LTM EN55022B準拠の 36VIN、15VOUT、5A DC/DC μModuleレギュレータ

(1)

LTM4612

1

4612fb

標準的応用例

7V∼36V入力の5V/5A超低ノイズμModuleレギュレータ 24V_入力、5V/5A_{出力での放射妨害波スキャン} FREQUENCY (MHz) 30 dBµV/m 30 70 128.1226.2324.3 10 60 20 0 –10 50 40 422.4 520.5618.6716.7814.8912.91010 EN55022 CLASS B LIMIT

4612 TA01b EN55022 CLASS B LIMIT PGOOD RUN COMP INTVCC DRVCC fSET TRACK/SS FCB MARG0 MARG1 MPGM VOUT VFB VIN 0.01µF 10µF 100pF COUT VOUT 5V 5A CIN VIN 7V TO 36V PLLIN CLOCK SYNC LTM4612 SGND VD PGND MARGIN CONTROL 100k 2M 13.7k 392k 5% MARGIN 4612 TA01

EN55022B

_準拠の

36V

_IN

_、15V

_OUT

_、5A

DC/DC μModule

_{レギュレータ}

特長

■ 完全な低EMIスイッチモード電源 ■ EN55022クラスB準拠 ■ 広い入力電圧範囲：5V∼36V ■ 出力電圧範囲：3.3V∼15V ■ 5AのDC出力電流、7Aのピーク出力電流 ■ 低い入出力換算ノイズ ■ 出力電圧トラッキングおよびマージニング ■ マージニングに追従するパワーグッド ■ PLL周波数同期 ■ セットポイント精度： 1.5% ■ 電流フォールドバック保護（起動時にディスエーブル） ■ 並列接続/電流配分 ■ 超高速過渡応答 ■ 電流モード制御 ■ プログラム可能なソフトスタート ■ 出力過電圧保護 ■ 動作温度範囲：−55℃～125℃（LTM4612MPV） ■ 実装面積が小さく、高さの低い（15mm×15mm×2.8mm）表面実装LGAパッケージ

アプリケーション

■ テレコムとネットワーク機器 ■ 産業用およびアビオニクス機器 ■ RFシステム

概要

LTM®_{4612はEN55022クラスB認証済み、高電圧入力、出力} 5AのスイッチモードDC/DC電源で、スイッチング･コントローラ、パワーFET、インダクタおよび全てのサポート部品をパッケージに搭載しています。5V∼36Vの入力電圧範囲で動作し、3本の抵抗で設定される3.3V∼15Vの出力電圧範囲が可能です。また、入力と出力にバルク･コンデンサを使用するだけで設計を完成させることができます。高いスイッチング周波数とアダプティブ･オン時間電流モード･アーキテクチャにより、安定性を損なうことなく、入力および負荷の変動に対する高速過渡応答を実現します。内蔵入力フィルタ回路とノイズ･キャンセル回路は低ノイズ・カップリングを実現し、電磁干渉（EMI）を実質的に低減します（図4と図8を参照）。さらに、このDC/DC μModule®_{レギュレー} タは外部クロックと同期可能なので、望ましくない周波数の高調波を低減することができます。また、PolyPhase®_{動作が可能} なので、大きな負荷電流を供給できます。 LTM4612は省スペースで熱特性が改善された15mm 15mm 2.8mmのLGAパッケージで供給されます。このパッケージはPCボード底面の未使用スペースを利用できるので、高部品密度のポイントオブロード･レギュレーションが可能です。 LTM4612は鉛（Pb）フリー、RoHS準拠です。 L、LT、LTC、LTM、Linear Technology、Linearのロゴ、PolyPhaseおよびμModuleはリニアテクノロジー社の登録商標です。LTpowerCADはリニアテクノロジー社の商標です。その他すべての商標の所有権は、それぞれの所有者に帰属します。

(2)

LTM4612

2

4612fb

ピン配置

MARG1 DRVCC VFB PGOOD SGND NC NC NC FCB V_IN BANK 1 V_D PGND BANK 2 V_OUT BANK 3 fSET MARG0 RUN COMP MPGM PLLIN INT VCC TRACK/SS LGA PACKAGE 133-LEAD (15mm × 15mm × 2.8mm) TOP VIEW SGND 12 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A B C D E F G H J K L M TJMAX = 125°C, θJA = 15°C/W, θJC = 6°C/W θJA DERIVED FROM 95mm × 76mm PCB WITH 4 LAYERS

WEIGHT = 1.7g

発注情報

鉛フリー仕様 トレイ 製品マーキング* パッケージ 温度範囲

LTM4612EV#PBF LTM4612EV#PBF LTM4612V 133-Lead (15mm × 15mm × 2.8mm) LGA –40°C to 125°C

LTM4612IV#PBF LTM4612IV#PBF LTM4612V 133-Lead (15mm × 15mm × 2.8mm) LGA –40°C to 125°C

LTM4612MPV#PBF LTM4612MPV#PBF LTM4612MPV 133-Lead (15mm × 15mm × 2.8mm) LGA –55°C to 125°C

さらに広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。　*温度グレードは出荷時のコンテナのラベルで識別されます。鉛フリー仕様の製品マーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/ をご覧ください。

この製品はトレイでのみ供給されます。詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/packaging/ をご覧下さい。

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

VIN(DC) Input DC Voltage l 5 36 V

VOUT(DC) Output Voltage CIN = 10µF × 3, COUT = 300µF; FCB = 0

VIN = 24V, VOUT = 12V, IOUT = 0A VIN = 36V, VOUT=12V, IOUT = 0A l l 11.83 11.83 12.07 12.07 12.31 12.31 V V Input Specifications

VIN(UVLO) Undervoltage Lockout Threshold IOUT = 0A 3.2 4.8 V

IINRUSH(VIN) Input Inrush Current at Start-Up IOUT = 0A; CIN = 10µF × 2, COUT = 200µF;

VOUT = 12V VIN = 24V VIN = 36V 0.6 0.7 A A

絶対最大定格

（Note 1） INTVCC、DRVCC ...−0.3V～6V VOUT ...−0.3V～16V PLLIN、FCB、TRACK/SS、MPGM、MARG0、 MARG1、PGOOD ...−0.3V～（INTVCC＋0.3V） RUN ...−0.3V～5V VFB、COMP ... −0.3V～2.7V VIN、VD ...−0.3V～36V 内部動作温度範囲 (Note 2) EグレードとIグレード ...−40℃～125℃ MPグレード ...−55℃～125℃ 接合部温度... 125℃ 保存温度範囲...−55℃～125℃

電気的特性

lは規定の内部動作温度範囲での規格値を意味する。それ以外はT_A = 25℃での値。注記がない限り、V_IN = 24V（Note 2）。 標準的応用例（表紙）の構成による。

(3)

LTM4612

3

4612fb

IQ(VIN) Input Supply Bias Current VIN = 36V, VOUT = 12V, Switching Continuous

VIN = 24V, VOUT = 12V, Switching Continuous

Shutdown, RUN = 0, VIN = 36V 57 48 50 mA mA µA IS(VIN) Input Supply Current VIN = 36V, VOUT = 12V, IOUT = 5A

VIN = 24V, VOUT = 12V, IOUT = 5A

1.85

2.72 A A

VINTVCC Internal VCC Voltage VIN = 36V, RUN > 2V, IOUT = 0A 4.7 5 5.3 V

出力の仕様

IOUT(DC) Output Continuous Current Range VIN = 24V, VOUT = 12V (Note 4) 0 5 A

ΔVOUT(LINE)

VOUT

Line Regulation Accuracy VOUT = 12V, FCB = 0V, VIN = 22V to 36V,

IOUT = 0A l 0.05 0.3 %

ΔVOUT(LOAD)

VOUT

Load Regulation Accuracy VOUT = 12V, FCB = 0V, IOUT = 0A to 5A (Note 4)

VIN = 36V VIN = 24V l l 0.3 0.3 0.6 0.6 % %

VIN(AC) Input Ripple Voltage IOUT = 0A,

CIN = 2 × 10µF X5R Ceramic and 1 × 100µF

Electrolytic, 1 × 10µF X5R Ceramic on VD Pins

VIN = 24V, VOUT = 5V

7.2

3.4 mVmVP-P P-P

VOUT(AC) Output Ripple Voltage IOUT = 0A,

COUT = 2 × 22µF, 2 × 47µF X5R Ceramic

17.5

12.5 mVmVP-P P-P

fS Output Ripple Voltage Frequency IOUT = 1A, VIN = 24V, VOUT = 12V 940 kHz

ΔVOUT(START) Turn-On Overshoot,

TRACK/SS = 10nF C VOUTIN = 200µF, V= 36V OUT = 12V, IOUT = 0A

VIN = 24V

20

20 mV mV

tSTART Turn-On Time, TRACK/SS = Open COUT = 300µF, VOUT = 12V, IOUT = 1A

Resistive Load

VIN = 36V

VIN = 24V

0.5

0.5 ms ms

ΔVOUT(LS) Peak Deviation for Dynamic Load Load: 0% to 50% to 0% of Full Load

COUT = 2 × 22µF Ceramic, 150µF Bulk

153 mV

tSETTLE Settling Time for Dynamic Load Step Load: 0% to 50% to 0% of Full Load, VIN = 24V 37 µs

IOUT(PK) Output Current Limit COUT = 200µF

9

9 A A

制御セクション

VFB Voltage at VFB Pin IOUT = 0A, VOUT = 12V l 0.591 0.6 0.609 V

VRUN RUN Pin On/Off Threshold 1 1.5 1.9 V

ISS / TRACK Soft-Start Charging Current VSS/TRACK = 0V –1 –1.5 –2 µA

VFCB Forced Continuous Threshold 0.57 0.6 0.63 V

IFCB Forced Continuous Pin Current VFCB = 0V –1 –2 µA

tON(MIN) Minimum On-Time (Note 3) 50 100 ns

tOFF(MIN) Minimum Off-Time (Note 3) 250 400 ns

RPLLIN PLLIN Input Resistor 50 kΩ

電気的特性

lは規定の内部動作温度範囲での規格値を意味する。それ以外は_T_A_{= 25}℃での値。注記がない限り、_V_IN_{= 24V}（_{Note 2}）。

(4)

LTM4612

4

4612fb Note 1：絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可 能性がある。長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に悪影響を与える可能性がある。 Note 2：LTM4612Eは0℃～125℃の動作温度範囲で性能仕様に適合することが保証されてい る。−40℃～125℃の内部動作温度範囲での仕様は設計、特性評価および統計学的なプロセス・コントロールとの相関で確認されている。LTM4612Iは−40℃～125℃の内部動作温度範囲で仕様に適合することが保証されている。LTM4612MPは−55℃～125℃の全内部動作温度範

IDRVCC Current into DRVCC Pin VOUT = 12V, IOUT = 1A 22 30 mA

RFBHI Resistor Between VOUT and VFB Pins 99.5 100 100.5 kΩ

VMPGM Margin Reference Voltage 1.18 V

VMARG0, VMARG1 MARG0, MARG1 Voltage Thresholds 1.4 V

PGOOD

ΔVFBH PGOOD Upper Threshold VFB Rising 7 10 13 %

ΔVFBL PGOOD Lower Threshold VFB Falling –7 –10 –13 %

ΔVFB(HYS) PGOOD Hysteresis VFB Returning 1.5 %

VPGL PGOOD Low Voltage IPGOOD = 5mA 0.15 0.4 V

囲で保証され、テストされている。これらの仕様と調和する最大周囲温度は、基板レイアウト、パッケージの定格熱抵抗および他の環境要因と関連した特定の動作条件によって決まることに注意。 Note 3：ダイ・レベルでのみ全数テストされる。 Note 4：異なるVIN、VOUTおよびTAの「出力電流のディレーティング」曲線を参照。

電気的特性

lは規定の内部動作温度範囲での規格値を意味する。それ以外は_T_A_{= 25}℃。注記がない限り、_V_IN_{= 24V}での値（_{Note 2}）。 標準的応用例（表紙）の構成による。

(5)

LTM4612

5

4612fb

LOAD CURRENT (A) 0 EFFICIENCY (%) 70 95 100 1 2 3 60 85 65 90 55 50 80 75 4 5 4612 G01 5VIN 3.3VOUT 12VIN 3.3VOUT 24VIN 3.3VOUT 36VIN 3.3VOUT

LOAD CURRENT (A) 0 EFFICIENCY (%) 70 95 1 2 3 60 85 65 90 55 50 80 75 4 5 4612 G02 12VIN 5VOUT 24VIN 5VOUT 36VIN 5VOUT

LOAD CURRENT (A) 0 EFFICIENCY (%) 70 95 100 1 2 3 60 85 65 90 55 50 80 75 4 5 4612 G03 20VIN 12VOUT 24VIN 12VOUT 28VIN 12VOUT 36VIN 12VOUT

LOAD CURRENT (A) 0 EFFICIENCY (%) 70 100 95 1 2 3 60 85 65 90 80 75 4 5 4612 G04 28VIN 15VOUT 32VIN 15VOUT 36VIN 15VOUT 50µs/DIV 2A/DIV 100mV/DIV 4612 G05 LOAD STEP: 0A to 3A

COUT = 2 × 22µF CERAMIC CAPACITORS AND

2 × 47µF CERAMIC CAPACITORS 50µs/DIV 2A/DIV 100mV/DIV 4612 G06 LOAD STEP: 0A to 3A

2 × 47µF CERAMIC CAPACITORS 50µs/DIV 2A/DIV 200mV/ DIV 4612 G07 LOAD STEP: 0A to 3A

2 × 47µF CERAMIC CAPACITORS 500µs/DIV IIN 0.2A/DIV VOUT 5V/DIV 4612 G08 SOFT-START CAPACITOR: 3.9nF

CIN = 3 × 10µF CERAMIC CAPACITORS AND

1 × 47µF OSCON CAPACITOR 500µs/DIV IIN 1A/DIV VOUT 5V/DIV 4612 G09 SOFT-START CAPACITOR: 3.9nF

1 × 47µF OSCON CAPACITOR

標準的性能特性　

（図18_{を参照。）} 効率と負荷電流 （3.3VOUT（FCB = 0）） 効率と負荷電流 （5VOUT（FCB = 0）） 効率と負荷電流 （12VOUT（FCB = 0）） 効率と負荷電流

（15VOUT（FCB = 0）、図20を参照） 12VINから3.3VOUTの過渡応答 12VINから5VOUTの過渡応答

24VINから12VOUTの過渡応答

24VINから12VOUTの起動

（IOUT = 0A）

24VINから12VOUTの起動

(6)

LTM4612

6

4612fb 500µs/DIV IIN 1A/DIV VOUT 5V/DIV 4612 G10 SOFT-START CAPACITOR: 3.9nF

1 × 47µF OSCON CAPACITOR 50µs/DIV IIN 0.2A/DIV VOUT 5V/DIV 4612 G11 COUT = 2 × 22µF CERAMIC CAPACITORS AND

2 × 47µF CERAMIC CAPACITORS 20µs/DIV IIN 2A/DIV VOUT 5V/DIV 4612 G12 COUT = 2 × 22µF CERAMIC CAPACITORS AND

2 × 47µF CERAMIC CAPACITORS 3.3 24 30 18 12 6 10 4 8 12 14 15 6 0 36 4612 G13 SEE FREQUENCY ADJUSTMENT SECTION FOR OPERATIONS OUTSIDE THIS REGION

OPERATING REGION WITH DEFAULT FREQUENCY

VOUT (V) VIN (V) 1µs/DIV 50mV/DIV 4612 G14 VIN = 24V

VOUT = 12V AT 5A RESISTIVE LOAD

CIN = 3 × 10µF 50V CERAMIC 1 × 100µF BULK

1µs/DIV 10mV/DIV

4612 G15 VIN = 24V

VOUT = 12V AT 5A RESISTIVE LOAD

COUT = 2 × 22µF 16V CERAMIC AND

2 × 47µF 16V CERAMIC

標準的性能特性

24VINから12VOUTの起動 （IOUT = 5A、TA = 55℃） 24VINから12VOUTへの短絡 （IOUT = 0A） 24VINから12VOUTへの短絡 （IOUT = 5A） VINからVOUTへの降圧比 入力リップル 出力リップル

(7)

LTM4612

7

4612fb VIN（バンク1）：電源入力ピン。これらのピンとPGNDピンの間 に入力電圧を与えます。入力デカップリング・コンデンサはVIN ピンとPGNDピンの間に直接配置することを推奨します。 PGND（バンク2）：入力リターンと出力リターンの両方の電源グ ランド・ピン。 VOUT（バンク3）：電源出力ピン。これらのピンとPGNDピンの間 に出力負荷を接続します。出力デカップリング・コンデンサはこれらのピンとGNDピンの間に直接配置することを推奨します（下の「LTM4612のピン配置」を参照）。 VD（ピンB7、C7）：トップFETのドレイン・ピン。VDとグランドの間にコンデンサを追加し、入力RMS電流を処理して入力リップルをさらに減らします。

DRVCC（ピンC10、E11、E12）：これらのピンは通常INTVCCに接

続されており、内部MOSFETドライバに給電します。これらは能力が約50mAの外部電源により6Vまでバイアスすることができます。これにより、モジュール内の電力損失を減らすことにより、高い入力電圧での効率が改善されます。 INTVCC（ピンA7）：このピンは5V内部レギュレータのデカップリ ングを追加するために使います。 PLLIN（ピンA8）：位相検出器への外部クロック同期入力。この ピンは内部でSGNDに50k抵抗で終端されています。2Vより上でINTVCCより下のクロックを与えます。「アプリケーション情報」のセクションを参照してください。 FCB（ピンM12）：強制連続入力。軽負荷時に連続同期動作を強 制するにはこのピンをSGNDに接続し、軽負荷時に不連続モードの動作をイネーブルするにはINTVCCに接続し、2次巻線を使う場合は2次側出力に接続された抵抗分割器に接続します。 TRACK/SS（ピンA9）：出力電圧トラッキングおよびソフトスター ト・ピン。モジュールがマスタ出力として構成設定される場合、ソフトスタート・コンデンサをこのピンからグランドに接続してマスタ・ランプ・レートを制御します。ソフトスタート・コンデンサを使って、スタンドアロン・レギュレータとしてソフトスタートをオンすることができます。スレーブ動作を実行するには、マスタの出力からグランドに抵抗分割器を接続し、分割器の中点をこのピンに接続します。「アプリケーション情報」のセクションを参照してください。 MPGM（ピンA12、B11）：プログラム可能なマージニング入力。 これらのピンからグランドへの抵抗により、1.18V/Rに等しい電流が設定されます。この電流に10kを掛けると、0.6Vのリファレンス電圧のパーセンテージであるミリボルトで表した値に等しくなります。マージニングが不要な場合は、オープンのままにできます。「アプリケーション情報」のセクションを参照してください。LTM4612を並列に接続するには、それぞれ個別の MPGM抵抗が必要です。MPGMピンを一緒に結線しないでください。 fSET（ピンB12）：周波数は12V出力では約850kHz∼900kHzに 内部で設定されています。外部抵抗をこのピンからグランドに接続して周波数を上げることができます。周波数の調節については「アプリケーション情報」を参照してください。 LTM4612_{のピン配置} MARG1 DRVCC VFB PGOOD SGND NC NC NC FCB V_IN BANK 1 VD PGND BANK 2 V_OUT BANK 3 fSET MARG0 RUN COMP MPGM PLLIN INT VCC TRACK/SS LGA PACKAGE 133-LEAD (15mm × 15mm × 2.8mm) TOP VIEW SGND 12 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A B C D E F G H J K L M

ピン機能　

（ピン配置については「パッケージ」を参照）

(8)

LTM4612

8

4612fb VFB（ピンF12）：誤差アンプの負入力。このピンは内部で0.5% 精度の100k抵抗を介してVOUTに接続されています。VFBピンとSGNDピンの間に抵抗を追加して、異なった出力電圧をプログラムすることができます。「アプリケーション情報」のセクションを参照してください。 MARG0（ピンC12）：マージニング機能のためのLSBロジック入 力。MARG0ピンは、MARG1ピンと一緒に、上方マージン、下方マージン、またはマージンなしのどの条件を適用するか決定します。このピンには50kの内部プルダウン抵抗が備わっています。「アプリケーション情報」のセクションを参照してください。 MARG1（ピンC11、D12）：マージニング機能のためのMSBロ ジック入力。MARG1ピンは、MARG0ピンと一緒に、上方マージン、下方マージン、またはマージンなしのどの条件を適用するか決定します。これらのピンには50kの内部プルダウン抵抗が備わっています。「アプリケーション情報」のセクションを参照してください。 SGND（ピンD9、H12）：信号グランド・ピン。これらのピンは出力 コンデンサのポイントでPGNDに接続します。 COMP（ピンA11、D11）：電流制御スレッショルドおよび誤差ア ンプの補償点。電流コンパレータのスレッショルドはこの制御電圧に応じて増加します。電圧範囲は0V∼2.4Vで、0.7Vがゼロ・センス電圧（ゼロ電流）に対応します。 PGOOD（ピンG12）：出力電圧パワーグッド・インジケータ。オー プン・ドレインのロジック出力で、25μsのパワーバッド・マスク・タイマの時間が経過した後、出力電圧がレギュレーション・ポイントの 10%以内にないとグランドに引き下げられます。 RUN/SS（ピンA10、B9）：実行制御ピン。1.9Vより高い電圧はモ ジュールをオンし、1Vより低い電圧はモジュールをオフします。グランドへの5.1Vのツェナー・ダイオードを備えたこのピンに VINから抵抗を接続して、プログラム可能なUVLO機能を実現することができます。最大ピン電圧は5Vです。 NC（ピンJ12、K12、L12）：接続されていないピン。フロート状態 のままにします。

ピン機能

(9)

LTM4612

9

4612fb

ブロック図

CIN External Input Capacitor Requirement

(VIN = 20V to 36V, VOUT = 12V)

IOUT = 4A 20 µF

COUT External Output Capacitor Requirement

(VIN = 20V to 36V, VOUT = 12V) IOUT = 4A 100 150 µF + INTERNAL COMP SGND COMP PGOOD RUN > 1.9V = ON < 1V = OFF MAX = 5V MARG1 MARG0 MPGM FCB PLLIN CSS INTVCC DRVCC TRACK/SS VFB fSET 50k 93.1k RFB 5.23k 50k 100k VOUT 5.1V ZENER POWER CONTROL M1 VIN 20V TO 36V VD VOUT 12V AT 4A M2 50k 10µF 1µF _C_IN + COUT PGND 4612 F01 CD 10k 4.7µF INPUT FILTER 2.7µH NOISE CANCEL-LATION 図1．簡略ブロック図

デカップリングの要件　

規定値はTA = 25℃での値。図1の構成設定を使用。

(10)

LTM4612

10

4612fb LTM4612の標準的応用回路を図18に示します。外付け部品の選択は主に最大負荷電流と出力電圧によって決まります。特定のアプリケーションの外部コンデンサの具体的要件に関しては、表2を参照してください。

アプリケーション情報

VINからVOUTへの降圧比 与えられた入力電圧に従って、実現可能なVINからVOUTへの最大降圧比には制約があります。これらの制約は、「VINから VOUTへの降圧比」とタイトルの付いた「標準的性能特性」の曲線に示されています。さらに熱的ディレーティングが適用される可能性があることに注意してください。このデータシートの「熱に関する検討事項と出力電流のディレーティング」のセクションを参照してください。

動作

電源モジュールの概要 LTM4612はスタンドアロン非絶縁型スイッチング・モードDC/ DC電源です。入力と出力に外付けのコンデンサを何個か使って、5AのDC出力電流を供給することができます。このモジュールは、1個の外付け抵抗によってプログラム可能な3.3VDC∼ 15VDCの精密に安定化された出力電圧を5V∼36Vの広い入力電圧にわたって供給します。標準的応用例の回路図を図18 に示します。 LTM4612には固定オン時間電流モード・レギュレータと、高速スイッチング速度のショットキー・ダイオードを一体化した超低RDS(ON)のFETが備わっています。全負荷で12V出力でのスイッチング周波数は標準850kHzです。電流モード制御と内部帰還ループ補償により、広い範囲の動作条件と、全てがセラミックの出力コンデンサであっても、広い範囲の出力コンデンサで、LTM4612モジュールは十分な安定性のマージンと十分な過渡性能を備えています。電流モード制御により、各サイクルごとに高速電流制限が行われます。さらに、過電流状態でVFBが低下するとフォールドバック電流制限が作動します。内蔵されている過電圧コンパレータと低電圧コンパレータは、出力帰還電圧がレギュレーション・ポイントの上下 10%のウィンドウを外れると、オープン・ドレインのPGOOD出力を L に引き下げます。さらに、過電圧状態では内部トップFET（M1）がオフし、ボトムFET（M2）がオンして過電圧状態が解消するまでオン状態に保たれます。入力フィルタとノイズ・キャンセル回路はI/O側へのノイズのカップリングを減らし、電磁干渉（EMI）がEN55022クラスBの限度値を満たすことを保証します。 RUNピンを1Vより下に引き下げると、コントローラをシャットダウン状態に強制して、M1とM2の両方をオフします。低負荷電流では、FCBピンを0.6Vより上に設定することにより、不連続モード（DCM）動作をイネーブルして、連続モード（CCM）に比べて高い効率を達成することができます。 DRVCCピンがINTVCCに接続されていると、内蔵5Vリニア・レギュレータが内部ゲート・ドライバに給電します。5V外部バイアス電源をDRVCCピンに与えると、内部リニア・レギュレータの電力損失が減少するので効率が改善されます。このことは特に高い入力電圧で当てはまります。 MPGM、MARG0、MARG1の各ピンは、出力電圧マージニングをサポートするのに使われます。マージンのパーセンテージはMPGMピンによってプログラムされ、MARG0とMARG1は選択されるマージニングをプログラムします。PLLINピンはデバイスを外部クロックの周波数に同期させます。TRACK/SSピンは電源トラッキングと外部ソフトスタートのプログラミングに使用されます。

(11)

LTM4612

11

4612fb

アプリケーション情報

出力電圧のプログラミングとマージニング PWMコントローラには0.6Vの内部リファレンス電圧が備わっています。ブロック図に示されているように、100k内部帰還抵抗がVOUTピンとVFBピンを一緒に接続しています。VFBピンからSGNDピンに抵抗RFBを追加して出力電圧を設定します。 V_OUT= 0.6V •100k +RFB R_FB これは、以下の式と等価です。 RFB= _V100k OUT 0.6V− 1 表1．RFBの標準1%抵抗値とVOUT VOUT (V) 3.3 5 6 8 10 12 14 15 RFB (kΩ) 22.1 13.7 11 8.06 6.34 5.23 4.42 4.12 MPGMピンは、内部10k抵抗をそれに掛けると、マージニングのための0.6Vリファレンスオフセットを設定する電流をプログラムします。1.18VリファレンスをMPGMピンのRPGM抵抗 表2_{．出力電圧応答と部品のマトリックス（図}20_を参照） 標準的測定値

VENDORS PART NUMBER VENDORS PART NUMBER

Murata GRM32ER61C476KEI5L (47µF, 16V) Murata GRM32ER71H106K (10µF, 50V) Murata GRM32ER61C226KE20L (22µF, 16V) TDK C3225X5RIC226M (22µF, 16V)

VOUT

(V) (CERAMIC)CIN (BULK)CIN (CERAMIC)COUT1 (BULK)COUT2 (V)VIN DROOP (mV) PEAK (mV)PEAK-TO- RECOVERY TIME (µs) LOAD STEP (A/µs) (kΩ)RFB

5 2 × 10µF 50V 100µF 50V 2 × 22µF 16V 150µF 25V 12 86 156 26 3 13.7 5 2 × 10µF 50V 100µF 50V 4 × 47µF 16V None 12 86 178 14.8 3 13.7 5 2 × 10µF 50V 100µF 50V 2 × 22µF 16V 150µF 25V 24 83 166 27 3 13.7 5 2 × 10µF 50V 100µF 50V 4 × 47µF 16V None 24 86 169 14.8 3 13.7 5 2 × 10µF 50V 100µF 50V 2 × 22µF 16V 150µF 25V 36 86 178 25 3 13.7 5 2 × 10µF 50V 100µF 50V 4 × 47µF 16V None 36 86 172 15.2 3 13.7 10 2 × 10µF 50V 100µF 50V 2 × 22µF 16V 150µF 25V 24 111 209 30 3 6.34 10 2 × 10µF 50V 100µF 50V 4 × 47µF 16V None 24 171 325 35 3 6.34 10 2 × 10µF 50V 100µF 50V 2 × 22µF 16V 150µF 25V 36 108 197 35 3 6.34 10 2 × 10µF 50V 100µF 50V 4 × 47µF 16V None 36 153 288 39 3 6.34 12 2 × 10µF 50V 100µF 50V 2 × 22µF 16V 150µF 25V 24 153 281 37 3 5.23 12 2 × 10µF 50V 100µF 50V 4 × 47µF 16V None 36 184 375 34.4 3 5.23 15 2 × 10µF 50V 100µF 50V 2 × 22µF 16V 150µF 25V 28 178 338 70 3 4.12 15 2 × 10µF 50V 100µF 50V 4 × 47µF 16V None 36 134 250 70 3 4.12 で割って、この電流がプログラムされます。VOUT(MARGIN)を次のように計算します。

VOUT(MARGIN)=%V₁₀₀OUT • VOUT

ここで、%VOUTはマージンをとるVOUTのパーセンテージ、 VOUT(MARGIN)はボルトで表したマージンの大きさです。 R_PGM= VOUT 0.6V• 1.18V VOUT(MARGIN) • 10k ここで、RPGMはMPGMピンからグランドに接続する抵抗の値です。出力マージニングはその値のマージニングになります。これはMARG0ピンとMARG1ピンによって制御されます。下の真理値表を参照してください。

MARG1 MARG0 MODE

LOW LOW NO MARGIN

LOW HIGH MARGIN UP

HIGH LOW MARGIN DOWN

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LTM4612

12

4612fb 動作周波数 LTM4612の動作周波数は、小型パッケージ・サイズと最小出力リップル電圧を達成し、なおかつ高い効率を維持するように最適化されています。図2に示されているように、出力電圧が大きくなるにつれて周波数が直線的に増加して、出力電流リップルを低く保ちます。異なる出力電圧でのインダクタ電流リップルΔIを図3に示します。ほとんどのアプリケーションで、追加の周波数調節は不要です。出力リップルをもっと下げる必要があれば、図19に示されているように、fSETピンとSGNDの間に抵抗RfSETを追加して、動作周波数fを上げることができます。 f = VOUT 1.5 • 10−10 _R fSET|| 93.1k

(

)

図2_{．動作周波数と出力電圧} _図3_{．インダクタ電流リップルと出力電圧} VOUT (V) 2 600 800 1200 8 12 4612 F02 400 4 6 10 14 16 200 1000 FREQUENCY (kHz) 2 2.5 3.0 2.0 1.5 6 10 4 8 12 14 16 1.0 0.5 3.5 4612 F03 VIN = 36V VIN = 28V VIN = 20V VOUT (V)

INDUCTOR CURRENT RIPPLE ∆I (A)

12Vを超える出力電圧では、周波数が1MHzを超えることがあり、効率がかなり低下します。さらに、入力電圧が出力電圧に近いと、500nsの最小オフ時間（400ns＋100ns（マージン））により、動作が通常制限されます。したがって、これらの条件では、図20に示されているように、fSETピンからVINに抵抗（RfSET）を接続して周波数を下げることを推奨します。 f = VOUT 5 • 10−11 3 • RfSET• 93.1k R_fSET− 2 • 93.1k ⎛ ⎜ ⎝ ⎞ ⎟ ⎠ 負荷電流は、固定オン時間制御により、周波数に影響を与えることがあります。固定周波数が必要ならば、図21∼図23に示されているように、PLLINピンを使って、LTM4612の周波数を外部クロックに同期させることができます。

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LTM4612

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4612fb 図4_．24VINから5VOUT/5Aの放射妨害波スキャン （VINパッドに2 10μFセラミック・コンデンサおよび VDパッドに1 10μFセラミック・コンデンサ） 入力コンデンサ LTM4612は、ターンオンやターンオフの高速スイッチングによる入力放射EMIノイズを下げるように設計されています。 LTM4612では、ノイズを減衰させるために高周波インダクタが入力ラインに内蔵されています。高周波πフィルタを形成する外部入力コンデンサのためにVDピンとVINピンを使うことができます。図18に示されているように、コンバータに流れ込む RMS電流の大部分を処理するのにVDピンのセラミック・コンデンサC1が使われているので、コンデンサC1の選択には注意が必要です。降圧コンバータの場合、スイッチングのデューティ・サイクルは次のように推定することができます。 D =VOUT VIN インダクタの電流リップルを考慮しないと、入力コンデンサの RMS電流は次のように推定することができます。 I_CIN(RMS)=IOUT(MAX) η • D • 1– D

(

)

この式で、ηは電源モジュールの推定効率です。多くの場合、コンデンサのリップル電流定格は温度と寿命時間によって規定されていることに注意してください。このため、入力コンデンサを適当にディレーティングする、つまり要求条件よりも高い温度定格のコンデンサを選択するようにしてください。ディレーティングの要件に関しては、必ずコンデンサ・メーカーにお問い合わせください。標準的な5A出力のアプリケーションには、ESRが非常に低い X5RまたはX7Rの10μFセラミック・コンデンサ1個をC1に推奨します。このデカップリング・コンデンサはPCBレイアウトでモジュールのVDピンに直接隣接させて配置して、トレースのインダクタンスと高周波ACノイズを最小に抑えます。2A∼3Aの RMSリップル電流には一般に各10μFセラミック・コンデンサで十分です。RMS電流定格については、セラミック・コンデンサのカタログを参照してください。 FREQUENCY (MHz) 30 dBµV/m 30 70 128.1226.2324.3 10 60 20 0 –10 50 40 422.4 520.5618.6716.7814.8912.91010 EN55022 CLASS B LIMIT

4612 F04 EN55022 CLASS B LIMIT

高周波ノイズを減衰させるには、VINパッドに入力コンデンサを追加し、高周波インダクタの前に配置してπフィルタを形成します。これらの低ESRセラミック入力コンデンサの1つは、システム・ボードへの接続箇所の近くに配置することを推奨します。100μFの大きなバルク・コンデンサは、長い誘導性のリードやトレースによって入力のソース・インピーダンスが損なわれる場合にだけ必要です。EN55022クラスBの限度値を満たす放射EMIテストの結果を図4に示します。異なるアプリケーションでは、入力容量を変えて、放射EMIの異なる限度値を満たすことができます。

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LTM4612

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4612fb 出力コンデンサ LTM4612は低出力電圧リップル用に設計されています。COUT として定義されているバルク出力コンデンサは、出力電圧リップルと過渡の要件を満たすのに十分低い等価直列抵抗（ESR）のものを選択します。COUTには低ESRのタンタル・コ

ンデンサ、低ESRのポリマー・コンデンサまたはセラミック・コンデンサを使うことができます。出力に全てセラミック・コンデンサを使う場合、標準的容量は150μFです。出力リップルや動的過渡スパイクをさらに減らす必要がある場合、システム設計者が出力フィルタの追加を要求するかもしれません。異なる出力電圧と、2A/μsの過渡での電圧の垂下やオーバーシュートを最小に抑えるための出力コンデンサの一覧を表2に示します。表は過渡性能を最良にする合計等価ESRと合計バルク容量の最適値を与えます。並列接続した複数のLTM4612デバイスを使ったマルチフェーズ動作は、位相を相互に挟み込んだ動作により、実効出力リップル電流も減少させます。正規化した出力リップル電流とデューティ・サイクルの関係については、図5を参照してください。図5は、インダクタ・リップル電流に対するピーク・トゥ・ピーク出力リップル電流の比を、デューティ・サイクルおよび並列位相数の関数として与えています。対応するデューティ・サイクルと位相数を選択すると、正しい出力リップル電流値が得られます。たとえば、ゼロ・デューティ・サイクルでの各位相のインダクタ・リップル電流DIrは36Vから12Vのデザインでは約 4.3Aです。デューティ・サイクルは約0.33です。2位相の曲線の比は0.33のデューティ・サイクルで約0.33です。4.3Aのインダクタ・リップル電流DIrに対する出力リップル電流のこの0.33の比は、約1.4Aの出力リップル電流（ΔIL）に等しくなります。出力電圧リップルには2つの成分があり、出力バルク容量の大きさと等価直列抵抗（ESR）に関係しています。式は次のようになります。 ∆V_OUT(P-P)≈ ∆IL 8 • f • N • C_OUT ⎛ ⎜ ⎝ ⎞ ⎟ ⎠+ ESR • ∆IL ここで、fは周波数、Nは並列位相数です。 DUTY CYCLE (VO/VIN) 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0 4612 F05 6-PHASE 4-PHASE 3-PHASE 2-PHASE 1-PHASE

PEAK-TO-PEAK OUTPUT RIPPLE CURRENT

DIr

RA

TIO =

図5_{．正規化された出力リップル電流とデューティ・サイクル（}Dlr = VOT/LI）

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LTM4612

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4612fb 図6_{．同時トラッキング} _図7_{．同時出力トラッキング} 時間 4612 F07 出力電圧マスタの出力スレーブの出力 フォールト状態：電流制限と過電流フォールドバック LTM4612には電流モード・コントローラが備わっており、定常状態の動作時だけでなく、過渡においても本来サイクルごとにインダクタ電流を制限します。過負荷状態が発生したとき電流をさらに制限するため、 LTM4612にはフォールドバック電流制限機能が備わっています。出力が50%以上低下すると、最大出力電流はその最大電流リミット値の約1/6に徐々に低下します。 ソフトスタートとトラッキング TRACK/SSピンは、レギュレータをソフトスタートさせる手段と、別の電源をトラッキングさせる手段のどちらをも与えます。このピンに接続されたコンデンサが出力電圧のランプ・レートを設定します。1.5μA電流源が外部ソフトスタート・コンデンサを0.6V内部電圧リファレンスにマージンのデルタを足した値、あるいは0.6V内部電圧リファレンスからマージンのデルタを差し引いた値の80%に充電します。これにより内部リファレンスと出力電圧のランプが制御されます。合計ソフトスタート時間は次のように推定できます。

t_SOFTSTART≅ 0.8 • 0.6 ± 0.6 • V

(

OUTMargin %

)

•_1.5µACSS

IRUNピンが2.5Vより下に下がると、ソフトスタート・ピンがリセットするので、再度、適切なソフトスタートが可能になります。電流フォールドバックと強制連続モードはソフトスタートの間ディスエーブルされます。ソフトスタート機能を使って出力ランプ上昇時間を制御することもできるので、別のレギュレータを簡単にトラッキングすることができます。 出力電圧のトラッキング 出力電圧のトラッキングはTRACK/SSピンを使って外部でプログラムすることができます。出力は別のレギュレータをトラッキングしながら立ち上がることも、立ち下がることもできます。同時トラッキングの例を図6に示します。ここでは、マスタ・レギュレータの出力は、スレーブ・レギュレータの帰還分割器と同じ外部抵抗分割器によって分割されます。レシオメトリック・モードのトラッキングは、異なった抵抗値を選択して出力のトラッキング比を変えることにより、達成することができます。トラッキングがうまく動作するには、マスタ出力はスレーブ出力より大きくなければなりません。同時出力トラッキングを図7に示します。トラッキングは、いくつかの簡単な計算とマスターのTRACK ピンに適用されるスルーレート値によって実行できます。 TRACKピンの制御範囲は0V∼0.6Vです。マスターのTRACK ピンのスルーレートは、マスターの出力スルーレート（単位：ボルト/時間）に一致します。計算式は次の通りです。 MR SR • 100k = R2 ここで、MRはマスターの出力スルーレートで、SRはスレーブの出力スルーレート（単位：ボルト/時間）です。同時トラッキングが必要な場合には、MRとSRが等しくなるので、R2は100kに等しくなります。R1は次式から求められます。 R1= _V 0.6V FB 100k+ VFB RFB − V_TRACK R2 PGOOD RUN COMP INTVCC DRVCC TRACK/SS fSET VOUT VFB FCB MARG0 MARG1 MPGM TRACK CONTROL PLLIN LTM4612 RFB 5.23k 100k 10µF MASTER OUTPUT _R2 100k COUT SLAVE OUTPUT 4612 F06 CIN VIN VD PGND SGND VIN R1 5.23k

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LTM4612

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4612fb ここでVFBはレギュレータの帰還電圧リファレンスで、VTRACK は0.6Vです。R2はスルーレートが等しい（つまり同時トラッキング時の）スレーブ・レギュレータの100kのトップ帰還抵抗に等しいので、VFB = VTRACKのとき、R1はRFBに等しくなります。したがって、図6でR2 = 100K、R1 = 5.23kになります。比例トラッキングでは、スレーブ・レギュレータ用に異なるスルーレートが必要になる場合があります。SRがMRより遅いときのR2を求めることができます。マスターの出力より先にスレーブの出力電圧が最終値に達するように、スレーブ電源はスルーレートが十分高速なものを選択するようにします。たとえば、MR = 1.5V/1ms、SR = 1.2V/1msのとき、R2 = 125k になります。R1を求めると5.18kに等しくなります。各TRACKピンは、抵抗分割器を使用して、その特定のチャネルのトラッキングを行う場合、1.5μAの電流源をオンします。これにより、TRACKピンの入力にオフセットが加わります。上式で算出した抵抗値と同じ比率で、より小さな値の抵抗を使用することができます。たとえば、100kが使用されているところに 10kを使用して、TRACKピンのオフセットを無視できる値まで減らすことができます。 実行イネーブル 電源モジュールをイネーブルするにはRUNピンを使います。このピンにはグランドへの内部5.1Vツェナー・ダイオードが備わっています。このピンは5Vのロジック・レベルでドライブすることができます。 RUNピンは、抵抗分割器を入力電源からRUNピンに接続することにより、低電圧ロックアウト（UVLO）機能としても使うことができます。UVLOスレッショルドの計算式は次のとおりです。 V_UVLO=RA+ RB RB • 1.5V ここで、RAはトップ抵抗、RBはボトム抵抗です。 パワーグッド機能 PGOODピンはオープン・ドレインのピンで、有効な出力電圧の安定化をモニタするのに使うことができます。このピンは安定化ポイントの周り 10%をモニタし、マージニングを使ってトラッキングします。 COMPピン このピンは外部補償のピンです。モジュールはほとんどの出力電圧に対して既に内部で補償されています。リニアテクノロジーからLTpowerCAD™_{がもっと多くの制御ループの最適化} のために提供されています。 FCBピン FCBピンは、インダクタ電流が反転するときボトムMOSFETがオン状態に留まるかどうかを決定します。このピンを0.6Vのスレッショルドよりも高い電圧に接続すると、不連続動作がイネーブルされ、その場合、インダクタ電流が反転するとボトム MOSFETはオフします。FCBピンを0.6Vのスレッショルドよりも下にすると、連続同期動作を強制し、軽負荷で電流が反転するのを許し、高周波数動作を維持します。 PLLINピン このパワー・モジュールには電圧制御発振器と位相検出器で構成されるフェーズロック・ループが内蔵されています。そのため、内部トップMOSFETのターンオンを外部クロックの立上りエッジにロックすることができます。周波数範囲は設定された動作周波数の周り 30%です。PLLINピンのクロックを検出してフェーズロック・ループをオンするのにパルス検出回路が使われています。クロックのパルス幅は少なくとも400ns必要です。クロックの H レベルは1.7Vより高く、クロックの L レベルは0.3Vより低くなければなりません。レギュレータの起動時、フェーズロック・ループ機能はディスエーブルされます。 INTVCCとDRVCCの接続 内部低損失レギュレータは、制御回路と内部パワーMOSFET をドライブするDRVCCに電力を供給する5V電源を与えます。したがって、システムに5V電源レールがなければ、LTM4612 はVINから直接電力供給を受けられます。LDOからのゲート・ドライバ電流は約20mAです。内部LDOの電力損失は次のように計算されます。 PLDO_LOSS = 20mA • （VIN−5V） LTM4612は外部ゲート・ドライバ電圧ピンDRVCCも備えています。システムに5Vレールがあれば、DRVCCピンを外部の5V レールに接続することを推奨します。このことは特に高い入力電圧で当てはまります。DRVCCピンには6Vを超える電圧を印加しないでください。

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LTM4612

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4612fb 図8_．10_{メートルのチャンバーで測定した}24VIN、 5VOUT/5Aでの放射妨害波スキャン。 FREQUENCY (MHz) 30 dBµV/m 30 70 128.1226.2324.3 10 60 20 0 –10 50 40 422.4 520.5618.6716.7814.8912.91010 EN55022 CLASS B LIMIT

4612 F08 EN55022 CLASS B LIMIT

並列動作 LTM4612デバイスは本来電流モードで制御されるデバイスです。このため、並列接続されたモジュールが非常に良い電流分担とバランスのとれた上昇温暖気流のデザインを実現することができます。並列デザインの回路を図21に示します。モジュールを並列接続すると、電圧帰還の式は、変数Nを使って次のように修正します。式は次のようになります。 RFB= 100k N VOUT 0.6V− 1 Nは並列に接続したモジュールの個数です。 放射EMI_ノイズ 高い放射EMIノイズは本来スイッチング・レギュレータの弱点です。スイッチングの高速のターンオンとターンオフによりコンバータ内のdi/dtが大きく、ほとんどのシステムで放射源として振舞います。LTM4612は低ノイズを要件とするほとんどのアプリケーションの要求を満たすために放射EMIノイズを最小に抑える機能を組み込んでいます。最適化されたMOSFETゲート・ドライバとノイズ・キャンセル・ネットワークがLTM4612に搭載されており、放射EMIノイズを低く抑えます。EN55022クラスBの放射妨害波の限度値を満たすLTM4612の標準的例を図8に示します。 熱に関する検討事項と出力電流のディレーティング 異なるアプリケーションでは、LTM4612は多様な熱環境で動作します。最大出力電流は環境の熱条件によって制限されます。信頼性の高い動作を助けるため、十分温度を下げます。冷却が制限されている場合、周囲温度、エアフロー、入力/出力条件、および信頼性向上の必要性を検討して、出力電流の適切なディレーティングが必要です。図9と図10の電力損失曲線を図11∼図16の負荷電流ディレーティング曲線と一緒に使って、モジュールのθJAを概算することができます。グラフのタイトルはヒートシンクなしとBGAヒートシンクありを区別しています。負荷電流ディレーティング曲線のそれぞれは、増加した周囲温度の関数として最大負荷電流を下げて、パワー・モジュールの最大接合部温度を最大125℃ に保ちます。これは最大動作温度を125℃より下に保ちます。正しい出力電圧に対応するそれぞれのディレーティング曲線と電力損失曲線を使って該当する条件のおよそのθJAを求めることができます。それぞれの図には、3つの異なるエアフロー条件で得られた3本の曲線が示されています。図11∼図16の各ディレーティング曲線を図9または図10の適切な電力損失曲線と一緒に使って、θJAを概算することができます。図11∼ 図16のおよそのθJAを表3に示します。熱に関するアプリケーションノートAN110で、熱特性について詳細に説明されています。

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LTM4612

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4612fb 図9．12VOUTと15VOUTの 電力損失 図10．5VOUTの電力損失 ヒートシンクなし図11．36VINから5VOUTで 図12．36VINから5VOUTで

BGA_{ヒートシンク} _{ヒートシンクなし}図13．24VINから12VOUTで BGA図14_{ヒートシンク}．24VINから12VOUTで

LOAD CURRENT (A) 0 POWER LOSS (W) 4 5 3 2 2 4 1 3 5 1 0 6 4612 F09 24VIN TO 12VOUT 36VIN TO 15VOUT

LOAD CURRENT (A) 0 POWER LOSS (W) 4 5 3 2 2 4 1 3 5 1 0 6 4612 F10 36VIN TO 5VOUT AMBIENT TEMPERATURE (°C) 25 0

LOAD CURRENT (A)

1.0 2.0 3.0 35 45 55 65 75 85 95 4.0 5.0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 105 4612 F11 0LFM 400LFM 200 LFM AMBIENT TEMPERATURE (°C) 25 0

LOAD CURRENT (A)

1.0 2.0 3.0 35 45 55 65 75 85 95 4.0 5.0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 105 4612 F14 0LFM 400LFM 200 LFM 図15_．36VINから15VOUTで ヒートシンクなし 図BGA16ヒートシンク．36VINから15VOUTで AMBIENT TEMPERATURE (°C) 25 0

LOAD CURRENT (A)

1.0 2.0 3.0 35 45 55 65 75 85 95 4.0 5.0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 4612 F15 0LFM 200LFM 400LFM AMBIENT TEMPERATURE (°C) 25 0

LOAD CURRENT (A)

1.0 2.0 3.0 35 45 55 65 75 85 95 4.0 5.0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 4612 F16 0LFM 200LFM 400LFM

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LTM4612

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4612fb 表3_．12V_と15V_出力

DERATING CURVE VIN (V) POWER LOSS CURVE AIR FLOW (LFM) HEAT SINK θJA (°C/W)

Figures 11, 13, 15 24, 36 Figure 9 0 None 13

Figures 11, 13, 15 24, 36 Figure 9 200 None 9.3

Figures 11, 13, 15 24, 36 Figure 9 400 None 8.3

Figures 12, 14, 16 24, 36 Figure 9 0 BGA Heat Sink 12.2

表4．5V出力

DERATING CURVE VIN (V) POWER LOSS CURVE AIR FLOW (LFM) HEAT SINK θJA (°C/W)

Figure 11 36 Figure 10 0 None 14.9

Figure 11 36 Figure 10 200 None 11.1

Figure 11 36 Figure 10 400 None 10

Figure 12 36 Figure 10 0 BGA Heat Sink 14

Figure 12 36 Figure 10 200 BGA Heat Sink 10.4

Figure 12 36 Figure 10 400 BGA Heat Sink 9.3

ヒートシンク・メーカー

Wakefield Engineering Part No: LTN20069 Phone: 603-635-2800

(20)

LTM4612

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4612fb 安全性に関する検討事項 LTM4612モジュールではVINとVOUTが絶縁されていません。内部にヒューズはありません。必要なら、各ユニットを致命的損傷から保護するため、最大入力電流の2倍の定格の低速溶断ヒューズを使う必要があります。 レイアウトのチェックリスト/例 LTM4612は高度に一体化されていますので、PCBボードのレイアウトが非常に簡単で容易です。ただし、電気的性能と熱的性能を最適化するにはいくつかのレイアウト上の配慮が依然として必要です。 •VIN、PGNDおよびVOUTを含む高電流経路には大きなPCB 銅エリアを使います。PCBの伝導損失と熱ストレスを最小に抑えるのに役立ちます。 •入力と出力の高周波用セラミック・コンデンサをVD、PGND およびVOUTの各ピンに隣接させて配置し、高周波ノイズを最小に抑えます。 •ユニットの下に専用の電源グランド・レイヤを配置します。 •PCBの銅層には丸角を使って、放射ノイズを最小に抑えます。 •EMIノイズを最小に抑え、モジュールの熱ストレスを減らすため、トップ・レイヤと他の電源レイヤの間の相互接続に多数のビアを使います。 •パッドの上に直接ビアを置かないでください。 •ビアをパッドに置く場合、ビアを充填する必要があります。 •必要なら格子間ビア配置も使うことができます。 •信号ピンに接続された部品には、別のSGNDグランド銅領域を使います。SGNDとPGNDをユニットの下で接続します。 •1個または複数の高周波セラミック・コンデンサをシステム基板への接続箇所の近くに配置します。推奨レイアウトの良い例を図17に示します。 図17．推奨PCBレイアウト SIGNAL GND VOUT VIN GND COUT CIN CIN COUT 4612 F17

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4612fb 図19_{．標準的な}5V_∼36VIN、3.3V/5Aのデザイン（400kHzの周波数） 図18_{．標準的な}22V_∼36VIN、12V/5Aのデザイン PGOOD RUN COMP INTVCC DRVCC fSET TRACK/SS FCB MARG0 MARG1 MPGM VOUT VFB PULL-UP SUPPLY ≤ 5V R3 100k C4 0.01µF C3 22pF COUT1 22µF 6.3V COUT2 220µF 6.3V CIN 10µF 50V CERAMIC VIN 5V TO 36V CLOCK SYNC REFER TO TABLE 2 EXTERNAL 5V SUPPLY IMPROVES EFFICIENCY— ESPECIALLY FOR HIGH INPUT VOLTAGES ON/OFF LTM4612 SGND PGND MARGIN CONTROL R4 100k RfSET 191k 1% RFB 22.1k R1 392k 5% MARGIN + 4612 F19 VD VIN PLLIN C1 10µF 50V VOUT 3.3V 5A PGOOD RUN COMP INTVCC DRVCC fSET TRACK/SS FCB MARG0 MARG1 MPGM VOUT VFB PULL-UP SUPPLY ≤ 5V R3 100k C4 0.01µF C3 22pF COUT1 22µF 16V COUT2 220µF 16V CIN 10µF 50V CERAMIC VIN 22V TO 36V CLOCK SYNC REFER TO TABLE 2 ON/OFF LTM4612 SGND PGND MARGIN CONTROL R4 100k RFB 5.23k R1 392k 5% MARGIN + 4612 F18 VD VIN PLLIN C1 10µF 50V R5 2M VOUT 12V 5A

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4612fb 図21．2フェーズ並列の12V/10Aデザイン 図20_{．標準的な}26V_∼36VIN、15V/4Aのデザイン（低く下げた周波数） PGOOD RUN COMP INTVCC DRVCC fSET TRACK/SS FCB MARG0 MARG1 MPGM VOUT VFB PULL-UP SUPPLY ≤ 5V R3 100k C4 0.01µF C3 22pF COUT1 22µF 16V COUT2 220µF 16V CIN 10µF 50V CERAMIC VIN 26V TO 36V CLOCK SYNC ON/OFF LTM4612 SGND PGND MARGIN CONTROL R4 100k RFB 4.12k RfSET 806k, 1% R1 392k 5% MARGIN + 4612 F20 VD VIN PLLIN C1 10µF 50V VOUT 15V 4A PGOOD RUN COMP INTVCC DRVCC fSET TRACK/SS VOUT VFB FCB MARG0 MARG1 MPGM PULL-UP SUPPLY ≤ 5V R2 100k C7 0.33µF C6 47pF C3 22µF 16V 4612 F21 C4 220µF 16V C11 0.1µF C5 100µF 50V C2 10µF 50V C8 10µF 50V VIN 20V TO 36V LTC6908-1 2-PHASE OSCILLATOR CLOCK SYNC 0° PHASE CLOCK SYNC 180° PHASE LTM4612 SGND PGND PGOOD RUN COMP INTVCC DRVCC fSET TRACK/SS LTM4612 SGND PGND MARGIN CONTROL 5% MARGIN R4 100k RFB 2.61k R1 392k R5 124k V+ GND SET OUT1 OUT2 MOD + VOUT VFB FCB MARG0 MARG1 MPGM C9 22µF 16V C10 220µF 16V R6 392k + + RFB = _V100k/N OUT 0.6V – 1 VD VIN PLLIN C1 10µF 50V VD VIN PLLIN C11 10µF 50V VOUT 12V, 10A

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4612fb 図22．2フェーズ、12Vおよび10V/5Aのデザイン PGOOD RUN COMP INTVCC DRVCC fSET TRACK/SS VOUT VFB FCB MARG0 MARG1 MPGM PULL-UP SUPPLY ≤ 5V R2 100k C7 0.15µF C6 22pF C322µF 16V 4612 F22 C4 220µF 16V 12V AT 5A C11 0.1µF C5 100µF 50V C2 10µF 50V C8 10µF 50V VIN 22V TO 36V LTC6908-1 2-PHASE OSCILLATOR CLOCK SYNC 0° PHASE CLOCK SYNC 180° PHASE LTM4612 SGND PGND PGOOD RUN COMP INTVCC DRVCC fSET TRACK/SS LTM4612 SGND 12V TRACK PGND MARGIN CONTROL 5% MARGIN R4 100k RFB1 5.23k RFB2 6.34k R1 392k R8 100k R9 6.34k R3 100k R7 100k PULL-UP SUPPLY ≤ 5V R5 118k V+ GND SET OUT1 OUT2 MOD + VOUT VFB FCB MARG0 MARG1 MPGM C1 22pF C922µF 16V C10 220µF 16V 10V AT 5A MARGIN CONTROL R6 392k + + VD VIN PLLIN C1 10µF 50V VD VIN PLLIN C11 10µF 50V

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4612fb DRVCC fSET TRACK/SS PGOOD RUN COMP INTVCC FCB MARG0 MARG1 MPGM VOUT VFB VD VIN 5V R2 100k C7 0.15µF C6 22pF C3 22µF 6.3V 4612 F23 C4 220µF 6.3V 5V AT 5A C11 0.1µF C5 100µF 50V C2 10µF 50V C8 10µF 50V VIN 7V TO 36V LTC6908-1 2-PHASE OSCILLATOR PLLIN CLOCK SYNC 0° PHASE CLOCK SYNC 180° PHASE SGND PGND PGOOD RUN COMP INTVCC DRVCC fSET TRACK/SS VIN VD PLLIN SGND 5V TRACK PGND MARGIN CONTROL R4 100k RfSET1 150k RFB1 13.7k R1 392k R8 100k R9 22.1k R100kfSET2 R3 100k R7 100k 3.3V R5 200k V+ GND SET OUT1 OUT2 MOD + VOUT VFB FCB MARG0 MARG1 MPGM C1 22pF C9 22µF 6.3V C10 220µF 6.3V 3.3V AT 5A MARGIN CONTROL RFB2 22.1k R6 392k + + LTM4612 LTM4612 5% MARGIN C1 10µF 50V C11 10µF 50V 図23．2フェーズ、5Vおよび3.3V/5Aのデザイン（500kHzの周波数）

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4612fb PIN NAME A1 A2 A3 A4 A5 A6 VIN VIN VIN VIN VIN VIN B1 B2 B3 B4 B5 B6 VIN VIN VIN VIN VIN VIN C1 C2 C3 C4 C5 C6 VIN VIN VIN VIN VIN VIN ピン配置表 （ピン機能によって整理） PIN NAME D1 D2 D3 D4 D5 D6 PGND PGND PGND PGND PGND PGND E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 G11 PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PGND PIN NAME J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT PIN NAME A7 A8 A9 A10 A11 A12 INTVCC PLLIN TRACK/SS RUN COMP MPGM B7 B8 B9 B10 B11 B12 VD - RUN - MPGM fSET C7 C8 C9 C10 C11 C12 VD - - DRVCC MARG1 MARG0 D7 D8 D9 D10 D11 D12 - - SGND - COMP MARG1 E9 E10 E11 E12 - - DRVCC DRVCC F10 F11 F12 - - VFB G12 PGOOD H12 SGND J12 NC K12 NC L12 NC M12 FCB

パッケージ

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パッケージ

LG A パッケージ 13 3 ピン（ 15 m m 15 m m m 2. 82 m m ）（ Re fe re nc e LT M D W G # 05 -0 8-17 66 R ev Ø ） L K J H G F E D C B M A 2.72 – 2.92 DET AIL B DET AIL B 0.27 – 0.37 2.45 – 2.55 bbb Z Z 15 BSC 15 BSC 4 X Y aaa Z aaa Z DET AIL A 13.97 BSC 1.27 BSC 13.97 BSC 0.12 – 0.28 C(0.30) PAD 1 3 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 11 12 DET AIL A 0.630 ±0.025 SQ. 133x S Y X eee 0.0000 0.6350 0.6350 1.9050 1.9050 3.1750 3.1750 4.4450 4.4450 5.7150 5.7150 6.9850 6.9850 6.9850 5.7150 5.7150 4.4450 4.4450 3.1750 3.1750 1.9050 1.9050 0.6350 0.6350 0.0000 6.9850 LGA 133 1107 REV Ø LTMXXXXXX µModule 4 3 NO TE S： 1. 寸法と許容誤差は AS M E Y1 4. 5M -1 99 4による 2. 全ての寸法はミリメートルランドの指定は JE SD M O-22 2, S PP -0 10 による 5. 主データム -Z - はシーティングプレーン 6. パッドの総数： 1 33 パッド #1 の識別マークの詳細はオプションだが、示された領域内になければならないパッド #1 の識別マークはモールドまたはマーキングにすることができる記号 _aaa bbb eee 許容誤差 0.10 0.10 0.05 サブストレートモールドキャップパッケージの上面図パッド 1のコーナーパッケージの底面図パッド NO TE を参照推奨 PC Bレイアウトの上面図トレイのピン 1の斜角トレイ内のパッケージの収納方向部品のピン "A 1"

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4612fb リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は一切負いません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料はあくまでも参考資料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。

改訂履歴　

（改訂履歴はRev A_{から開始）} REV 日付 修正内容 頁番号 A 03/10 タイトルと概要の変更絶対最大定格の変更電気的特性の変更「動作」の文章変更「アプリケーション情報」の文章変更図18、19、20、21、22の変更関連製品の変更 1 1 2、3 10 12、14 19、20、21、22 26 B 05/11 タイトル、概要、特長、標準的応用例のセクションの変更 lで示された条件とNote 2の変更ピン機能の変更ブロック図の変更「動作」セクションの記述内容の変更「アプリケーション情報」セクションの記述内容の変更図17、19、21、22の変更関連製品の変更１ 2、3、4 7、8 9 10 10～20 20、21、22、23 28

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 LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2008 LT 0511 REV B • PRINTED IN JAPAN

リニアテクノロジー株式会社

〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8F TEL 03-5226-7291l FAX 03-5226-0268 l www.linear-tech.co.jp

パッケージの写真

4612 F24 15mm 15mm 2.8mm 製品番号 説明注釈 LTM4606 EN55022クラスB準拠、6A、 DC/DC μModuleレギュレータおよびマージニング、LTM4612とピン互換EN55022クラスB準拠、PLL内蔵、出力トラッキング LTM4613 EN55022クラスB準拠の36V、8A、

降圧μModuleレギュレータ、PLLおよび出力トラッキング付き 5V ≤ V15mm 15mm 4.3mm LGAパッケージIN ≤ 36V、3.3V ≤ VOUT ≤ 15V、

LTM4601/LTM4601A 12A DC/DC μModuleレギュレータ、PLL、

出力トラッキング/マージニングおよびリモート検出付きリモート検出なし、LGAパッケージ同期可能、PolyPhase動作、LTM4601-1/LTM4601A-1バージョンには

LTM4604A 低VIN 4A DC/DC μModuleレギュレータ 2.375V ≤ VIN ≤ 5.5V、0.8V ≤ VOUT ≤ 5V、

9mm 15mm 2.3mm LGAパッケージ

LTM4608A 低VIN 8A DC/DC μModuleレギュレータ 2.7V ≤ VIN ≤ 5.5V、0.6V ≤ VOUT ≤ 5V、

LTM8022/LTM8023 36VIN、1Aおよび2A DC/DC μModuleレギュレータピン互換、4.5V ≤ VIN ≤ 36V、9mm 11.25mm 2.8mm LGAパッケージ

LTM4627 20VIN、15A DC/DC降圧 μModuleレギュレータ 4.5V ≤ VIN ≤ 20V、0.6V ≤ VOUT ≤ 5V、

LTM4618 26VIN、6A DC/DC降圧 μModuleレギュレータ、

PLLおよび出力トラッキング付き 4.5V ≤ V同期可能、9mm 15mm 4.3mm LGAパッケージIN ≤ 26.5V、0.8V ≤ VOUT ≤ 5V、

LTM8033 EN55022クラスB準拠の36VIN、