , 各 チャネルのオン , オフを設定します。 各チャネルのオン / オフ設定条件 CTL CS1 CS2 CS3 CS4 Power CH1 CH2 CH3 CH4 L * * * * OFF 停止 停止 停止 停止 H GND GND GND GND ON 停止 停止 停止 停止 H High-Z GND GND GND ON 動作 停止 停止 停止 H GND High-Z GND GND ON 停止 動作 停止 停止 H GND GND High-Z GND ON 停止 停止 動作 停止 H GND GND GND High-Z ON 停止 停止 停止 動作 H High-Z High-Z High-Z High-Z ON 動作 動作 動作 動作 *:未定義 3. 保護機能 (1) タイマ・ラッチ式短絡保護回路 (SCP, SCP Comp.) ショート検知コンパレータ (SCP) が各チャネルの誤差増幅器出力電圧レベルを検知し , いずれかのチャネルの誤差増幅 器出力電圧がショート検知電圧以上となる場合には , タイマ回路が動作し , CSCP 端子 (11 ピン ) に外付けされた容量 CSCP に充電を始めます。 容量の電圧が約 0.7 V になると出力トランジスタをオフし休止期間を 100%に設定します。 また , −INS 端子 (20 ピン ) を利用することによりショート検知コンパレータ (SCP Comp.) で , 外部入力からのショート 検知が可能となります。 保護回路が動作したときは , 電源の再投入あるいは CTL 端子 (6 ピン ) を “L” レベルにして , VREF 端子 (7 ピン ) 電圧が 1.3 V (Min) 以下になることでラッチが解除されます。 「■タイマ・ラッチ式短絡保護回路の時定数設定方法」 を参照してく ださい。 (2) 低 VCC 時誤動作防止回路部 (UVLO) 通常電源投入時の過渡状態や電源電圧の瞬時低下は , コントロール IC の誤動作を誘起し , システムの破壊もしくは劣化 を生じさせます。前記のような誤動作を防止するために , 低 VCC 時誤動作防止回路は電源電圧に従って内部基準電圧レベ ルを検出し, 出力トランジスタをオフし, 休止期間を100%にするとともに, CSCP端子 (11ピン) を“L”レベルに保持します。 電源電圧が低 VCC 時誤動作防止回路のスレッショルド電圧以上になればシステムは復帰します。 ■ 保護回路動作時機能表 保護回路が動作時の出力状態を下記表に記します。 動作回路 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 短絡保護回路 H L L L 低 VCC 時誤動作防止回路 H L L L 13 MB39A103 ■ 出力電圧の設定方法 ・CH1 ~ CH4 VO R1 − −INEx R2 Error Amp + + VO (V) = 1.24 R2 (R1 + R2) 1.24 V CSx x:各チャネル No. ■ 三角波発振周波数設定方法 三角波発振周波数は RT 端子 (8 ピン ) にタイミング抵抗 (RT) , CT 端子 (9 ピン ) にタイミング容量 (CT) を接続すること により設定できます。また, 三角波発振周波数が 1 MHz を超える場合は,タイミング抵抗 (RT) の定数によっては計算値から のずれが大きくなりますので, 「■ 標準特性」 の「三角波発振周波数 タイミング抵抗特性」および 「三角波発振周波数 タイミング容量特性」を参考に設定してください。 三角波発振周波数:fOSC fOSC (kHz) ≒ 14 1200000 CT (pF) × RT (kΩ) MB39A103 ■ ソフトスタート時間設定方法 IC 起動時の突入電流防止のため , CS1 端子 (30 ピン ) ~ CS4 端子 (16 ピン ) にソフトスタート容量 (CS1 ~ CS4) を各々に 接続することで , ソフトスタートを行えます。 下図のように各 CTLx を “H” から “L” にすると CS1 端子 (30 ピン ) ~ CS4 端子 (16 ピン ) に外付けされたソフトスタート 容量 (CS1 ~ CS4) を約 10 µA で充電します。 Error Amp 出力 (FB1 ~ FB4) は 2 つの非反転入力端子 (1.24 V, CS 端子電圧 ) のうちいずれか低い電圧と反転入力端子 (−INE1 ~ −INE4) との比較により決定されますので , ソフトスタート期間中 (CS 端子電圧< 1.24 V) の FB 端子電圧は −INE端子電圧とCS端子電圧の比較により決定され, DC/DCコンバータ出力電圧はCS端子に外付けされたソフトスタート 容量への充電により CS 端子電圧に比例し上昇します。なお , ソフトスタート時間は次式で求められます。 ソフトスタート時間:tS ( 出力 100%になるまでの時間 ) tS (s) ≒ 0.124 × CSX (µF) ・ソフトスタート回路 VO VREF 10 µA R1 −INEx R2 L 優先 Error Amp − CH ON/OFF 信号 L:ON, H:OFF CSx + + 1.24 V CTLx CSx FBx UVLO x:各チャネル No. 15 MB39A103 ■ CS 端子を使用しない場合の処理方法 ソフトスタート機能を使用しない場合は , CS1 端子 (30 ピン ) , CS2 端子 (1 ピン ) , CS3 端子 (15 ピン ) , CS4 端子 (16 ピ ン ) を開放してください。 ・ソフトスタート時間を設定しない場合 “ 開放 ” “ 開放 ” 1 CS2 CS1 30 “ 開放 ” “ 開放 ” 15 16 CS3 CS4 16 MB39A103 ■ タイマ・ラッチ式短絡保護回路の時定数設定方法 各チャネルは , ショート検知コンパレータ (SCP) で , 誤差増幅器の出力レベルを基準電圧と常に比較動作を行っていま す。 DC/DC コンバータの負荷条件が全チャネル安定している場合はショート検知コンパレータの出力は , “L” レベルとなり CSCP 端子 (11 ピン ) は “L” レベルに保持されます。 負荷条件が負荷短絡などで急激に変化し出力電圧が低下した場合は , ショート検知コンパレータ出力は , “H” レベルと なります。すると , CSCP 端子 (11 ピン ) に外付けされた短絡保護容量 CSCP に 1 µA で充電を開始します。 ショート検出時間:tSCP tSCP (s) ≒ 0.70 × CSCP (µF) 容量 CSCP がスレッショルド電圧 (VTH ≒ 0.70 V) まで充電されるとラッチをセットし , 外付け FET をオフ ( 休止期間を 100%) させます。このとき , ラッチ入力はクローズされ , CSCP 端子 (11 ピン ) は “L” レベルに保持されます。 また , −INS 端子 (20 ピン ) を利用することによりショート検知コンパレータ (SCP Comp.) で , 外部入力からのショート 検知が可能となります。この場合 , −INS 端子電圧がスレッショルド電圧 (VTH ≒ 1 V) 以下になるとショート検知動作をし ます。 なお , 電源の再投入あるいは CTL 端子 (6 ピン ) を “L” レベルにして , VREF 端子 (7 ピン ) 電圧が 1.3V (Min) 以下になる ことでラッチが解除されます。 ・タイマ・ラッチ式短絡保護回路 VO FBx R1 − −INEx Error Amp + R2 1.24 V VREF −INS − 20 SCP Comp. + SCP 1V + + + + − 1.1 V : FB1 ∼ FB3 1.0 V : FB4 1 µA 各チャネル Drive へ CTL CSCP 11 CSCP VREF S R Latch UVLO x:各チャネル No. (注意事項)CH4 DC/DC コンバータ出力を VCC に接続する自己電源方式の場合 , CH4 DC/DC コンバータ出力ショート検 知はできませんのでご注意ください。 17 MB39A103 ■ CSCP 端子を使用しない場合の処理方法 タイマ・ラッチ式短絡保護回路を使用しない場合は , CSCP 端子 (11 ピン ) を最短距離で GND (10 ピン ) に短絡してくだ さい。 ・CSCP 端子を使用しない場合 18 10 GND 11 CSCP MB39A103 ■ 休止期間の設定方法 昇圧 , 昇降圧 Zeta 方式 , 昇降圧 Sepic 方式 , フライバック方式による昇圧 , 反転出力を設定する場合 , 負荷変動等により FB 端子電圧が三角波電圧以上になる可能性があります。 この時 , 出力トランジスタがフルオン (ON Duty = 100%) 固定の 状態になります。これを防止するために出力トランジスタの最大デューティを設定します。そのために , 下図のように VREF 電圧より抵抗分圧にて DTC 端子電圧を設定してください。 DTC 端子電圧が三角波電圧よりも高いとき , 出力トランジスタはオンとなります。 最大デューティの計算式は三角波振 幅≒ 0.5 V, 三角波下限電圧≒ 0.4 V のとき次のようになります。 DUTY (ON) Max (%) ≒ Vdt − 0.4 V 0.5 V × 100, Vdt (V) = Rb Ra + Rb × VREF また, DTC端子を使用しない場合は, 下図 (休止期間を設定しない場合) のようにVREF端子 (7ピン) に接続してください。 ・休止期間を設定する場合 Ra DTCx Rb 7 VREF Vdt x:各チャネル No. ・休止期間を設定しない場合 DTCx 7 VREF x:各チャネル No. 19 MB39A103 ■ CH4 を自己電源として使用した場合の電源供給例 本 IC は CH4 を自己電源として使用した場合 , 低入力電圧 (VIN ≧ 1.7 V) での起動が可能です。 トランスを利用した電源供給例を下図に示します。 ・CH4 を自己電源として使用した場合の電源供給例 VCCO 2 VIN OUT4 22 −INE4 D 17 CS4 16 Error Amp4 VREF 21 D GNDO − + + VO4-1 15 V VO4-2 5V 1.24 V FB4 18 VO4-3 −7.5 V 5 VCC ■応用回路例で示した設定は下記の通りです。 ・ VCC, VCCO は VIN + 2.5 V となる巻数に設定 なお , CH1 ~ CH3 は VCC ≧ 2.5 V での動作のため , VIN ≧ 1.7 V で動作するためには VCC, VCCO が VIN + 0.8 V 以上 となる巻数に設定が必要となります。 20 MB39A103 ■ CTL 投入切断時の動作説明 CTL が投入されると , 内部基準電圧 VR および VREF が立ち上ります。 VREF が UVLO1, UVLO2 ( 低入力時誤動作防止 回路 ) それぞれのスレッショルド電圧 (VTH1, VTH2) を超えると UVLO1, UVLO2 が解除され , それぞれのチャネルの出力 Drive 回路が動作可能になります。 CTL が切断されると , VR および VREF が立ち下ります。VREF が低下して UVLO1, UVLO2 それぞれのリセット電圧 (VRST1, VRST2) を下回ると , UVLO が動作してそれぞれのチャネルの出力 Drive 回路を強制的に動作停止させ , 出力をオ フ状態にします。 CTL 投入によって UVLO1, UVLO2 が解除されたのち , VREF 電圧が 2.0 V に達するまでの期間「 ( ・タイミングチャート」 の a, b) , および CTL 切断後 VREF が 2.0 V から低下し UVLO1, UVLO2 が動作するまでの期間 「 ( ・タイミングチャート」 の a’, b’) は , 基準電圧である VREF が 2.0 V に達しません。そのため , IC 内部のバイアス電圧とバイアス電流が所定の値に到 達せず , IC の応答速度が低下しています。 (注意事項)上記理由により , この期間内に入力急変 , 負荷急変が発生すると , IC が即応できずに出力がオーバシュート することがありますので , VREF 端子電圧が上記の期間内に留まることがないように CTL 端子電圧に電圧を 印加してください。 ・CTL 部等価回路図 H:SCP 時 CH1 ~ CH3 出力 Drive 回路へ H :動作可 L :強制停止 SCP CS1 ~ CS3 充放電回路へ H :充電可 L :強制放電 CH4 出力 Drive 回路へ H :動作可 L :強制停止 UVLO2 H:UVLO 解除 Error Amp 基準 1.24 V CS4 充放電回路へ H :充電可 L :強制放電 UVLO1 bias 5 H:UVLO 解除 VREF VR Power ON/OFF CTL 6 VCC CTL 7 VREF 21 MB39A103 ・タイミングチャート VR = 1.24 V (Typ) Error Amp 基準電圧 VR VTH1 VTH2 VREF = 2.00 V (Typ) VRST2 VRST1 基準電圧 VREF b UVLO1 UVLO1 解除 b' UVLO1 有効 a UVLO2 解除 a' UVLO2 UVLO2 有効 CH4 出力 Drive 回路制御 動作可能 フルオフ固定 フルオフ固定 動作可能 CH1 ~ CH3 出力 Drive 回路制御 CTL 端子電圧 22 フルオフ固定 フルオフ固定 1.5 V ± 0.2 V (Typ) MB39A103 ■ 入出力端子等価回路図 ≪基準電圧部≫ ≪コントロール部≫ VCC 5 1.24 V ESD 保護素子 + − VREF (2.0 V) CTL 6 67 kΩ 7 VREF ESD 保護素子 ≪ソフトスタート部≫ CSx 77.3 kΩ 124 kΩ ESD 保護素子 GND 10 104 kΩ GND GND ≪ショート検知部≫ ≪三角波発振器部 (RT) ≫ ≪三角波発振器部 (CT) ≫ VREF (2.0 V) VREF (2.0 V) VREF (2.0 V) 0.7 V 2 kΩ + − 11 CSCP CT 9 8 RT GND GND GND ≪誤差増幅器部 (CH1 ~ CH4) ≫ ≪ショート検知比較器部≫ VCC VCC VREF (2.0 V) −INEx VREF (2.0 V) −INS 20 CSx 1.24 V (1 V) FBx GND GND ≪ PWM 比較器部 (CH1 ~ CH4) ≫ ≪出力部 (CH1 ~ CH4) ≫ VCCO 26 VCC FBx 100 kΩ OUTx CT DTCx GNDO 21 GND x:各チャネル No. 23 MB39A103 ■ 応用回路例 VIN (1.7 V ∼ 5 V) R13R14 −INE1 29 A 3.3 kΩ12 kΩ 15 kΩ R15 CS1 30 C20 R16 0.1 µF 1 kΩ C21 28 0.1 µF FB1 R17 18 kΩ 27 DTC1 R18 13 kΩ R19R20 −INE2 2 B 3 kΩ22 kΩ 15 kΩ R21 CS2 1 C22 R22 0.1 µF 1 kΩ C23 0.1 µF FB2 3 R23 18 kΩ 4 DTC2 R24 13 kΩ R25R26 −INE3 14 C 2.4 kΩ43 kΩ 15 kΩ R27 CS3 15 C24 R28 0.1 µF 2 kΩ C25 0.047 µF FB3 13 R29 33 kΩ 12 DTC3 R30 20 kΩ R31R32 −INE4 17 D 2.4 kΩ43 kΩ 15 kΩ R33 CS4 16 C26 R34 0.1 µF 2 kΩ C27 0.047 µF FB4 18 R35 19 33 kΩ DTC4 R36 −INS 20 kΩ 20 充電電流 (1 µA) VO2 3.3 V, 500 mA L3 C18 B 10 µH VC2 R12 OUT2 300 Ω 24 CH2 C16 4700 pF C6 10 µF VB1 L1 C4 D1 1 µF 22 µH C3 4700 pF 4.7 µF VB2 C17 1 µF D7 C19 10 µF Q5 L4 15 µH C D5 OUT3 23 CH3 C13 1 µF T1 VO3-1 15 V, 10 mA C14 D6 2.2 µF C15 2.2 µF VO3-2 5 V, 50 mA Q4 OUT4 22 GNDO 21 CH4 D D2 C8 1 µF 5 6 8 9 CT fOSC 精度 C29 ± 10 % 100 pF 7 VREF C30 0.1 µF T2 D4 C2 0.1 µF CTL 10 H:ON GND Q2 VO4-1 15 V, 10 mA C9 VO4-2 2.2 µF 5 V, 50 mA D3 C10 2.2 µF VCC C32 2.2 µF D8 C28 0.01 µF 24 15 µH 25 OUT1 CH1 VO1 2.5 V, 250 mA Q1 VC1 R4 C1 0.1 µF 150 Ω CSCP 11 RT R37 24 kΩ A C5 4.7 µF L2 VCCO 26 C11 2.2 µF (Power ON) L:OFF (Standby) VTH = 1.4 V VO4-3 −7.5 V, −5 mA MB39A103 ■ 部品表 COMPONENT ITEM SPECIFICATION VENDOR PARTS № Q1, Q2, Q4 Q5 PNP Tr Nch FET NPN Tr VCEO =- 12 V, IC =- 3 A VDS = 20 V, ID = 1.8 A VCEO = 15 V, IC = 3 A SANYO SANYO SANYO CPH3106 MCH3405 CPH3206 D1, D7, D8 D2 ~ D6 Diode Diode VF = 0.4 V (Max) , IF = 1 A 時 VF = 0.55 V (Max) , IF = 0.5 A 時 SANYO SANYO SBS004 SB05-05CP L1 L2 L3 L4 Inductor Inductor Inductor Inductor 22 µH 15 µH 10 µH 15 µH 0.63 A, 160 mΩ 0.76 A, 120 mΩ 0.94 A, 67 mΩ 0.76 A, 120 mΩ TDK TDK TDK TDK RLF5018T-220MR63 RLF5018T-150MR76 RLF5018T-100MR94 RLF5018T-150MR76 T1, T2 Transformer SUMIDA CLQ52 5388-T095 C1, C2, C30 C3, C16 C4, C8, C13 C5, C18 C6, C19 C20 ~ C24, C26 C25, C27 C28 C29 Ceramics Condenser Ceramics Condenser Ceramics Condenser Ceramics Condenser Ceramics Condenser Ceramics Condenser Ceramics Condenser Ceramics Condenser Ceramics Condenser Ceramics Condenser Ceramics Condenser Ceramics Condenser 0.1 µF 4700 pF 1 µF 4.7 µF 10 µF 2.2 µF 1 µF 2.2 µF 0.1 µF 0.047 µF 0.01 µF 100 pF 50 V 50 V 25 V 10 V 6.3 V 16 V 25 V 16 V 50 V 50 V 50 V 50 V TDK TDK TDK TDK TDK TDK TDK TDK TDK TDK TDK TDK C1608JB1H104K C1608JB1H472K C3216JB1E105K C3216JB1A475M C3216JB0J106K C3216JB1C225K C3216JB1E105K C3216JB1C225K C1608JB1H104K C1608JB1H473K C1608JB1H103K C1608CH1H101J R4 R12 R13 R14 R15, R21, R27 R16, R22 R17 R18 R19 R20 R23 R24 R25, R31 R26 R28, R34 R29, R35 R30, R36 R32 R33 R37 Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor 150 Ω 300 Ω 3.3 kΩ 12 kΩ 15 kΩ 1 kΩ 18 kΩ 13 kΩ 3 kΩ 22 kΩ 18 kΩ 13 kΩ 2.4 kΩ 43 kΩ 2 kΩ 33 kΩ 20 kΩ 43 kΩ 15 kΩ 24 kΩ 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm ssm RR0816P-151-D RR0816P-301-D RR0816P-332-D RR0816P-123-D RR0816P-153-D RR0816P-102-D RR0816P-183-D RR0816P-133-D RR0816P-302-D RR0816P-223-D RR0816P-183-D RR0816P-133-D RR0816P-242-D RR0816P-433-D RR0816P-202-D RR0816P-333-D RR0816P-203-D RR0816P-433-D RR0816P-153-D RR0816P-243-D C9 ~ C11 C13, C17 C14, C15 (注意事項)SANYO :三洋電機株式会社 TDK :TDK 株式会社 SUMIDA:スミダ電機株式会社 ssm :進工業株式会社 25 MB39A103 ■ 参考データ TOTAL 効率-入力電圧特性 100 TA = +25 °C VO1 = 2.5 V, 250 mA VO2 = 3.3 V, 500 mA VO3-1 = 15 V, 10 mA VO3-2 = 5 V, 50 mA VO4-1 = 15 V, 10 mA VO4-2 = 5 V, 50 mA VO4-3 = −7.5 V, −5 mA fOSC = 500 kHz 95 TOTAL 効率 η (%) 90 85 80 75 70 65 60 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 入力電圧 VIN (V) 各 CH 効率-入力電圧特性 100 TA = +25 °C 95 各 CH 効率 η (%) 90 85 CH1 80 75 CH3 CH4 70 ( 注意事項 )当該 CH と CH4 ( 自己電源 ) を ON 外付け SW Tr 駆動電流含む CH4 は IC 消費電流含む CH2 65 60 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 入力電圧 VIN (V) 変換効率-負荷電流特性 (CH1) 100 TA = +25 °C VIN = 3.6 V 95 変換効率 η (%) 90 CH2, CH3 : OFF 85 80 75 IO1 ≦ 80 mA:不連続モード 70 65 60 0 50 100 150 200 250 300 負荷電流 IO1 (mA) (続く) 26 MB39A103 変換効率-負荷電流特性 (CH2) 100 TA = +25 °C VIN = 3.6 V 95 変換効率 η (%) 90 CH1, CH3 : OFF 85 80 75 IO1 ≦ 120 mA:不連続モード 70 65 60 0 100 200 300 400 500 負荷電流 IO2 (mA) 変換効率-負荷電流特性 (CH3, CH4) 100 TA = +25 °C VIN = 3.6 V VO3-1 = 10 mA VO4-1 = 10 mA VO4-3 = −5 mA 95 変換効率 η (%) 90 85 CH1, CH2 : OFF CH3 80 75 CH4 CH1 ∼ CH3 :OFF 70 (注意事項 )CH3, 4 は不連続モード 65 60 0 10 20 30 40 50 負荷電流 IO3-2, IO4-2 (mA) (続く) 27 MB39A103 (続き) スイッチング波形 (CH1) TA = +25 °C VIN = 4 V CTL = 3 V VB1 (V) 6 4 2 0 VC1 (V) 5 0 −5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t (µs) スイッチング波形 (CH2) VB2 (V) 1 TA = +25 °C VIN = 4 V CTL = 3 V 0 −1 −2 VC2 (V) 10 5 0 0 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t (µs) MB39A103 ■ 使用上の注意 ・プリント基板のアースラインは , 共通インピーダンスを考慮し設計してください。 ・静電気対策を行ってください。 ・ 半導体を入れる容器は , 静電気対策を施した容器か , 導電性の容器をご使用ください。 ・ 実装後のプリント基板を保管・運搬する場合は , 導電性の袋か , 容器に収納してください。 ・ 作業台 , 工具 , 測定機器は , アースを取ってください。 ・ 作業する人は , 人体とアースの間に 250 kΩ ~ 1 MΩ の抵抗を直列に入れたアースをしてください。 ・負電圧を印加しないでください。 ・ - 0.3 V 以下の負電圧を印加した場合 , LSI に寄生トランジスタが発生し誤動作を起こすことがあります。 ■ オーダ型格 型 格 パッケージ MB39A103PFT プラスチック・TSSOP, 30 ピン (FPT-30P-M04) MB39A103PV3 プラスチック・BCC, 32 パッド (LCC-32P-M15) 備 考 29 MB39A103 ■ 外形寸法図 プラスチック・TSSOP, 30 ピン (FPT-30P-M04) 7.80±0.10(.307±.004) "A" Details of "A" part 0~8° 1.10(.043) MAX 0.60±0.10 (.024±.004) +0.20 4.40 –0.10 6.40±0.10 +.008 .173 –.004 (.252±.004) INDEX 0.25(.010) 0.10±0.05 (.004±.002) 0.50(.020) 0.20±0.03 (.008±.001) 0.10(.004) 7.00(.276) C 0.3865(.0152) 0.127±0.03 (.005±.001) 0.90±0.05 (.035±.002) 0.3865(.0152) 2001 FUJITSU LIMITED F30007SC-1-1 単位:mm (inches) 注意:括弧内の値は参考値です。 (続く) 30 MB39A103 (続き) プラスチック・BCC, 32 パッド (LCC-32P-M15) 4.25(.167)TYP 0.50(.020)TYP 5.00±0.10(.197±.004) 25 0.80(.031)MAX (Mount height) 17 INDEX AREA 1 4.25(.167) TYP 0.50(.020) TYP 0.50±0.10 (.020±.004) 5.00±0.10 (.197±.004) 0.075±0.025 (.003±.001) (Stand off) 9 Details of "A" part 0.05(.002) 0.14(.006) MIN 9 C0.2(.008) 25 3.00(.118) REF "C" "A" "B" 3.00(.118)REF Details of "B" part 0.55±0.06 (.022±.002) 0.30±0.06 (.012±.002) C 0.50±0.10 (.020±.004) 17 1 Details of "C" part 0.55±0.06 (.022±.002) 0.55±0.06 (.022±.002) 0.55±0.06 (.022±.002) 0.55±0.06 (.022±.002) 2005 FUJITSU LIMITED C32067S-c-1-1 単位:mm (inches) 注意:括弧内の値は参考値です。 31 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 〒 163-0722 東京都新宿区西新宿 2-7-1 新宿第一生命ビル http://jp.fujitsu.com/fml/ お問い合わせ先 富士通エレクトロニクス株式会社 〒 163-0731 東京都新宿区西新宿 2-7-1 新宿第一生命ビル http://jp.fujitsu.com/fei/ 電子デバイス製品に関するお問い合わせは , こちらまで , 0120-198-610 受付時間 : 平日 9 時~ 17 時 ( 土・日・祝日 , 年末年始を除きます ) 携帯電話・PHS からもお問い合わせができます。 ※電話番号はお間違えのないよう , お確かめのうえおかけください。 本資料の記載内容は , 予告なしに変更することがありますので , ご用命の際は営業部門にご確認ください。 本資料に記載された動作概要や応用回路例は , 半導体デバイスの標準的な動作や使い方を示したもので , 実際に使用する機器での動作を保証するも のではありません。従いまして , これらを使用するにあたってはお客様の責任において機器の設計を行ってください。これらの使用に起因する損害な どについては , 当社はその責任を負いません。 本資料に記載された動作概要・回路図を含む技術情報は , 当社もしくは第三者の特許権 , 著作権等の知的財産権やその他の権利の使用権または実施 権の許諾を意味するものではありません。また , これらの使用について , 第三者の知的財産権やその他の権利の実施ができることの保証を行うもので はありません。したがって , これらの使用に起因する第三者の知的財産権やその他の権利の侵害について , 当社はその責任を負いません。 本資料に記載された製品は , 通常の産業用 , 一般事務用 , パーソナル用 , 家庭用などの一般的用途に使用されることを意図して設計・製造されてい ます。極めて高度な安全性が要求され , 仮に当該安全性が確保されない場合 , 社会的に重大な影響を与えかつ直接生命・身体に対する重大な危険性を 伴う用途(原子力施設における核反応制御 , 航空機自動飛行制御 , 航空交通管制 , 大量輸送システムにおける運行制御 , 生命維持のための医療機器 , 兵 器システムにおけるミサイル発射制御をいう), ならびに極めて高い信頼性が要求される用途(海底中継器 , 宇宙衛星をいう)に使用されるよう設計・ 製造されたものではありません。したがって , これらの用途にご使用をお考えのお客様は , 必ず事前に営業部門までご相談ください。ご相談なく使用 されたことにより発生した損害などについては , 責任を負いかねますのでご了承ください。 半導体デバイスはある確率で故障が発生します。当社半導体デバイスが故障しても , 結果的に人身事故 , 火災事故 , 社会的な損害を生じさせないよ う , お客様は , 装置の冗長設計 , 延焼対策設計 , 過電流防止対策設計 , 誤動作防止設計などの安全設計をお願いします。 本資料に記載された製品を輸出または提供する場合は , 外国為替及び外国貿易法および米国輸出管理関連法規等の規制をご確認の上 , 必要な手続き をおとりください。 本書に記載されている社名および製品名などの固有名詞は , 各社の商標または登録商標です。 編集 販売戦略部