LTC3225/LTC mAスーパーキャパシタ･チャージャ

(1)

LTC3225/LTC3225-1

1

3225fb

標準的応用例

出力容量に30%の不整合（CTOP < CBOT）が あるときの充電プロフィール VIN C+ C– SHDN VSEL ON/OFF OUTPUT PROGRAMMING COUT CX GND PGOOD PROG LTC3225 LTC3225-1 100k 0.6F 0.6F 12k 3225 TA01a 1µF 2.2µF VOUT 4.8V/5.3V (LTC3225) 4V/4.5V (LTC3225-1) VIN 2.8V/3V TO 5.5V _5V/DIVSHDN VCOUT 2V/DIV VTOP-VBOT 200mV/DIV IVIN 300mA/DIV 5 SEC/DIV 3225 TA01b LTC3225 VSEL = VIN RPROG = 12k CTOP = 1.1F CBOT = 1.43F

CTOP INITIAL VOLTAGE = 0V

CBOT INITIAL VOLTAGE = 0V

150mA

_{スーパーキャパシタ･}

チャージャ

特長

■ 直列に接続された2個のスーパーキャパシタを 低ノイズ固定周波数で充電 ■ 自動セル･バランシングにより、 充電時のスーパーキャパシタの過電圧を防止 ■ 充電電流をプログラム可能（最大150mA） ■ セル当り2.4Vまたは2.65Vの安定化を選択可能（LTC3225） ■ セル当り2Vまたは2.25Vの安定化を選択可能（LTC3225-1） ■ 自動再充電

■ スタンバイ･モードでI_VIN＝20μA

■ 入力電源が取り外されているとき、I_COUT＜1μA

■ インダクタ不要 ■ 小さいアプリケーション回路（3mm×2mm DFNパッケージ、全部品が高さ1mm以下）

アプリケーション

■ ピーク電力負荷が高い電流制限アプリケーション（LEDフラッシュ、PCMCIA送信バースト、HDDバースト、 GPRS/GSMトランスミッタ） ■ バックアップ電源

概要

LTC®3225/LTC3225-1は、直列に接続された2個のスーパーキャパシタを2.8V/3V∼5.5V入力電源で固定出力電圧（LTC3225の場合4.8Vまたは5.3V、LTC3225-1の場合4Vまたは4.5Vを選択可能）まで充電するように設計されたプログラム可能なスーパーキャパシタ･チャージャです。自動セル･バランシングにより、スーパーキャパシタが過電圧によって損傷を受けるのを防ぎます。バランス抵抗は不要です。 LTC3225/LTC3225-1は低入力ノイズ、低消費電流で、外付け部品数が少ない（フライング･コンデンサ1個、VIN用バイパス･コンデンサ1個、プログラミング抵抗1本）ので、小型のバッテリ駆動アプリケーションに最適です。充電電流レベルは1本の外付け抵抗でプログラムされます。入力電源が取り外されると、LTC3225/LTC3225-1は自動的に低電流状態となり、スーパーキャパシタから流れる電流は1μAを下回ります。 LTC3225/LTC3225-1は10ピン3mm 2mm DFNパッケージで供給されます。 L、LT、LTCおよびLTMはリニアテクノロジー社の登録商標です。ThinSOTはリニアテクノロジー社の商標です。他の全ての商標はそれぞれの所有者に所有権があります。

(2)

LTC3225/LTC3225-1

2

3225fb

ピン配置

TOP VIEW 11 DDB PACKAGE 10-LEAD (3mm × 2mm) PLASTIC DFN C+ C– CX SHDN PGOOD COUT VIN GND PROG VSEL 6 8 7 9 10 5 4 2 3 1 TJMAX = 125°C, θJA = 76°C/W

EXPOSED PAD (PIN 11) MUST BE SOLDERED TO LOW IMPEDANCE GND PLANE (PIN 8) ON PCB

発注情報

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

LTC3225

VIN-UVLO Input Supply Undervoltage Lockout

High-to-Low Threshold VVSELSEL = V = 0IN

l l

2.65

2.4 2.75 2.5 2.85 2.6 V V VIN-UVLO-HYS Input Supply Undervoltage Lockout

Hysteresis VVSELSEL = V = 0IN

150

140 mV mV

VIN Input Voltage Range VSEL = VIN

VSEL = 0V

l l

3

2.8 5.5 5.5 V V VCOUT Charge Termination Voltage

Sleep Mode Threshold (Rising Edge) VVSELSEL = V = 0VIN

l l

5.2

4.7 5.3 4.8 5.4 4.9 VV VCOUT-HYS Output Comparator Hysteresis 100 mV

VTOP/BOT Maximum Voltage Across Each of the

Supercapacitors After Charging VVSELSEL = V = 0VIN

l l

2.75

2.5 V V

LTC3225-1

VIN-UVLO Input Supply Undervoltage Lockout

High-to-Low Threshold VVSELSEL = V = 0IN

l l

2.25

2.0 2.35 2.1 2.45 2.2 V V VIN-UVLO-HYS Input Supply Undervoltage Lockout

Hysteresis VVSELSEL = V = 0IN

150

140 mV mV

鉛フリー仕様

テープアンドリール（ミニ）テープアンドリール 製品マーキング パッケージ 温度範囲

LTC3225EDDB#TRMPBF LTC3225EDDB#TRPBF LCYR 10-Lead (3mm × 2mm) Plastic DFN –40°C to 85°C LTC3225EDDB-1#TRMPBF LTC3225EDDB-1#TRPBF LFFS 10-Lead (3mm × 2mm) Plastic DFN –40°C to 85°C

TRM = 500個。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。鉛ベース仕様の製品の詳細については、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。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。テープアンドリールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/ をご覧ください。

絶対最大定格

（Note 1） VIN、COUTからGND ...−0.3V～6V SHDN、VSEL ...−0.3V～(VIN＋0.3V) COUT短絡時間 ...無期限

連続IVIN（Note 2） ... 350mA

連続IOUT（Note 2） ... 175mA

動作温度範囲 (Note 3) ...−40℃～85℃ 保存温度範囲...−65℃～125℃

電気的特性

(3)

LTC3225/LTC3225-1

3

3225fb

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

VIN Input Voltage Range VSEL = VIN

VSEL = 0

l l

2.8

2.8 5.5 5.5 V V VCOUT Charge Termination Voltage

Sleep Mode Threshold (Rising Edge) VVSELSEL = V = 0IN

l l

4.4

3.9 4.5 4.0 4.6 4.1 V V VCOUT-HYS Output Comparator Hysteresis 100 mV

VTOP/BOT Maximum Voltage Across Each of the

Supercapacitors After Charging VVSELSEL = V = 0IN

l l

2.35

2.1 V V

LTC3225/LTC3225-1

IQ-VIN No Load Operating Current at VIN IOUT = 0mA l 20 40 µA

ISHDN-VIN Shutdown Current SHDN = 0V, VOUT = 0V l 0.1 1 µA

ICOUT COUT Leakage Current VOUT = 5.6V, SHDN = 0V

VOUT = 5.6V, Charge Pump in Sleep Mode

VOUT = 5.6V, SHDN Connected to VIN with

Input Supply Removed

l l 1 2 3 4 1 µA µA µA IVIN Input Charge Current VIN = 3.6V, RPROG = 12k, CTOP = CBOT 306 mA

VIN = 3.6V, RPROG = 60k, CTOP = CBOT 55 mA

IOUT Output Charge Current VIN = 3.6V, RPROG = 12k, CTOP = CBOT,

VOUT = 4.5V (LTC3225),

VOUT = 3.7V (LTC3225-1)

125 150 175 mA

VIN = 3.6V, RPROG = 60k, CTOP = CBOT,

VOUT = 4.5V (LTC3225),

VOUT = 3.7V (LTC3225-1)

26 mA

VPGOOD PGOOD Low Output Voltage IPGOOD = –1.6mA l 0.4 V

IPGOOD-LEAK PGOOD High Impedance Leakage Current VPGOOD = 5V l 10 µA

VPG PGOOD Low-to-High Threshold Relative to Output Voltage Threshold l 92 94 96 %

VPG-HYS PGOOD Threshold Hysteresis Relative to Output Voltage Threshold l 0.25 1.2 2.5 %

ROL Effective Open-Loop Output Impedance

(Note 4) VVININ = 3.6V, V = 3.6V, VOUTOUT = 4.5V (LTC3225) = 3.7V (LTC3225-1)

8

9 Ω

fOSC CLK Frequency l 0.6 0.9 1.5 MHz

VSEL, SHDN

VIH Input High Voltage l 1.3 V

VIL Input Low Voltage l 0.4 V

IIH Input High Current l –1 1 µA

IIL Input Low Current l –1 1 µA

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：長期電流密度制限に基づく。 Note 3：LTC3225/LTC3225-1は、TJがTAにほぼ等しいパルス負荷条件でテストされている。 LTC3225/LTC3225-1は0℃～85℃の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℃～85℃の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。 Note 4：出力は安定化されていない； ROL≡ （2 • VIN−VOUT）/IOUT

電気的特性

(4)

LTC3225/LTC3225-1

4

3225fb IOUT (mA) 20 4 5 7 80 120 3225 G04 3 40 60 100 140 160 2 6 EXTRA I IN (mA) VIN = 3.6V CHARGE PUMP IS ON VOUT = 4.5V VOUT = 5V VOUT = 3.7V VOUT = 4.2V VIN (V) 2.5 0 IIN (µA) 5 10 15 20 30 3 3.5 4 4.5 3225 G05 5 5.5 25 _T_A_{= 85°C} TA = 25°C TA = –40°C VIN 20mV/DIV IVIN 200mA/DIV 200ns/DIV 3225 G08 RPROG = 12k 0mA VIN (V) 2.5 0.88 FREQUENCY (MHz) 0.89 0.91 0.92 3 3.5 4 4.5 3225 G07 5 0.93 0.94 0.90 5.5 TA = 25°C TA = 85°C TA = –40°C TEMPERATURE (°C) –40 ROL (Ω) 7.5 8.0 8.5 35 85 3225 G06 7.0 6.5 6.0 –15 10 60 9.0 9.5 10.0 VOUT = 3.7V (LTC3225-1) VOUT = 4.5V (LTC3225) VIN = 3.6V SHDN 5V/DIV VCOUT 2V/DIV VTOP-VBOT 500mV/DIV IVIN 300mA/DIV 2 SEC/DIV 3225 G09 LTC3225 VSEL = VIN RPROG = 12k CTOP = CBOT = 1.1F

CTOP INITIAL VOLTAGE = 1.3V

RPROG (kΩ) 10 IOUT (mA) 60 80 100 40 60 3225 G01 40 20 0 20 30 50 120 140 160 VIN = 3.6V VOUT = 4.5V (LTC3225) VOUT (V) 0 0 IOUT (mA) 20 60 80 100 2 4 5 180 3225 G02 40 1 3 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 120 140 160 VIN = 2.8V VIN = 3.6V VIN = 5.5V CTOP = CBOT VIN (V) 2.5 0 EFFICIENCY (%) 10 30 40 50 4.5 100 90 3525 G03 20 3.5 3 4 5 5.5 60 70 80 VSEL = VIN VSEL = 0 ILOAD = 100mA CTOP = CBOT LTC3225 LTC3225-1 発振器周波数と電源電圧 チャージポンプの開ループ出力 抵抗と温度(2VINVCOUT)/IOUT

標準的性能特性

（注記がない限り、TA = 25℃、CFLY = 1μF、CIN = 2.2μF、CTOP = CBOT）

出力コンデンサの初期電圧が等し くないときの充電プロフィール （初期VTOP = 1.3V、VBOT = 1V） 余剰入力電流と出力電流 （IVIN2 • IOUT） 無負荷時入力電流と電源電圧 入力リップルと入力電流

(5)

LTC3225/LTC3225-1

5

3225fb SHDN 5V/DIV VCOUT 2V/DIV VTOP-VBOT 500mV/DIV IVIN 300mA/DIV 2 SEC/DIV 3225 G10 LTC3225 VSEL = VIN RPROG = 12k CTOP = CBOT = 1.1F

CBOT INITIAL VOLTAGE = 1.3V

SHDN 5V/DIV VCOUT 2V/DIV VTOP-VBOT 200mV/DIV IVIN 300mA/DIV 5 SEC/DIV 3225 G11 LTC3225 VSEL = VIN RPROG = 12k CTOP = 1.43F CBOT = 1.1F

SHDN 5V/DIV VCOUT 2V/DIV VTOP-VBOT 200mV/DIV IVIN 300mA/DIV 5 SEC/DIV 3225 G12 LTC3225 VSEL = VIN RPROG = 12k CTOP = 1.1F CBOT = 1.43F

CBOT INITIAL VOLTAGE = 0V 出力コンデンサの初期電圧が等しく ないときの充電プロフィール（初期 VTOP = 1V、VBOT = 1.3V） 出力コンデンサに30%の不整合 （CTOP > CBOT）があるときの 充電プロフィール 出力コンデンサに30%の不整合 （CTOP < CBOT）があるときの 充電プロフィール

標準的性能特性

（注記がない限り、TA = 25℃、CFLY = 1μF、CIN = 2.2μF、CTOP = CBOT）

ピン機能

C＋_（ピン1_）_{：フライング・コンデンサの正端子。X5RまたはX7R} の1μFセラミック・コンデンサをC＋からCに接続します。 C_（ピン2_）_{：フライング・コンデンサの負端子。} CX_（ピン3_）_{：2個の直列スーパーキャパシタの中点。このピンの} 電圧は充電中モニタされてCOUT（CX = COUT/2）をトラッキングするように強制され、トップとボトムのスーパーキャパシタの電圧をバランスさせます。 SHDN_（ピン4_{）：アクティブ L のシャットダウン入力。SHDNを} "L"にすると、LTC3225/LTC3225-1は低電流のシャットダウン・モードになります。SHDNピンはフロートさせないでください。 PGOOD_（ピン5_）_{：オープン・ドレインの出力状態インジケータ。} 起動すると、このオープン・ドレイン・ピンは出力電圧（VOUT）がその最終値の6%（標準）以内になるまで L に留まります。 VOUTが有効になると、PGOODは高インピーダンスになります。VOUTがその正しい安定化レベルより7.2%（標準）下に下がるとPGOODは L になります。PGOODは外部抵抗を通して適当なリファレンス・レベルにプルアップすることができます。このピンはシャットダウン・モードでは高インピーダンスになります。 VSEL（ピン6）：出力電圧選択入力。VSELをロジック L にすると安定化されたCOUTを4.8V（LTC3225）または4V（LTC3225-1）に設定し、ロジック H にすると安定化されたCOUTを5.3V （LTC3225）または4.5V（LTC3225-1）に設定します。VSELピンはフロートさせないでください。 PROG（ピン7）：充電電流のプログラミング・ピン。このピンと GNDの間に接続された抵抗により充電電流が設定されます。（「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。） GND（ピン8、露出パッド・ピン11）：チャージポンプのグランド。 これらのピンはPCBのグランドに直接半田付けする必要があります。露出パッドは、定格熱性能を得るために、低インピーダンスのPCBグランドに半田付けする必要があります。 VIN（ピン9）：LTC3225/LTC3225-1の電源。VINは2.2μFより大きな低ESRセラミック・コンデンサを使ってGNDにバイパスします。 COUT（ピン10）：チャージポンプの出力ピン。COUTをトップ・スーパーキャパシタのトップ・プレートに接続します。COUTはスーパーキャパシタに充電電流を供給し、最終電圧を4.8V/5.3V （LTC3225）または4V/4.5V（LTC3225-1）に安定化します。

(6)

LTC3225/LTC3225-1

6

3225fb

簡略ブロック図

LTC3225/LTC3225-1はデュアル・セル・スーパーキャパシタ・チャージャです。固有のトポロジーにより、プログラム可能な充電電流で定出力電圧を維持します。充電中両方のセルに等しい電圧を維持する能力があるので、外部のバランス抵抗を使わずに、スーパーキャパシタを損傷から保護します。他の充電方法ではこのような損傷の可能性があります。LTC3225/ LTC3225-1はスイッチト・キャパシタ・チャージポンプを内蔵しており、VINを安定化された出力電圧に昇圧します。固有のアーキテクチャにより、できるだけ入力ノイズを下げるため、入力電流が比較的一定に保たれます。基本チャージャ回路はわずか3個の外部部品しか必要としません。図1

動作

通常の充電サイクル SHDNピンが1.3Vより上に引き上げられると動作が開始されます。内部抵抗分割器とコンパレータを使ってCOUTピンの電圧が検出され、予め設定された電圧スレッショルドと比較されます。予め設定された電圧スレッショルドは、VSELピンで選択可能です。COUTピンの電圧が予め設定された電圧スレッショルドより低いと、発振器がイネーブルされます。発振器は 0.9MHzの標準周波数で動作します。発振器がイネーブルされると、チャージポンプがCOUTを充電します。内部チャージポンプが引き出す入力電流は、チャージポンプがシャットダウンから起動する度にRPROGで設定されたレベルに達するまで約 20mA/μsでランプアップします。 – + – + CHARGE PUMP 10 9 3 8 COUT CTOP CBOT VIN 1.2V 1 3000i CLK RUN/STOP C1 C2 2 C– C+ 4 SHDN CX 5 PGOOD 3225 F01 GND SOFT-START AND

SHUTDOWN CONTROL PROTECTIONTHERMAL

OSCILLATOR VREF – 2% VREF – 6% VREF – 7.2% 1.088V (LTC3225) 1.067V (LTC3225-1) 1.2V _V_REF VSEL 6 PROG RPROG RUN i 7 R1 R2 POR UVLO POR VIN CFLY

(7)

LTC3225/LTC3225-1

7

3225fb

動作

出力電圧が予め設定された電圧スレッショルドに充電されると、デバイスは内部チャージポンプをシャットダウンし、低電流状態に移行します。この状態では、LTC3225/LTC3225-1は入力電源から約20μAしか消費しません。COUTから流れる電流は約2μAです。 自動セル・バランシング 製造上の許容誤差により、容量とリーク電流がスーパーキャパシタ間で異なることがあります。LTC3225/LTC3225-1で採用している自動セル・バランシングなしでは、スーパーキャパシタ両端の電圧が互いに異なり、セルが過電圧状態になる可能性があります。これはスーパーキャパシタの性能と寿命に悪影響を及ぼす恐れがあります。 LTC3225/LTC3225-1は充電しながら両方のスーパーキャパシタ両端の電圧を常時モニタします。両方のスーパーキャパシタの電圧が等しいとき、両方のスーパーキャパシタが等しい電流で充電されます。一方のスーパーキャパシタ両端の電圧が他方より低いと、低い方のスーパーキャパシタの充電電流が増加し、高い方のスーパーキャパシタの充電電流が減少します。スーパーキャパシタ間の電圧差が大きいほどスーパーキャパシタ当りの充電電流の差が大きくなります。スーパーキャパシタ両端の電圧をバランスさせるため、充電電流は 50%まで増加または減少させることができます。セル電圧がバランスすると、スーパーキャパシタはおよそ次のようなレートで充電されます。

ICOUT=₂1•IVIN

2個のスーパーキャパシタのリーク電流または容量が十分整合していないため充電電流を変えてもそれらの電圧をバランスさせるのに不十分な場合、両者が再びバランスするまで、 LTC3225/LTC3225-1は電圧の高い方のスーパーキャパシタの充電を停止します。この機能により、どちらかのスーパーキャパシタが過電圧状態になるのを防ぎます。並列に接続した抵抗を使用して電圧を等しくしようとすると、電力が浪費されてスーパーキャパシタは放電され、電圧を等しくするのに時間がかかります。３０％の容量不整合があると、充電後に３０％の初期電圧差が生じます。10k抵抗を使用した場合は、1Fのスーパーキャパシタ両端の電圧を等しくするのに何時間もかかります。 シャットダウン・モード SHDNを L にアサートすると、LTC3225/LTC3225-1はシャットダウン・モードに移行します。SHDNピンがVINに接続されていて、入力電源が取り外されるか接地されている場合、出力の消費電流は1μAを下回るので、スーパーキャパシタは充電状態を保つことができます。入力電源がVINに供給され、SHDNピンが接地されている場合、LTC3225/LTC3225-1の消費電流は約1μAです。COUTピンの電圧が0Vまで放電されると、消費電流は1μAを下回ります。SHDNピンは高インピーダンスのCMOS入力なので、決してフロートさせないでください。 出力電圧のプログラミング LTC3225/LTC3225-1はVSEL入力ピンを備えており、ユーザーはVSELピンを L または H に強制することにより、出力スレッショルド電圧をそれぞれLTC3225の場合4.8Vまたは5.3V、 LTC3225-1の場合4Vまたは4.5Vに設定することができます。 出力状態インジケータ（PGOOD） シャットダウン時、PGOODピンは高インピーダンスになります。充電サイクルが開始されると、内部NチャネルMOSFETが PGOODピンをグランドに引き下げます。出力電圧（VOUT）がその最終値の6%（標準）以内のとき、PGOODピンは高インピーダンスになりますが、VOUTが充電終了電圧を超えるまで、充電電流は流れ続けます。VOUTが充電終了電圧より7% 下に下がると、PGOODピンは再び L になります。 電流制限/熱保護 LTC3225/LTC3225-1には過温度保護機能とともに電流制限が内蔵されています。PROGピンがグランドに短絡すると、保護回路が自動的に内部チャージポンプをオフします。高い温度では、またはデバイスが過度に自己発熱するほど入力電圧が十分高いとき、接合部温度が約150℃を超えると、サーマル・シャットダウン回路がチャージポンプをシャットダウンします。接合部温度が再び約135℃まで下がると、チャージポンプをイネーブルします。LTC3225/LTC3225-1は過電流状態が解消するまで、ラッチアップを生じたり損傷を受けたりすることなく、サーマル・シャットダウン状態への出入りを無期限に繰り返すことができます。

(8)

LTC3225/LTC3225-1

8

3225fb

アプリケーション情報

充電電流のプログラミング 充電電流はPROGピンからグランドに接続された1個の抵抗を使ってプログラムします。プログラム抵抗と入力/出力の充電電流は以下の式を使って計算します。 IVIN=3600V_R PROG I_OUT=IVIN 2（整合した出力コンデンサ） 2k以下のRPROG抵抗値では（たとえば、短絡状態）LTC3225/ LTC3225-1は過電流シャットダウン・モードになります。このモードは内部チャージポンプをシャットダウンすることによりデバイスへの損傷を防ぎます。 電力効率 LTC3225/LTC3225-1の電力効率（η）は実効入力電圧が実際の入力電圧の2倍あるリニア・レギュレータの電力効率に似ています。理想的な安定化電圧ダブラでは、電力効率は次式で与えられます。 η2xIDEAL=P_POUT IN =

VOUT•IOUT

VIN• 2IOUT =

VOUT

2VIN

中程度の出力電力から高い出力電力では、LT C 3 2 2 5 / LTC3225-1のスイッチング損失と消費電流は無視できるの

で、上式は有効です。たとえば、VIN = 3.6V、IOUT = 100mA

でVOUTが5.3Vに安定化されているとき測定された効率は 71.2%で、これは理論計算値73.6%によく合っています。 実効開ループ出力抵抗（ROL） チャージポンプの実効開ループ出力抵抗（ROL）は重要なパラメータで、チャージポンプの強度を表します。このパラメータの値は、発振器の周波数（fOSC）、フライング・コンデンサの値（CFLY）、オーバーラップしない時間、内部スイッチの抵抗（RS）、外部コンデンサのESRなど多くの要因に依存します。 充電時間の推定 2個のスーパーキャパシタ両端の初期電圧が等しいときの推定充電時間は次式で与えられます。

t_CHRG=COUT• V

(

COUT– VINI

)

IOUT

ここで、COUTは直列出力容量、VCOUTはVSELピンで設定され

た電圧スレッショルド、VINIはCOUTピンの初期電圧、IOUTは

次式で与えられる出力充電電流です。 I_OUT=1800V R_PROG スーパーキャパシタ両端の初期電圧が等しくない状態で充電過程が開始されるときは、電圧レベルが低い方のコンデンサだけが充電され、他方のコンデンサは電圧が等しくなるまで充電されません。このため、充電時間がわずかに長くなります。リーク電流の大きな不整合により一方のコンデンサが完全に放電しており、他方が完全に充電されたまま保たれている最悪条件では、充電時間は通常の約1.5倍になります。 熱管理 入力電圧が高く、出力電流が最大の場合、LT C 3 2 2 5 / LTC3225-1の電力損失がかなり大きくなることがあります。接合部温度が約150℃を超えると、サーマル・シャットダウン回路が自動的に出力を停止します。最大接合部温度を下げるには、PC基板への十分な熱接続を行ってください。DFNパッケージのGNDピン（ピン8）と露出パッド（ピン11）をPC基板の 2層上のデバイスの下のグランド・プレーンに接続すると、パッケージとPC基板の熱抵抗を大きく減らすことができます。

(9)

LTC3225/LTC3225-1

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3225fb VINコンデンサの選択 CINのタイプと値により入力ピン（VIN）に現れるリップルの大きさが制御されます。ノイズやリップルを減らすには、等価直列抵抗（ESR）が小さい多層セラミック・チップ・コンデンサ（MLCC）をCINに使用することを推奨します。タンタル・コンデンサやアルミ・コンデンサはESRが大きいので推奨しません。入力充電フェーズあるいは出力充電フェーズの両方で LTC3225/LTC3225-1への入力電流は比較的一定ですが、クロックがオーバーラップしない時間はゼロに下がります。オーバーラップしない時間は短いので（約40ns）、これらの欠けた部分「切れ込み」は入力電源ラインをわずかに乱すだけです。タンタル・コンデンサなどESRの高いコンデンサでは入力ノイズが高くなることに注意してください。したがって、セラミック・コンデンサはESR特性が並外れて良いので推奨します。図2 に示されているように、非常に小さな直列インダクタを通して LTC3225/LTC3225-1に給電することにより、入力ノイズをさらに減らすことができます。 10nHのインダクタにより高速電流ノッチが除去されるので、入力電源への電流負荷がほぼ一定になります。コストを下げるため、約1cmのPC基板のトレースを使って、10nHのインダクタをPC基板上に作ることができます。 フライング・コンデンサの選択 注意：フライング・コンデンサの電圧はLTC3225/LTC3225-1_の 起動時に反転することがあるので、フライング・コンデンサ にはタンタルやアルミのような有極性コンデンサは決して 使わないでください。フライング・コンデンサには常に低ESR セラミック・コンデンサを使います。 フライング・コンデンサはチャージポンプの強度を支配します。定格出力電流を達成するには、少なくとも0.6μFのフライング・コンデンサを使う必要があります。セラミック・コンデンサの実効容量は、主にその組成によって決まるやり方で温度および電圧とともに変化します。たとえば、 X5RまたはX7Rの素材で作られたセラミック・コンデンサは 40℃∼85℃で容量のほとんどを維持しますが、Z5Uまたは Y5Vのタイプのコンデンサは同じ範囲でかなりの容量を失います。X5R、Z5UおよびY5Vのコンデンサは電圧係数も劣り、定格電圧が印加されると60%以上の容量を失うことがあります。したがって、異なったコンデンサを比較するとき、規定容量値を比較するより、与えられたケース寸法に対して得られる容量を比較する方が多くの場合適切です。たとえば、定格電圧および定格温度の全条件にわたって、0805ケースに入った、 4.7μF、10VのY5Vセラミック・コンデンサは、同じケースで供給される1μF、10VのX5RまたはX7Rのコンデンサよりも大きな容量を与えるとは限りません。実際、バイアスと温度の全範囲では、1μF、10VのX5RやX7Rの方が4.7μF、10VのY5Vコンデンサより大きな容量を与えます。全動作温度および全バイアス電圧にわたって最小容量の条件を満たすにはどの値のコンデンサが必要かを決定するには、コンデンサ・メーカーのデータシートを調べる必要があります。 0.1µF 10nH 2.2µF 9 8, 11 3225 F02 LTC3225 LTC3225-1 VIN VIN GND 図2．10nHのインダクタを使った入力ノイズの低減

アプリケーション情報

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3225fb セラミック・コンデンサのメーカーとその連絡先を表1に示します。 表1．コンデンサ・メーカー AVX www.avx.com Kemet www.kemet.com Murata www.murata.com

Taiyo Yuden www.t-yuden.com

Vishay www.vishay.com TDK www.component.tdk.com レイアウトに関する検討事項 LTC3225/LTC3225-1によって高いスイッチング周波数と高い過渡電流が生じるので、最適性能を実現するには基板レイアウトに注意が必要です。切れ目の無いグランド・プレーンを与え、全ての外部コンデンサへの配線を短くすれば性能が向上し、あらゆる条件で適切なレギュレーションが保証されます。フライング・コンデンサのC＋ピンとCピンの電圧の立上りと立下りは非常に高速です。これらのピンのdV/dtの値が大きいと、隣接するプリント回路基板のトレースにエネルギーの容量性結合が生じることがあります。フライング・コンデンサがデバイスから遠く離れていると（つまりループで囲まれた面積が大きいと）、磁界が発生することもあります。容量性のエネルギー転移を防ぐには、ファラデー・シールドを使うことができます。これは、敏感なノードとLTC32255/LTC3225-1のピンの間に置かれた、接地されたプリント配線です。高品質のACグランドを確保するには、それをLTC32255/LTC3225-1まで連続して伸びた切れ目の無いグランド・プレーンに戻します。 表2．スーパーキャパシタ・メーカー CAP-XX www.cap-xx.com

NESS CAP www.nesscap.com Maxwell www.maxwell.com Bussmann www.cooperbussmann.com

AVX www.avx.com

Illinois Capacitor www.illcap.com Tecate Group www.tecategroup.com

1個のスーパーキャパシタの充電 LTC3225/LTC3225-1は、図3に示されているように、最小容量 100μFの2個の整合された直列接続セラミック・コンデンサを1 個のスーパーキャパシタと並列に接続することによって、1個のスーパーキャパシタを充電するのに使用できます。

アプリケーション情報

図3．1個のスーパーキャパシタの充電 C1 CSUP VOUT C1 = C2 ≥ 100µF C2 10 3 8, 11 3225 F03 LTC3225 LTC3225-1 COUT CX GND

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標準的応用例

5Vスーパーキャパシタ・バックアップ電源 R2 10k LTC3225 LTC3225-1 PROG VIN VIN 5V COUT C+ CX C1 1µF C2 10F C5 22µF C6 100µF C7 100µF C3 10F C4 2.2µF C– VSEL R1 12k R2 470k GND SHDN VIN GND CTL SENSE GATE STAT LTC4412 VIN1 VIN2 GND ITHM1 VOUT1 FB1 ITHM2 VOUT2 FB2 LTM4616 _1.8V 1.2V GND Q1 Si4421DY Q2 Si4421DY R3 4.78k C8 100µF 3225 TA02

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パッケージ

DDB_{パッケージ} 10ピン・プラスチックDFN (3mm 2mm) （Reference LTC DWG # 05-08-1722 Rev Ø） 2.00 ±0.10 (2 SIDES) 0.40 ± 0.10 0.64 ± 0.05 (2 SIDES) 0.75 ±0.05 R = 0.115 TYP R = 0.05 TYP 2.39 ±0.05 (2 SIDES) 3.00 ±0.10 (2 SIDES) 1 5 10 6 0.200 REF 0 – 0.05 (DDB10) DFN 0905 REV Ø 0.25 ± 0.05 2.39 ±0.05 (2 SIDES) 0.64 ±0.05 (2 SIDES) 1.15 ±0.05 0.70 ±0.05 2.55 ±0.05 0.25 ± 0.05 0.50 BSC 0.50 BSC NOTE： 1. 図面はJEDECのパッケージ外形MO-229のバージョン（WECD-1）に適合 2. 図は実寸とは異なる 3. 全ての寸法はミリメートル 4. パッケージ底面の露出パッドの寸法にはモールドのバリを含まないモールドのバリは（もしあれば）各サイドで0.15mmを超えないこと 5. 露出パッドは半田メッキとする 6. 網掛けの部分はパッケージのトップとボトムのピン1の位置の参考に過ぎない底面図―露出パッドピン1バーのトップ・マーキング（NOTE 6を参照） PIN 1 R = 0.20または 0.25 45の面取り推奨する半田パッドのピッチと寸法パッケージの外形

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3225fb 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　

（Rev B_{よりスタート）} REV _日付 _概要 _{ページ番号} B 6/10 「電気的特性」セクションにNote 3を追加「ピン機能」のピン8と11の改訂「レイアウトに関する検討事項」セクションの文章改訂「標準的応用例」と「関連製品」の改訂 2, 3 5 10 14

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 LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2008 LT 0610 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

標準的応用例

VIN LTC3225/ LTC3225-1 CHARGER 3 R6 1k M4 Si4410DY GND VOUT 1.8V 10A C1 47µF 25V DCAP M2 IRF7424 C+ C– CX GND COUT VIN LTC3225/ LTC3225-1 CHARGER 2 R5 1k M3 Si4410DY M1_IRF7424 3225 TA03 C+ C– CX GND COUT VIN LTC3225/ LTC3225-1 CHARGER 1 C+ C– CX C4 1µF 10V C7 10µF C6 0.1µF R3 332k D4 CMSH3-20 R4 84.5k R2 100k R1 2k R7 10k C3 1µF 10V C2 1µF 10V GND COUT PGND LTC4441-1 SGND IN DRVCC VIN EN/SHDN 8 7 6 5 1 2 3 4 FB OUT VM LTC2915 SEL1 TOL/MR SEL2 RT GND 8 7 6 5 1 2 3 4 RST VCC C5 10µF VBIAS 3.3V VIN 12V GND GND 10A D3 CMSH3-20 D2 CMSH3-20 VIN+ GND VOUT GND LT3740 LT3740 HIGH EFFICIENCY DOWN CONVERTER D1 CSHD6-40C DPAK + * * * ピン8（GND）と露出パッドは、システムのグランドから絶縁された熱パッドに接続される必要があります。 12Vスーパーキャパシタ・バックアップ電源