nr121e ds jp

3A, 18V, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ
NR120E
シリーズ
Nov./10/2015
パッケージ
概要
NR120E シリーズは、パワーMOSFET 内蔵の降圧スイッ
チングレギュレータ IC です。電流制御方式により、セラミ
ックコンデンサのような超低 ESR のコンデンサに対応し
ます。過電流保護(OCP)、低入力禁止(UVLO)、過熱保
護(TSD)等の保護機能を有しています。起動時の突入
電流を防ぐためソフトスタート機能を有しています。コン
デンサを接続することで、ソフトスタート時間を設定でき
ます。外部信号でオンオフできる機能を有しており、EN
端子に外部から信号を入力することで、IC をターンオン/
ターンオフできます。位相補償回路を内蔵し、外付けの
位相補償用部品は不要です。放熱性に優れた裏面ヒー
トスラグ付きの小型薄型の SOIC 8 ピンパッケージで供
給されます。
特長と利点
 Exposed SOIC 8
裏面ヒートスラグ付面実装 8 ピンパッケージ
主要スペック
 最大効率 94％
 電流モード型 PWM 制御
 出力にセラミックコンデンサのような
低 ESR コンデンサの使用に対応
 保護回路を内蔵
過電流保護 (OCP) 垂下型自動復帰
過熱保護内蔵 (TSD) 自動復帰
低入力時誤動作防止回路（UVLO）
 位相補償回路を内蔵 外付け部品不要
 外付けコンデンサによる Soft-Start
 ON/OFF 機能




入力電圧 VIN = 4.5V～18V
出力電圧 VO = 0.8V～14V
最大出力電流 IO = 3A
動作周波数: 350kHz
アプリケーション
 LCD-TV
 Blu-Ray
 デジタル家電用スタンバイ電源
標準接続図
C1, C2: 10μF / 25V
C4, C5: 22μF / 16V
C7: 0.1μF
C3: 0.1μF
Rev.1.1
R1: 100kΩ
L1: 10μH
R3: 22Ω(*Option)
R4: 8.2 kΩ, R5: 4.3kΩ (Vo=3.3V)
R6: 3.9kΩ
D1: SJPB-L4(サンケン)
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3A, 18V, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ
NR120E
シリーズ
Nov./10/2015
シリーズラインアップ
製品名
fSW
NR121E
(1)
(2)
VIN
350kHz
VO
(1)
4.5V to 18V
0.8V to 14V
IO
(2)
3A
入力電圧の最小値は、4.5V もしくは VO+3V のどちらか大きい値とする
入出力条件は最小 ON 時間により制限されます。
絶対最大定格
項目
直流入力電圧
記号
規格値
単位
VIN
20
V
30mm×30mm ガラスエポキ
シ基板実装時(銅箔エリア
25mm×25mm)Max Tj=150℃
許容損失
(3)
PD
1.76
W
接合部温度
(4)
TJ
40 to 150
°C
保存温度
TS
40 to 150
°C
熱抵抗 1
(接合- 4 番ピン)
θJP
26
°C /W
熱抵抗 2
(接合-周囲)
θJC
71
°C /W
(3)
(4)
条件
30mm×30mm ガラスエポキ
シ基板実装時(銅箔エリア
25mm×25mm)Max Tj=150℃
過熱保護により制限。
過熱保護検出温度は約 160℃となる。
推奨動作条件
項 目
直流入力電圧
規 格 値
記 号
(5)
単 位
MIN
MAX
VIN
Vo+3
18
V
Io
0
3.0
A
Vo
0.8
14
V
Top
40
85
°C
条件
(6)
直流出力電流
(7)
出力電圧
動作周囲温度
(5)
(6)
(7)
(7)
入力電圧の最小値は、4.5V もしくは VO+3 V のどちらか大きい値とする。
VIN = VO+1～VO+3V の場合は IO = 2A MAX となります。
推奨回路図は応用回路例を参照してください。
熱減定格以内で使用する必要があります。
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NR120E
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電気的特性
Ta = 25°C
項 目
設定基準電圧
出力電圧温度係数
動作周波数
規 格 値
記 号
NR121E
単 位
MIN
TYP
MAX
VREF
0.784
0.800
0.816
⊿VREF/⊿T
―
±0.05
―
350
420
fSW
280
ラインレギュレーション
(8)
VLine
―
50
―
ロードレギュレーション
(8)
VLoad
―
50
―
過電流保護開始電流
IS
3.1
無負荷時回路電流
IIN
―
IIN(off)
0
Low 時流出電流
IEN/SS
6
開放電圧
VSSH
流入電流
静止時回路電流
SS 端子 *7
EN 端子
オンスレシュ電圧
最大 ON デューティー
(8)
測定条件
V
VIN = 12V，Io = 1.0A
V = 12V, Io = 1.0A
mV/°C IN
40℃ to +85°C
VIN=12V, Vo=3.3V,
kHz
Io=1A
VIN = 6.3V～18V,
mV
Vo = 3.3V, Io = 1A
VIN = 12V, Vo = 3.3V,
mV
Io = 0.1A～3.0A
6.0
A
―
mA
10
μA
10
14
μA
VIN = 12V, Vo = 3.3V
VIN= 12V
VEN=10kΩ pull up to VIN
VIN=12V, Io=0A,
VEN=0V
VSS=0V, VIN=12V
―
3.0
―
V
VIN=12V
IEN
―
50
100
μA
VEN= 10V
VC/EH
0.7
1.4
2.1
V
VIN=12V
DMAX
―
90
―
%
TON(MIN)
―
150
―
nsec
6
(8)
最小 ON 時間
(9)
過熱保護開始温度
(8)
TSD
151
165
―
°C
過熱保護復帰ヒステリシス
(8)
TSD_hys
―
20
―
°C
(8)
(9)
設計保証値です。
入出力条件は最小 ON 時間により制限されます。
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代表特性
NR121E 代表特性例
効率
VO = 3.3V, L=10uH
100
Efficiency [%]
95
90
85
80
75
VIN=8V
70
VIN=12V
65
VIN=18V
60
0
0.5
1
1.5
2
Output Current : Io [A]
2.5
3
VO = 5V, L=10uH
100
Efficiency [%]
95
90
85
80
75
VIN=8V
70
VIN=12V
VIN=18V
65
60
0
Rev.1.1
0.5
1
1.5
2
Output Current : Io [A]
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2.5
3
4
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NR121E 代表特性例
過電流保護特性
出力電圧立上り
VO=3.3V
VO=3.3V, Load = Constant Resistance, IO=0.5A
4
Output Voltage Vo [V]
Output Voltage Vo [V]
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
3
2
VIN=8V
VIN=12V
VIN=16V
1
0
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
0
1
2
Input Voltage : VIN [V]
Switching Frequency [kHz]
Output Voltage Vo [V]
VIN=8V
VIN=12V
3.33
VIN=18V
3.31
3.29
3.27
3.25
2
400
390
380
VIN=8V
370
VIN=12V
360
VIN=18V
350
340
330
320
310
300
3
0
Output Current : Io [A]
1
VO=3.3V
VEN=0V
7.0
9.0
Supply Current [mA]
Shutdown Supply Current
[μA]
3
無負荷時回路電流: IIN
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
1.0
0.0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0.0
0
2
4
Input Voltage : VIN [V]
Rev.1.1
2
Output Current : Io [A]
オフ時回路電流: IIN(off)
10.0
5
VO=3.3V
VO=3.3V
3.35
1
4
動作周波数: fSW
出力電圧変動: VLoad
0
3
Output Current : Io [A]
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6
8
10
12
14
16
18
Input Voltage : VIN [V]
5
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ブロックダイアグラム
ピン配置 & 端子機能
ピン配置
端子機能
端子番号
記号
1
BS
2
IN
3
SW
4
GND
5
FB
6
NC
7
EN
8
SS
Rev.1.1
機能
ハイサイドブースト入力端子
BS 端子は、ハイサイド MOSFET のドライブ電力を供給します。
コンデンサと抵抗を SW 端子と BS 端子間に接続してください
入力端子
IC に電力を供給します
出力端子
出力電力を供給します
出力用 LC フィルタを SW 端子に接続してください
SW 端子と BS 端子間に、ハイサイド MOSFET へ電力供給するコンデンサが必要です
グランド端子
裏面ヒートスラグは、グランド端子に接続してください。
基準電圧と出力電圧を比較するフィードバック端子
フィードバック閾値電圧は 0.8V です。
FB 端子を分圧抵抗 R4,R5 と R6 の間に接続して出力電圧を設定してください
未使用端子
イネーブル入力端子
EN 端子を High でレギュレータをオン、Low でオフします
ソフトスタート端子
SS 端子とグランド間にコンデンサ接続することで、ソフトスタートを設定できます
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外付け部品設計ガイド
(1)ダイオード D1
・ダイオードには、必ずショットキーバリアダイオードを使用して下さい。
ファーストリカバリダイオードを使用した場合、リカバリおよびオン電圧による逆電圧印加により IC を破壊する
恐れがあります。
(2)チョークコイル L1
・チョークコイルの巻き線抵抗が大きい場合、効率が低下し、規格値に達しない場合があります。
・過電流保護開始電流が約 4A のため、過負荷・負荷短絡時の磁気飽和によるチョークコイルの発熱に
注意願います。
(3)コンデンサ C1(C2)，C4(C5)，C7
・C1 (C2)，C4 (C5) には大きなリップル電流が流れますので、スイッチング電源用高周波低インピーダンス品を
ご使用下さい。
特に C4 (C5) のインピーダンスが高い場合、低温時にスイッチング波形に異常を起こすことがあります。
・C7 はソフトスタート用コンデンサです。出力電圧のオーバーシュート、ラッシュ電流を抑制致します。
(4)抵抗 R4, R5, R6
・R4, R5, R6 は出力電圧を設定する抵抗です。IADJ が 0.2mA 程度となるよう設定して下さい。
R4, R5, R6 の値を求める式は以下のようになります。
R 4  R5 
VO  VFB  VO  0.8 ，R 6 
I ADJ
0.2  103
VFB
0.8

≒ 4.0k  
I ADJ
0.2  103
------- (1)
最適な動作環境とするためには、各部品を最短で接続することが必要です
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熱減定格
注記
1) ガラスエポキシ基板 30×30mm
2) 銅箔エリア 25×25mm
3) 熱減定格は、ジャンクション温度 125°C で算出しています。
4) 損失は下記式を使って求めます。効率は、入力電圧、出力電流によって変化する為、効率曲線より求め、
パーセント表示のまま代入します。
5) D1 の熱設計は別途行う必要があります。

 100 
V
PD  VO  I O 
 1  VF  I O 1  O
 x

 VIN




VO: 出力電圧
VIN: 入力電圧
IO: 出力電流
ηx: 効率(%)
VF:
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D1 順方向電圧
SJPB-L4…0.55V(IO=3A)
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参考 PCB レイアウト & 推奨ランドパターン
(1) GND ラインは 4 番端子を中心にした 1 点 GND 配線とし、各部品を最短で配置することが必要です。
(2) パッケージの裏面ヒートシンクにつながる GND の銅箔面積を大きくすることで、放熱効果が上がります。
PCB レイアウト表面: 部品面（両面基板）
PCB レイアウト裏面: GND 面（両面基板）
デモボード回路図(他シリーズ共用)
NR121E
※デモボード回路図の部品番号は､当該基板が NR110､NR120､NR880 シリーズ共用のため､前述の応用回路例
などと一部一致しません｡予めご了承ください｡NR120 シリーズにおいて､C9,R9,C10 は使用しません｡
また、D2,R3,R8,R10,C11,C12 はオプションです｡
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注記
PCB サイズ: 60mm × 60mm
0.61 (0.024)
1.27 (0.050)
1.60 (0.063)
2.35 (0.092)
5.40 (0.213)
3.24 (0.127)
注記
1) 寸法: mm ( inch )
2) 図は一定の縮尺で描かれていません
推奨ランドパターン
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外形図
Exposed SOIC8 パッケージ
6.918(0.244)
5.893(0.232)
2.16±0.127
(0.085±0.005)
3.89 (0.153)
3.73 (0.147)
0.508(0.020)
0.330(0.130)
3.18±0.127
(0.120±0.005)
Top view
Bottom view
4.902±0.102
(0.193± 0.004)
1.448±0.05
(0.057±0.002)
1.27(0.050) BSC
0.102(0.004)
0.1524(0.006 )
0.000(0.000)
Front view
Side view
注記
1)寸法表記 mm (inch)
2)図は一定の縮尺で描かれていません
3) Pbフリー(RoHS対応)
捺印仕様
NR121E
SKYMW
製品名
ロットナンバー
Y=西暦年号下一桁(0-9)
M=製造月(1-9, O, N, or D)
W=製造週(1-3)
XXXX
管理ナンバー
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使用上の注意
保管環境、特性検査上の取り扱い方法によっては信頼度を損なう要因となるので、注意事項に留意してください。
保管上の注意事項
 保管環境は、常温（5～35°C）、常湿（40～75%）中が望ましく、高温多湿や温湿度変化の大きな場所を避けてください
 腐食性ガスなどの有毒ガスが発生しない、塵埃の尐ない場所で、直射日光を避けてください
 長期保管したものは、使用前にはんだ付け性やリードの錆等について再点検してください
特性検査、取り扱い上の注意事項
 受入検査などで特性検査を行う場合は、測定器からのサージ電圧の印加、端子間ショートや誤接続などに十分注意
してください｡また定格以上の測定は避けてください
はんだ付け方法
 はんだ付けの際は、下記条件以内で、できるだけ短時間に作業してください
・リフロー
: 予備加熱 : 180°C / 90±30s
本加熱 : 250°C / 10±1s (260°C peak, 2 回)
・フロー
: 260 +0°C 10°C/ 10±1s (2 回)
・はんだごて: 380±10°C / 3.5±0.5s (1 回)
静電気破壊防止のための取扱注意
 製品を取り扱う場合は、人体アースを取ってください。人体アースはリストストラップなどを用い、感電防止のため、1MΩ
の抵抗を人体に近い所へ入れてください
 デバイスを取り扱う作業台は、導電性のテーブルマットやフロアマット等を敷き、アースを取ってください
 カーブトレーサーなどの測定器を使う場合、測定器もアースを取ってください
 はんだ付けをする場合、はんだごてやディップ槽のリーク電圧が、製品に印加するのを防ぐため、はんだごての先やデ
ィップ槽んのアースをとってください
 製品を入れる容器は、弊社出荷時の容器を用いるか、導電性容器やアルミ箔などで、静電対策をしてください
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注意書き
 本資料に記載されている内容は、改良などにより予告なく変更することがあります。
ご使用の際には、最新の情報であることを確認してください。
 本書に記載されている動作例および回路例は、使用上の参考として示したもので、これらに起因する弊社も
しくは第三者の工業所有権、知的所有権、その他の権利の侵害問題について弊社は一切責任を負いませ
ん。
 弊社は品質、信頼性の向上に努めていますが、半導体製品では、ある確率での欠陥、故障の発生は避けら
れません。部品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害などが発生しないよう、使用者
の責任において、装置やシステム上で十分な安全設計および確認を行ってください。
 本書に記載されている製品は、一般電子機器(家電製品、事務機器、通信端末機器、計測機器など)に使用
することを意図しています。
高い信頼性が要求される装置(輸送機器とその制御装置、交通信号制御装置、防災･防犯装置、各種安全
装置など)への使用を検討する場合は、必ず弊社販売窓口へ相談してください。
極めて高い信頼性を要求する装置（航空宇宙機器、原子力制御、生命維持のための医療機器など）には、弊
社の文書による合意がない限り使用しないでください。
 弊社の製品を使用、またはこれを使用した各種装置を設計する場合、定格値に対するディレーティングをど
の程度行うかにより、信頼性に大きく影響します。
ディレーティングとは信頼性を確保または向上するため、各定格値から負荷を軽減した動作範囲を設定した
り、サージやノイズなどについて考慮することです。ディレーティングを行う要素には、一般的には電圧、電流、
電力などの電気的ストレス、周囲温度、湿度などの環境ストレス、半導体製品の自己発熱による熱ストレスが
あります。これらのストレスは、瞬間的数値、あるいは最大値、最小値についても考慮する必要があります。
なおパワーデバイスやパワーデバイス内蔵 IC は、自己発熱が大きく接合部温度のディレーティングの程度
が、信頼性を大きく変える要素となりますので十分に配慮してください。
 本書に記載している製品の使用にあたり、本書記載の製品に他の製品・部材を組み合わせる場合、あるい
はこれらの製品に物理的、化学的、その他何らかの加工・処理を施す場合は、使用者の責任においてそのリ
スクを検討の上行ってください。
 本書記載の製品は耐放射線設計をしていません。
 弊社物流網外での輸送、製品落下などによるトラブルについて、弊社は一切責任を負いません。
 本書記載の内容を、文書による当社の承諾なしに転記複製を禁じます。
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