ISL6410, ISL6410A ® 数据手册 特点 带有集成FET的单一同步降压稳压器 • 完全集成的同步降压稳压器 ISL6410,ISL6410A 是同步电流模式脉宽调制器，用来为 微控制器，微处理器，CPLD，,现场可编程门阵列，核心处 理器/BBP/MAC 和专用集成电路提供总的 DC-DC 解决方案。 对输入电压为 3.3V ± 10% 的应用可选择 ISL6410，对需要 5.0V ± 10%的应用应选择 ISL6410A。 • PWM额定输出电压选项 • ISL6410：-1.8V，1.5V或1.2V（VIN=3.3V） • ISL6410A：-3.3V，1.8V或1.2V（VIN=5.0V） • 连续输出电流 600mA • 超紧密DC-DC转换器设计 这种同步电流模式脉宽调制器集成了 N 通道和 P 通道功 率 MOSFET，提供预设管脚可编程输出。内部 MOSFET 的同 步整流在减少外部元件数量的同时，可达到更高的效率。 750KHz 的典型工作频率允许使用小的电感和电容值。该器件 • 通过小陶瓷输出电容保持稳定性 • 高转换效率 • 扩展的电路保护和监控特性 能和范围在 500KHz 到 1MHz 的外部时钟信号同步。当输出 − 过压，UVLO 电压降低超出规定的极限值，将会产生一个电源良好的信号 − 过流 PG。其他的特点包括过流保护和热过载关闭。 − 热关闭 ISL6410,ISL6410A 采用 MSOP 10 引线封装。 • 采用MSOP和QFN封装 • QFN封装： 订购信息表 元件号码* ISL6410IR ISL6410IRZ （注） ISL6410IU ISL6410IUZ （注） ISL6410AIR ISL6410AIRZ （注） ISL6410AIU ISL6410AIUZ （注） FN9149.3 2004年09月17日 温度范围 （℃） -40 到 85 -40 到 85 -40 到 85 -40 到 85 -40 到 85 -40 到 85 -40 到 85 -40 到 85 封装 16 引脚 4 × 4QFN 16 引脚 4 × 4QFN （无铅） 10 引脚 MSOP 10 引脚 MSOP （无铅） 16 引脚 4 × 4QFN 16 引脚 4 × 4QFN （无铅） 10 引脚 MSOP 10 引脚 MSOP （无铅） PKG. DWG. # L16. 4 × 4 L16. 4 × 4 M10.118 M10.118 L16. 4 × 4 L16. 4 × 4 M10.118 M10.118 *加后缀“-T”，“-TK”或“-T5K”区分盘状和卷状封装。 注：Intersil 公司的无铅产品采用了特殊的无铅材料：模塑料/冲模附着材 料与 100%的无光泽镀锡板终端涂复层，可进行锡铅与无铅焊接操作。 Intersil 公司的无铅产品在无铅峰值回流温度下经过 MSL 分类，可达到或 超过 IPC/JEDEC J STD-020 标准的要求。 1 − 外形依照JEDEC PUB95 MO-220 QFN(方形扁平无引脚) 封装 − 接近芯片尺寸的封装面积，提高了PCB板的利用率，侧 面积较小 • 无铅封装 应用 • CPU，DSP，CPLD，FPGA • 专用集成电路 • DVD和DSL应用 • WLAN网卡 • 一般的5V到3.3V的转换 引脚图 注意：这些器件对静电放电比较敏感；请遵守正确的IC操作规程。 1-888-INTERSIL 或 321-724-7143|Intersil (和设计)是Intersil Americas Inc的注册商标。 版权 © Intersil Americas Inc. 2006，本公司保留一切权利。 文中提到的所有其他商标均归其持有者个人所有。 ISL6410, ISL6410A MSOP型功能模块图 注： 1. ISL6410 的 VIN 是 3.3V，ISL6410A 的 VIN 是 5.0V。 2. 上图中的 VSET 脚接 VIN，因此 ISL6410 的 VOUT 为 1.8V，ISL6410A 的 VOUT 为 3.3V。 2 ISL6410, ISL6410A QFN 型功能模块图 注：1. ISL6410 的 VIN 是 3.3V，ISL6410A 的 VIN 是 5.0V。 2. 上图中的 VSET 脚接 VIN，因此 ISL6410 的 VOUT 为 1.8V，ISL6410A 的 VOUT 为 3.3V。 3 ISL6410, ISL6410A 典型应用示意图 4 ISL6410, ISL6410A 热信息 极限参数 电源电压VCC 同步，反馈 ，VSET和使能输入（注3） ESD分类（人体模型） -0.3V到+6.0V -0.3V到VCC +0.3V 2级 热阻（典型值） MSOP封装（注4） QFN封装（注4，5） 最大结点温度（塑料封装） 最大储存温度范围 最大引线温度（10s,低温焊接） 环境温度范围 结点温度范围 θJA(℃/W) θJC(℃/W) 128 NA 45 7.5 150℃ -65℃到150℃ 260℃ -40℃到85℃ -40℃到125℃ 注意：强度超出所列的极限参数可能导致器件的永久性损坏。这些仅仅是极限参数，并不意味着在极限条件下或在任何其它超出推荐工作条件所示参数的情况下器件能有 效工作。 注： 3. 所有电压都为对地电压。 4. θJA 是在空气条件下，元件直接安装在高效导热性系数的测试板上测量得到的。参考技术摘要 TB379。 5. 对θJC，“外壳温度”指的是外壳下面的暴露在外的金属垫片中心的温度。 电气指标 所有规格在 VIN=3.3V ± 10%（ISL6410）或 5V ± 10%（ISL6410A），TA=25℃的条件下，除非另有说明（注 6）。 参数 测试条件 最小值 典型 最大值 值 VCC 电源 3.0 3.3 3.6 电源电压范围 VIN（ISL6410） 4.5 5.0 5.5 VIN（ISL6410A） 2.62 2.68 2.73 输入 UVLO 阈值 VTR（ISL6410）升高 2.53 2.59 2.64 VTF（ISL6410）降低 4.27 4.37 4.45 VTR(ISL6410A)升高 4.1 4.22 4.32 VTF(ISL6410A)降低 2.3 IOUT=0mA 瞬时电源电流 5 10 关断电源电流 EN=GND,TA=25℃ 10 15 EN=GND,TA=85℃ 150 热关闭温度（注 7） 上限阈值 20 25 热关闭迟滞（注 7） 同步降压 PWM 稳压器 ISL6410,VSET=L 1.2 输出电压 ISL6410,VSET=H 1.8 ISL6410,VSET=OPEN 1.5 ISL6410A,VSET=L 1.2 ISL6410A,VSET=H 3.3 ISL6410A,VSET=OPEN 1.8 -1.5 +1.5 输出电压精度 IOUT=3mA,TA=-40℃到 85℃ -0.5 +0.5 IOUT=3mA 电源电压调整率 -1.5 +1.5 负载调整率 IOUT=3mA 到 600mA 600 最大输出电流 700 1300 峰值输出电流极限 PMOS rDS (ON) IOUT=200mA 230 NMOS rDS (ON) IOUT=200mA 230 92 IOUT=200mA, VIN=3.3V, VO=1.8V(ISL6410) 效率 93 IOUT=200mA, VIN=5.0V, VO=3.3V(ISL6410A) 效率 91 IOUT=600mA, VIN=5.0V, VO=3.3V(ISL6410A) 效率 5.5 软启动时间 4096 个时钟周期@750kHz 振荡器 620 750 860 振荡器频率 500 1000 频率同步范围（fSYNC） SYNC 脚的时钟信号 70 SYNC 高电平输入电压 占 VIN 的百分比 30 SYNC 低电平输入电压 占 VIN 的百分比 -1 1 SYNC 输入漏放电流 SYNC=GND 或 VIN 20 60 外部时钟信号的占空比（注 7） PGOOD(ISL6410 接 3.3V 逻辑电平，ISL6410A 接 5.0V 逻辑电平) 5 单位 V V V V V V mA µA µA ℃ ℃ V V V V V V % % % mA mA mΩ mΩ % % % ms kHz kHz % % µA % ISL6410, ISL6410A 参数 测试条件 1mA 最小吸收/源电流 上升阈值 下降阈值 上升/下降迟滞 使能端 EN 高电平输入电压 EN 低电平输入电压 EN 输入漏放电流 过压 过压阈值 复位电路指标 复位（复位释放） 复位（复位启动） 复位上升阈值 复位下降阈值 复位（复位释放） 复位（复位启动） 复位上升阈值 复位下降阈值 复位迟滞阈值 复位迟滞阈值 复位有效时间（注 8） VSET VSET 高电平输入 VSET 低电平输入 VSET 开放电平输入 占 VIN 的百分比 占 VIN 的百分比 EN=GND 或 VIN ISL6410, ISOURCE=500µA, VIN=2.90V ISL6410, ISINK=1.2mA, VIN=2.50V ISL6410 ISL6410 ISL6410A, ISOURCE=800µA, VIN=4.70V ISL6410A, ISINK=3.2mA, VIN=4.10V ISL6410A ISL6410A ISL6410 ISL6410A CT=0.01mF 最小值 典型 值 8.0 -8.0 1 最大值 单位 +10.5 -5.0 - % % % 70 -1 - 30 1 % % µA 27 30 33 % 0.8VIN 2.74 2.72 0.8VIN 4.5 4.47 - 2.78 2.77 4.58 4.55 20 30 25 0.3 2.81 2.79 0.4 4.64 4.61 - V V V V V V V V mV mV ms VIN-0.4V - - 0.4 V V V +5.0 -10.5 - VIN/2 注：6. -40℃到 85℃下的规格由设计保证，未经产品测试。 7. 由设计保证，未经产品测试。 8. 复位超时周期与 CT 呈线性关系,斜率为 2.5ms/nF，因此，10nF 的电容提供的时间为 25ms。 6 ISL6410, ISL6410A 引脚描述 控制回路具有内部补偿功能，因此，减少了外部元件的个 VIN - 芯片的供给电压。建议尽可能靠近芯片放置 1μF 的去耦 数。 电容。 开关电流有内部感应，且最大电流极限的峰值为 1300 mA GND - PWM 控制器级小信号接地。所有的内部控制电路都参考 。 这只管脚。 PG - 电源良好是一个漏极开路输出。应在 PG 和 VIN 脚之间连 一个上拉电阻，当输出电压达到额定值的 94.5%时，它可以维 同步 转换器的典型工作频率是 750kHz。当一个外部信号加到 持有效的高电平。 SYNC 脚时，转换器可能与范围在 500kHz 到 1000kHz 之内的外 FB - 用来检测输出电压的反馈管脚，正常工作时与 VOUT 相连 部时钟频率实现同步。器件会自动检测并与第一个时钟脉冲的 。 上升沿同步。如果时钟信号停止，转换器会自动转换回内部时 VSET - 本管脚用来设置输出电压。详细内容请参考表 1。 钟并不中断地继续工作。如果在 SYNC 脚上持续 4 个时钟周期 都没有上升沿触发器出现，上面的转换将被启动。 软启动 当 EN（使能）脚接高电平，软启动功能将产生一个内部 电压斜度。这使得启动电流缓慢升高，预防了输出电压过冲和 高突入电流。750kHz 的转换频率下，软启动持续时间的典型值 SYNC - 本管脚用来同步。转换器的开关频率与外部 CMOS 时 是 5.5ms。当软启动完成时，误差信号放大器将与内部电压基 钟信号同步，范围是 500kHz 到 1MHz。 准直接相连。 EN - 25℃下， 逻辑高电平启动转换器，逻辑低电平使器件关闭 ，电源电流减少到小于 10μA。本管脚通过一个 10K 的电阻接 至 VCC。 使能端 EN 脚接逻辑低电平可迫使 PWM 段关闭。在关闭模式下 L - 本管脚是内部功率 MOSFET 的漏结，和外部电感相连接。 ，PWM 所有主要的部件，包括电源开关，驱动器，电压基准和 PGND - 电源接地。将所有电源接地线连接至该管脚。 震荡器都被断开。 PVCC - 该管脚为内部 MOSFET 提供输入供给。建议尽可能靠 近 IC 放置 1μF 去耦电容器。 CT - 定时电容连接，可为 RESET 信号设置 25ms 的最小脉冲 欠电压锁定电路可防止 VIN 上电压小于电气指标中输入 UVLO 门限的规定值时，转换器启动。 宽度。 RESET 欠电压锁定 - 监视 VIN 的复位监控电路的输出。当电源电压低于 预设的门限，集成电路维持 RESET 信号，并在 VCC（VIN） 超过复位门限时保持它至少 25ms。输出是推挽式的。当微处理 器复位时， RESET 为低电平。PWM 继续工作直到 VIN 降至 电源良好 在 PWM 启动且 VOUT 在其最后典型值的 8.0%范围内时， 本输出应为高电平，当超出这一范围时为有效低电平。不使用 时，输出变为有效低电平。建议不使用时，PG 脚悬空。 UVLO 门限以下。 PWM 过压和过流保护 功能描述 PWM 输出电流在每个 PWM 周期结束时被采样，超出过 ISL6410，ISL6410A 是带有集成 N 通道和 P 通道功率 流限制时，导致一个 4 位的可逆计数器增加一个最低有效位。 MOSFET 的同步降压稳压器，并提供预设管脚可编程的输出。 正常电流状态导致计数器减少一个最低有效位（计数器不会一 内部 MOSFET 的同步整流可达到更高的效率和减少外部元件的 直翻转或记数低于 0000）。 数量。750kHz 的典型工作频率允许使用小的电感和电容值。器 当 PWM 出现过流时，计数器很快达到 1111，且 PWM 输 件可以与范围在 500kHz 到 1MHz 之间的外部时钟信号实现同 出被关闭，软启动计数器复位。16 个时钟后，PWM 输出起动 步。PG 端指示了 PWM 的正常输出。 ，软启动周期也开始了。 PWM 是基于带内部斜率补偿的峰值电流模式控制拓扑结 构。在每个时钟周期的开始，高边 P 通道 MOSFET 被打开。电 感中的电流逐渐变大，并被内部电路感应到。超过预置的极限 时，高边开关断开，导致 PWM 比较器跳闸。这种情况发生在 输出电压调节或电感电流达到电流极限时。在防止电流冲击的 一段最小停滞时间之后，低边 N 通道 MOSFET 导通，电流逐渐 降低。当时钟周期完成后，低边开关断开，下一个时钟周期启 动。 7 如果 VOUT 超过过压极限 32 个连续不断的时钟周期， PWM 输出被切断，软启动周期开始。 ISL6410, ISL6410A 无负载工作 D=运行周期 由于它们的低 ESR 值，陶瓷电容很受欢迎。和钽电容相 如果输出没有连接负载，转换器将调整输出电压，允许电 比，它们对电压瞬变也不很敏感。为实现最佳性能，最好把输 感电流反向一小段时间。 入电容放置在尽可能接近 IC 的输入脚的位置。 输出电容选择 为了实现最好的性能，我们需要一个低 ESR 的输出电容。 电感选择 输出电压低于 1.8V 要求有一个大的输出电容和 ESR 的值，以 ISL6410 是一个内部补偿器件，因此，对于 ISL6410，必 提高转换器的性能和稳定性。在 1.8V 输出的应用下，我们要求 须使用最小值为 8.2μH 的电感，对于 ISL6410A 必须使用最小 有 ESR ≤ 50mΩ的 10μF 的陶瓷电容或更高的电容值。 值为 12μH 的电感。选择的电感必须有低的直流电阻，和比最 RMS 脉动电流计算如下： IRMS（Co） = VO × Vo 1− Vin L× f × 大电感电流值更大的饱和电流，可由下面的等式计算： Vo dIL = Vo × Vin L× f 1 1− 2× 3 L =电感值 f =转换频率 IL max = Io max + 全部的输出脉动电压是由输出电容 ESR 和输出电容充放电 导致的电压峰值信号的总和： 其中 Vo 1− 1 ∆Vo = Vo × Vin × ( + ESR) L× f 8 × Co × f dIL=峰峰值电感电流 这里，最高的输出电压峰值信号发生在有最高输入电压 dIL 2 L=电感值 f =转换频率 ILmax=最大电感电流 VIN 时。 输入电容选择 降压转换器的输入电流是脉冲的，因此，要求有一个低 ESR 的输入电容。这导致良好的输出电压，它可以过滤和使其 布局考虑 在所有的开关电源设计中，布线是设计过程中很重要的一 对其他电路的干扰减到最小。输入电容应该有 10μF 的最小值 步，特别是在是在高峰值电流和转换频率下。不当的线路布局 ，选择更高的值可以提高输入电压过滤。输入电容应适用于最 将造成稳定性和电磁干扰的问题。我们建议主要的电流通路使 小输入脉动电流，计算如下： 用宽和短的路径。输入电容应放置在尽可能靠近 IC 脚的位置。 IRMS = Io(max) × Vo Vo × (1 − ) Vin Vin 最坏情况下的 RMS 脉动电流发生在 D=0.5，计算为： Irms=Io/2. 8 这同样适用于输出电感和电容。模拟接地，GND，和电源接地 ，PGND，需要区分开来，在一个结点处连接，以使地面噪声 的影响减到最小。 ISL6410, ISL6410A 典型性能曲线图 9 ISL6410, ISL6410A 典型性能曲线图(续) 10 ISL6410, ISL6410A 典型性能曲线图(续) 11 ISL6410, ISL6410A 方形扁平无引线塑料封装（QFN） 微引线构造塑料封装（MLFP） 12 ISL6410, ISL6410A 小体积塑料封装（MSOP） Intersil公司所有产品的制造，组装和测试都采用ISO9000质量体系标准。 查阅Intersil公司的质量证明书，请登陆www.intersil.com/design/quality. Intersil的产品仅跟说明书一致。Intersil公司保留在任何时候，不事先通知的情况下修改电路设计，软件和/或说明书的权利。因此，提醒读者在订货前注意检查数据手册的时效性。Intersil提供的信息 是准确可靠的。但是，Intersil或其子公司不对它的使用承担任何责任；也不对使用它可能产生的任何侵犯专利权或第三方其他权利的行为承担任何责任。除非有Intersil或其子公司的专利证书或专利 权，Intersil不会隐含授予任何许可证。 关于Intersil公司和产品的更多信息，请浏览：www.intersil.com 13