車載用途向け 入力最大30 V 2 A 同期整流型 PWM制御 降圧DC/DCコンバータ
No. JC-370-180713 R1275S は、最大定格 36 V ドライバー内蔵同期整流型降圧 DC/DC コンバータです。2 MHz のスイッチング周波数で 動作可能なため、AM ラジオ周波数帯へのノイズ対策が容易になります。さらに、スペクトラム拡散機能によるノイ ズ対策が可能です。クランキング時にはスイッチング周波数を自動的にシフトさせ、出力電圧を保持します。 ● 2 MHz 動作で高効率 87%を実現 ● クランキング時のスイッチング周波数を最小 1/4 にシフトする事で出力電圧を保持 ● スペクトラム拡散機能 (拡散率：+8%) による EMI ノイズ低減を実現•
入力電圧範囲 (最大定格): 3.6 V ~ 30 V (36 V)•
スタートアップ電圧: 4.5 V•
スタンバイ電流: Typ. 4 µA•
出力電圧範囲: 3.3 V ~ 5.0 V•
フィードバック電圧: 0.64 V ±1.0%•
発振周波数 (外部抵抗により設定): 2 MHz•
同期可能な外部クロック周波数範囲: 1.8 MHz ~ 2.2 MHz•
スペクトラム拡散型発振器 (SSCG): 拡散率: Typ. +8%•
最小オン時間: Typ. 70 ns•
最小オフ時間: Typ. 120 ns•
デューティオーバー機能: Min. 1/4•
ソフトスタート機能•
サーマルシャットダウン機能: Tj = 160°C•
低電圧誤動作防止 (UVLO): VCC = 3.3 V (Typ.)•
過電圧動作停止 (OVLO): VIN = 35 V (Typ.)•
出力過電圧保護: FB端子電圧 (VFB) +10%•
LX電流制限機能: Typ. 3 A•
ハイサイドドライバオン抵抗: Typ. 0.110 Ω•
ローサイドドライバオン抵抗: Typ. 0.045 Ω 効率特性 (VOUT = 5 V) 入出力電圧差 (IOUT = 1 A) SSCG機能は選択可能です。 製品名 SSCG機能 R1275S003A 無効 R1275S003C 有効•
カーオーディオ、カーナビゲーションシステム、ETCシステムなどのカーアクセサリーの定電圧源•
EVインバータや充電制御などのコントロールユニットの定電圧源 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 500 1000 1500 2000 Effi ci en cy [% ] Iout [mA] VIN=12V HSOP-18 5.2mm x 6.2mm, t= 1.5 mm 概要 特長 主要仕様 特性例 パッケージ 機能オプション アプリケーション 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 [V ] VIN[V]V
OUTV
IN■
セレクションガイド
セレクションガイド 製品名 パッケージ 1 リール個数 鉛フリー ハロゲンフリー R1275S003∗-E2-#E HSOP-18 1,000 個 ○ ○ ∗：機能の選択 ∗ 過電流保護機能 SSCG 機能 A ヒカップ型 無効 C ヒカップ型 有効 #：品質区分の選択 # 動作温度範囲 検査温度 AEC-Q100 A −40°C ~ 125°C 25°C, 高温 Grade 1 K( 1) −40°C ~ 125°C 低温, 25°C, 高温 Grade 1■
ブロック図
INT Regulator S PGOOD BST LX Q R VCO Hiccup Slope Peak Current Limit -+ -+ FB RT CSS Soft Start Circuit Reference PFC MODEUnder Voltage Detection UVD Thermal Shutdown -+ CE 1.2V SHDN OVD UVD VOUT SHDN Mode Select Filter Mode Mode ILIM Drive Circuit VCC Regulator VCC Int_Reg VIN OVD VCC Set_Pulse Set_Pulse Reverse Detection GND Rev SHDN OVD VIN VOUT COMP
Over Voltage Detection OVD
OFF_Pulse Soft_Start OFF_Pulse Int_Reg Soft_Start 2uA Freq Detection Freq_NG UVLO VCC Hiccup SHDN OVD SHDN Hiccup UVD Soft_Start CLK SSCG_EN Freq_NG R1275Sブロック図
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端子説明
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R1275S (HSOP-18) 端子接続図 ∗ パッケージ裏面のタブ (裏面パッド) の電位は必ず基板電位 (GND) としてください。 R1275S端子説明 端子番号 端子名 機能 1, 2 VIN(1) 電源入力電圧端子 3 NC ノーコネクション 4 CE チップイネーブル端子, Active-high 5 CSS ソフトスタート調整端子 6 COMP エラーアンプ位相補償用容量接続端子 7 FB フィードバック端子 8 PGOOD パワーグッド端子 9 VOUT 出力電圧帰還端子 10 MODE(2) モード設定入力端子 11 RT 周波数調整端子 12 VCC VCC 出力端子 13 BST ブースト端子 14, 15, 16 GND(1) GND 端子 17 NC ノーコネクション 18 LX スイッチング端子
端子の内部等価回路図 CE VIN Int_Reg CSS VIN Int_Reg CE 端子の内部等価回路図 CSS 端子の内部等価回路図 COMP FB Int_Reg VCC COMP 端子の内部等価回路図 FB 端子の内部等価回路図 PGOOD VOUT VIN PGOOD 端子の内部等価回路 VOUT 端子の内部等価回路図
MODE VCC RT Int_Reg MODE 端子の内部等価回路図 RT 端子の内部等価回路図 VCC VIN BST VCC LX VCC 端子の内部等価回路図 BST 端子の内部等価回路図
LX
VIN
LX 端子の内部等価回路図■
絶対最大定格
絶対最大定格 項目 パラメータ 定格 単位 VIN 入力電圧 −0.3 ~ 36 V VCE CE端子電圧(1) −0.3 ~ VIN+0.3 ≤ 36 V VCSS CSS 端子電圧 −0.3 ~ 3 V VOUT VOUT 端子電圧 −0.3 ~ 16 V VRT RT 端子電圧 −0.3 ~ 3 V VCOMP COMP 端子電圧(2) −0.3 ~ 6 V VFB FB 端子電圧 −0.3 ~ 3 V VCC VCC 端子電圧 −0.3 ~ 6 V VCC 端子実効出力電流 内部制限 mA VBST BST 端子電圧 LX−0.3 ~ LX+6 V VLX LX 端子電圧(1) −0.3 ~ VIN +0.3 ≤ 36 V VMODE MODE 端子電圧 −0.3 ~ 6 V VPGOOD PGOOD 端子電圧 −0.3 ~ 6 V PD 許容損失(3)(HSOP-18, JEDEC STD.51-7 実装条件) 3900 mW Tj ジャンクション温度 −40 ~ 150 °C Tstg 保存周囲温度 −55 ~ 150 °C 絶対最大定格 絶対最大定格に記載された値を超えた条件下に置くことはデバイスに永久的な破壊をもたらすことがあるばかり か、デバイス及びそれを使用している機器の信頼性及び安全性に悪影響をもたらします。 絶対最大定格値でデバイスが機能動作をすることは保証していません。■
推奨動作条件
推奨動作条件 記号 パラメータ 動作範囲 単位 VIN 入力電圧 3.6 ~ 30 V Ta 動作周囲温度 −40 ~ 125 °C 推奨動作条件 半導体が使用される応用電子機器は半導体がその推奨動作条件の範囲で動作するように設計する必要があります。 ノイズ､サージといえどもその範囲を超えると半導体の正常な動作は期待できなくなります。推奨動作条件を越え た場合には、デバイス特性や信頼性に影響を与えますので、越えないように注意してください。 (1) V IN + 0.3 V を超えないようにしてください。 (2) V CC + 0.3 V を超えないようにしてください。 (3) 付帯事項の「許容損失」に詳しく記述していますので参照してください。■
電気的特性
条件に記載なき場合は、VIN = 12 V, CE = VIN
で示した値は−40°C ≤ Ta ≤ 125°Cでの設計保証値です。
R1275S-AE電気的特性 (Ta = 25°C)
記号 パラメータ テスト条件/コメント Min. Typ. Max. 単位
VSTART スタートアップ電圧 4.5 V VCC VCC 端子電圧 (VCC-GND) VFB = 0.672 V 4.75 5 5.25 V ISTANDBY スタンバイ電流 VIN = 30 V, CE = 0 V 4 30 µA IVIN1 VIN 消費電流 1 (PWM 動作スイッチング停止時) VFB = 0.672 V, MODE = 5 V, VOUT = LX = 5 V 1.0 1.35 mA VUVLO1 UVLO 閾値電圧 VCC Falling 3.2 3.3 3.4 V VUVLO2 VCC Rising 4.1 4.3 4.5 V VOVLO1 OVLO 閾値電圧 VIN Rising 33.6 35 36 V VOVLO2 VIN Falling 32 34 V VFB FB 電圧精度 Ta = 25°C 0.6336 0.64 0.6464 V −40°C ≤ Ta ≤ 125°C 0.6272 0.6528 fOSC0 発振周波数 0 RRT = 14 kΩ 1800 2000 2200 kHz fSYNC 同期可能周波数 1800 2200 kHz ΔfOSC_SSCG スペクトラム拡散時 発振周波数変調率 VFB = 0.672 V (R1275S003C) +8 % tSS1 ソフトスタート時間 1 CSS = OPEN 0.36 0.75 ms tSS2 ソフトスタート時間 2 CSS = 4.7 nF 1.4 2 ms ITSS ソフトスタート端子充電電流 CSS = 0 V 1.8 2 2.2 µA VSSEND ソフトスタート終了 CSS 端子電圧 0.635 0.64 0.705 V RDIS_CSS CSS 端子ディスチャージ抵抗 VIN = 4.5 V, CE = 0 V, CSS = 3 V 2 5 kΩ
ILXLIMIT LX 制限電流 High-side Transistor, DC 電流 2.55 3.0 3.45 A
IREVLIMIT 逆流制限電流 Low-side Transistor, DC 電流 1.7 3.5 A
VCEH CE ”High” 入力電圧 1.25 V
VCEL CE ”Low” 入力電圧 1.1 V
ICEH CE ”High” 入力電流 VIN = CE = 30 V 1.2 2.45 µA
ICEL CE ”Low” 入力電流 0 0.1 µA
IFBH FB ”High” 入力電流 VFB = 0.672 V −0.1 0 0.1 µA
IFBL FB ”Low” 入力電流 VFB = 0 V −0.1 0 0.1 µA
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電気的特性
条件に記載なき場合は、VIN = 12 V, CE = VIN
で示した値は−40°C ≤ Ta ≤ 125°Cでの設計保証値です。
R1275S-AE電気的特性 (続き) (Ta = 25°C)
記号 パラメータ テスト条件/コメント Min. Typ. Max. 単位
VMODEH MODE ”High” 入力電圧 0.81 V
IMODEH MODE ”High” 入力電流 MODE = 5 V 6.25 14.0 µA
TTSD サーマルシャットダウン 閾値温度 Rising 150 160 °C TTSR Falling 125 140 °C VPGOODOFF PGOOD 端子オフ電圧 VIN = 3.6 V, PGOOD = 1 mA 0.25 V IPGOODOFF PGOOD 端子オフ電流 VIN = 30 V, CE = 0 V, PGOOD = 6 V 100 nA VFBOVD1 FB 端子 OVD 閾値電圧 VFB Rising VFB x1.10 0.730 V VFBOVD2 VFB Falling 0.650 VFB x 1.07 V VFBUVD1 FB 端子 UVD 閾値電圧 VFB Falling 0.556 VFB x 0.90 V VFBUVD2 VFB Rising VFB x 0.93 0.625 V すべての製品において、パルス負荷条件 (Tj ≈ Ta = 25°C) の下で上記の電気的特性表の項目をテストしています。
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動作説明
MODE 端子機能 MODE 端子に印加される電圧やパルスによって、動作モードは強制 PWM モード、もしくは PLL 同期モード に変更されます。1.33 V 以上の電圧が印加されると、強制 PWM モードとなり、負荷電流によらず、常に PWM で動作を行います。 強制 PWM モードについては、後述の「強制 PWM モード」を参照してください。また、外部クロック接続 時の動作については、後述の「周波数同期機能」を参照してください。 周波数同期機能 MODE端子に入力された外部クロック周波数にPLL (フェーズロックループ) を用いて同期することが可能で す。同期可能な周波数範囲は1.8 MHz ~ 2.2 MHzで、同期中は強制PWMで動作します。外部クロックは100 ns 以上のパルス幅を推奨します。MODE端子に外部クロックを入力した状態で立ち上げた場合は、外部ク ロックに同期しながらソフトスタートを行います。入出力電圧差が近くなり、最大デューティやデューティ オーバーの状態となった際には、同期周波数の1 ~ 1/4間の周波数にて動作し、MODE端子と非同期の状態に なるため注意が必要です。 デューティオーバー機能 クランキング時など入力電圧が低下した場合、出力電圧を保持するために動作周波数を設定周波数の 1 ~ 1/4 までリニアに変化させます。これにより、通常の最大デューティを超えたオンデューティを引き出すこ とで入出力電圧差を小さくすることができます。デューティオーバー機能は設定周波数、及び、外部同期周 波数において最小オフ時間を検出すると動作します。UVLO (Undervoltage Lockout) 機能
UVLO 機能とは、入力電圧が低下することにより VCC 端子電圧が UVLO 検出電圧である 3.3 V (Typ.) より 低くなると、スイッチングをオフ状態にすることで誤動作を防止する機能です。スイッチングは停止するた め出力電圧は負荷と COUTに応じて低下します。VCC 端子電圧が UVLO 解除電圧である 4.3 V (Typ.) より高
くなると、R1275S は再起動しソフトスタートが開始されます。R1275S では UVLO 解除電圧の Max 値で ある 4.5 V をスタートアップ電圧としています。
OVLO (Overvoltage Lockout) 機能
OVLO 機能とは、入力電圧が OVLO 検出電圧である 35 V (Typ.) を上回るとき、スイッチングをオフ状態に することで誤動作の防止およびドライバーの過電圧破壊を防ぐための機能です。スイッチングは停止するた め出力電圧は負荷と COUTに応じて低下します。入力電圧が OVLO 解除電圧である 34 V (Typ.) を下回る
と、R1275S は再起動しソフトスタートが開始されます。なお、本機能は絶対最大定格以上の動作を保証す るものではありません。
パワーグッド機能
NMOSオープンドレイン によるパワーグッド機能は、ICが以下のような状態を検出するとNMOSをオンし、 PGOOD端子を “Low” にします。これらの状態からの復帰後は、NMOSをオフし、PGOOD端子電圧を “High” (パワーグッド入力電圧：VUP) にします。 ・CE = “Low” (シャットダウン時) ・UVLO検出時 ・OVLO検出時 ・サーマルシャットダウン時 ・ソフトスタート時 ・UVD検出時 ・OVD検出時 ・ヒカップ型保護機能動作時
PGOOD端子は、PGOOD端子に流れ込む電流が1 mAの場合に、PGOOD端子電圧 ”Low” の0.25 V 以下を保 証するように設計されています。パワーグッド入力電圧 (VUP) は5.5 V以下、プルアップ抵抗 (RPG) は10 kΩ 以上100 kΩ以下を推奨します。また、パワーグッド機能を使用しない場合は、PGOOD端子を “Open” また は “GND” に接続してください。 R1275S PGOOD “H” is detected under abnormal condition. VUP VPGOOD RPG パワーグッド回路図
CE VFB 0.64V PGOOD 120us (Typ.) VIN 1.1V Hi-z Hi-z time time time time パワーグッド回路 立ち上がり/ 立ち下がりシーケンス
低電圧検出 (UVD) 機能
UVD機能は、FB端子を用いて間接的に出力電圧を監視しています。UVD検出電圧はFB端子電圧の90% (Typ.) であり、FB端子電圧が15 µs (Typ.) 以上UVD検出電圧を下回るとPGOOD端子を ”Low” にします。もしFB端 子電圧が0.64 Vの93% (Typ.) を上回ると、遅延時間経過後 (Typ.120 µs) に、PGOOD端子は ”High” になり ます。
UVD検出中に電流制限検出すると、ヒカップの過電流保護機能が動作します。
過電圧検出 (OVD) 機能
OVD機能は、FB端子を用いて間接的に出力電圧を監視しています。FB端子電圧の過電圧を検出すると、内部 回路はアクティブ状態のまま、スイッチングを停止します。OVD検出電圧は、FB端子電圧の110% (Typ.) で あり、FB端子電圧が15 µs (Typ.) 以上OVD検出電圧を上回るとPGOOD端子を ”Low” にします。もしFB端子 電圧が0.64 Vの107% (Typ.) を下回ると、スイッチングは通常の制御系で制御され、遅延時間経過後 (Typ.120 µs) に、PGOOD端子は ”High” になります。 ヒカップ型過電流保護機能 過電流保護機能はヒカップ型であり、電流制限検出中にUVDが機能することが動作条件になります。ヒカッ プ型は保護が働いた後にスイッチングを停止し、一定時間 (Typ. 7.5 ms) 後に再起動を行います。自動復帰 するため、CE端子の ”Low”/“High” 切替えをする必要がありません。出力がGNDに短絡された場合には、短 絡が解除されるまでオン/オフを繰り返します。 最小オン時間 最小オン時間は、発振周期内においてハイサイドトランジスタをオンできる最小時間です。R1275Sの最小オ ン時間 (Typ. 70 ns) は内部回路にて決定します。最小オン時間以下の幅のパルスを生成することはできませ ん。そのため、最小降圧比/発振周波数 [VOUT / VIN × (1 / fOSC)] が最小オン時間を下回らないように、出力設定 電圧、発振周波数を選択してください。最小降圧比を下回る設定となった場合、R1275Sはパルススキップし ます。出力電圧は安定しますが、電流および電圧のリップルが大きくなります。 最小オフ時間 最小オフ時間は、発振周期内においてハイサイドトランジスタをオフできる最小時間です。R1275Sの最小オ フ時間 (Typ.120 ns) は内部回路にて決定します。R1275Sはブートストラップ方式の採用により、ハイサイ ドトランジスタにNMOSを使用します。そのため、ハイサイドトランジスタを駆動する電圧を充電する必要 があり、充電に要する時間からオフ時間を決定しています。また入力電圧が低い場合、または急激な負荷過 渡が入った場合には、デューティオーバー機能によりハイサイドトランジスタのオフも最小で4周期毎とな り、実質的に最大デューティ比を上げることで入出力電圧差を小さくすることが可能です。
電流制限機能 電流制限機能はピーク電流方式で電流を制限します。制限電流値は3.0 A (Typ, DC値) に設定されており、IC 内部で固定されます。電流制限回路はハイサイドトランジスタのドレイン-ソース間電圧をセンスすることで 検出しますが、インダクタ電流の過渡的な制限値はDC値よりも高い値で検出します。またR1275Sの電流制 限は最小オン時間後に動作するため、特に最小オン時間付近で使用する場合は、制限電流値が上昇するため 注意が必要です。以下にリコー評価基板上での電流制限値を示します。 (オン時間が長いほど3.0 A (Typ. DC値)へ近づきます) R1275S 制限電流 対 LX オン時間 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 70 80 90 100 110 120 130 140 ILIM (A) ON Time(ns)
低入力電圧動作時の注意点 特にVIN = 5 V以下で使用する場合は、負荷電流に制限が掛かる条件があるため注意が必要です。 R1275SはVIN─LX間の電位差で電流制限を検出しますが、低入力電圧動作時はハイサイドトランジスタの駆 動能力が低下するため、より小さい電流でVIN─LX間の電位差が大きくなり電流制限を検出して負荷電流が制 限されることがあります。また低入力電圧動作時はデューティオーバー機能により周波数が低下しますが、 特に設定周波数の1/4の状態から負荷を引くことで入出力電圧差が生じると、IC内部の制御によりデューティ オーバー状態から抜けて出力電圧が低下することがあります。どちらも入力電圧と負荷電流に依存するため、 低入力電圧時における重負荷の使用は注意が必要です。目安として入力電圧と負荷電流の関係を以下に示し ます。 また、BST電圧 (BST─LX間電圧) が極端に低下した場合、BST電圧下で駆動するIC内部ロジックの誤動作を 防ぐため、強制的にスイッチングをオフしBST電圧をチャージする機能があります。この現象はVIN = 4 V以 下で起こりやすく、出力電圧リップルに影響することがあります。 VOUT = 3.3 V 設定 R1275S 出力電流 対 入力電圧 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 IOUT (A) VIN(V) Ta=25°C Ta=105°C Ta=125°C
出力電圧設定
RTOP、RBOTを変更することで、出力電圧 (VOUT) を任意に設定することができます。出力電圧は次式1より求
められます。
VOUT = VFB × (RTOP + RBOT) / RBOT ··· 式1
例) VOUT = 3.3 V 設定
RBOT = 39 kΩとした場合、式1より、RTOPは162 kΩで設定することができます (式2参照)。E24系列の抵抗を
使って162 kΩに設定するためには、(160 kΩ + 2 kΩ) の組み合わせで、RTOPを2つ直列に接続して構成する必 要があります。また、設定電圧の許容範囲が広い場合、RTOPを160 kΩの抵抗1つで設定することができ、部品 点数の削減になります。なお、RBOTは39 kΩ以下を推奨致します。 RTOP = (3.3 V / 0.64 V - 1) × 39 kΩ = 162 kΩ··· 式2 発振周波数設定 RT端子とGNDの間に発振周波数設定抵抗 (RRT) を14 kΩ (Typ.) とすることで、発振周波数を2 MHzに設定 することができます。発振周波数の抵抗ばらつきの影響を算出できるよう算出式を示します。発振周波数の ばらつきをできるだけ小さくするために、RRTは±1%以下の抵抗を使用いただくことを推奨致します。 なお、SSCG機能版 (003C) の場合は、設定周波数よりアップスプレッドで変調します。(Typ. +8%) RRT [kΩ] = 37773 × fOSC [kHz] ^ (-1.04) R1275S 発振周波数 対 発振周波数設定抵抗 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 fOSC (k H z) RRT (kΩ)
ソフトスタート時間調整機能
ソフトスタート時間は、CE端子の ”High” から出力電圧が設定電圧に達するまでの時間としています。CSS 端子にコンデンサ (CSS) を取り付けることで、内蔵ソフトスタート時間 500 µs (Typ.) を下限にソフトス
タート時間 (tSS) を調整することができます。
外部調整ソフトスタート時間は、CSSに2.0 μA (Typ.) で0.64 V (Typ.) までチャージする時間で決定され、CSS
= 4.7 nFの場合にTyp. 1.6 ms (Typ.) となります。また、ソフトスタート時間を調整する必要が無い場合は、 CSS端子を “Open” にすることにより内蔵ソフトスタート時間500 µs (Typ.) で起動します。 「電気的特性」に記載の条件の下で、CSS端子を“Open” にした場合のソフトスタート時間 (tSS1) と、CSS = 4.7 nFの場合のソフトスタート時間 (tSS2) を保証しています。 1nF 3.3nF 10nF 33nF CSS tSS 10ms 3.3ms 1.2ms 0.5ms 1.6ms 4.7nF ソフトスタート時間調整コンデンサ 対 ソフトスタート時間 CE VOUT VSET tSS tVO_S PGOOD 120us (Typ.) 1.27V time time time ソフトスタートシーケンス CSS [nF] = (tSS – tVO_S) / 0.64 × 2.0 tSS: Soft-start time (ms)
tVO_S: Time period from
CE = “High” to VOUT’s rising (Typ. 0.160 ms)
逆流電流制限機能 逆流電流制限機能は、ローサイドトランジスタに流れる逆流電流が設定された逆流閾値電流を上回ると検出 します。検出するとローサイドトランジスタをオフし、逆流電流を制限します。電流制限値は2 A (Typ.) とな ります。この機能は、主に出力がショートし、設定電圧よりも高い電圧にプルアップされた場合に動作する 機能となります。 SSCG (スペクトラム拡散型発振器) 機能 EMI軽減のため、PWM動作時にSSCG機能が有効になるバージョンを用意しています。このバージョンでは 発振周波数 (fOSC) が、設定周波数 ~ 設定周波数の+8.0% (Typ.) の範囲で三角波状に変化します。変調周期 は fOSC / 128 になります。SSCGはMODE = Hのみ有効で、外部クロック印加時にはSSCGの効果が得られな いため注意が必要です。またソフトスタート時には発振周波数は変調せず、設定周波数または外部同期周波 数で動作します。 周波数異常保護機能 (BADFREQ) 発振周波数設定抵抗 (RRT) のオープン時またはショート時にスイッチングを停止することでICを保護しま す。4 MHz (Typ.) 以上もしくは125 kHz (Typ.) 以下に相当する電流がRT端子に流れると、スイッチングを停 止し、内部状態はソフトスタート前の状態に遷移します。異常状態から復帰した場合は、ソフトスタートか ら再開して通常の制御系で制御されます。 LX PGOOD time time VFB 0.64V time BADFEQ Detection BADFEQ Release BADFREQ 検出/ 解除シーケンス
強制 PWM モード
MODE端子を ”High” に固定、もしくは外部クロックを印加することで、ノイズを軽減するために軽負荷時に も固定周波数でスイッチングする強制PWMモードになります。そのため、IOUTが ΔIL/2 以下の場合、ILMINは ”0”
以下になります。 ILMAX ILMIN tON tOFF T=1/fOSC IL IOUT t 0 ΔIL 強制 PWM モード
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アプリケーション情報
MODE CSS GND LX RTOP RBOT RC CC RPG CBST CVCC L COUT CIN2 CIN1 VOUT CE PGOOD COMP VOUT FB CSS CC2 NC VIN VCC BST SBD R1275Sxxxx VIN GND RT GND NC RRT CSPD (1) RCE CE Control R1275S推奨回路例1 推奨定数 VOUT [μF] CIN [μH] L C[μF] OUT C[μF] BST C[μF] VCC CSPD [pF] RTOP [kΩ] R[kΩ] BOT [kΩ] RRT [kΩ] RC [nF] CC CC2 [pF] 3.3 V 21 (10×2+1) 2.2 48.7 (22×2+4.7) 0.1 1.0 10 162 (150+12) 39 14 8.2 4.7 - 5.0 V 21 (10×2+1) 2.2 48.7 (22×2+4.7) 0.1 1.0 10 267 (220+47) 39 14 12 4.7 - RCEは1 kΩ以上、RPGは10kΩ以上100kΩ以下を推奨します。 推奨部品例 記号 コンデンサ スペック 部品名 CIN 1.0 µF 50 V, 125°C CGA4J3X7R1H105K (TDK) 10 µF 50 V, 125°C CGA6P3X7S1H106K (TDK) COUT 4.7 µF 25 V, 125°C CGA5L1X7R1E475K (TDK) 22 µF 16 V, 125°C CGA6P1X7R1C226M (TDK) CBST 0.1 µF 25 V, 125°C CGA3E2X7R1E104K (TDK) CVCC 1.0 µF 16 V, 125°C CGA3E1X7R1C105K (TDK) 記号 インダクタ スペック 部品名 L 2.2 µH 5.5 A CLF7045NIT-2R2-D (TDK)品選定上の注意点 インダクタ ● 直流抵抗が小さく、許容電流が十分あり、磁気飽和しにくいものを選んでください。直流抵抗は効率に影 響します。許容電流が足りず磁気飽和すると電流重畳出来なくなりインダクタが破壊に至る場合がありま す。またインダクタンス値が小さい場合は、負荷電流の増加と共にLX電流のピーク値が増加し、電流制限 回路が動作する可能性があります。 コンデンサ ● DCバイアス特性および温度特性を考慮し、定格が印加電圧に対してマージンのあるものを使用してくだ さい。 ● 入力コンデンサ (CIN)、出力コンデンサ (COUT) はセラミックコンデンサを使用していただくことを推奨 します。電解コンデンサも使用可能ですが、必ずセラミックコンデンサと併用を推奨します。電解コン デンサは許容リップル電流の定格に注意し、できるだけ直列等価抵抗 (ESR) の低いものを選んでくださ い。許容リップル電流 (IRMS) は次式より求められます。
IRMS ≒ IOUT/ VIN × √{ VOUT × (VIN – VOUT) }
また電解コンデンサによっては低温でESRが大きくなる特性があるため、特にCOUTとして使用される場
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使用上の注意点
本製品を用いた電源回路の性能は、周辺回路に大きく依存します。PCBに実装された周辺部品または本製品 が、定格電圧値、定格電流値、定格電力値を超えないようにしてください。周辺回路の設計の際には、以下 の注意点に十分に注意してください。下記PCBレイアウト図を参照。 ● 外付け部品は極力ICの近くに置き、配線を短くしてください。特にVIN ─ GND間に接続されているコン デンサは、VIN端子の直近に最短距離で配線してください。電源配線、グラウンド配線のインピーダンス が高いとIC内部の電位がスイッチング電流により変動し動作が不安定になることがあります。電源配線、 グラウンド配線を十分強化してください。 ● コンデンサ (CBST) は LX 端子と BST 端子の直近に配置してください。EMI 対策でスルーレートを調 整する場合は、CBSTに直列に抵抗 (RBST)を追加できるようにランドパターンを用意してください。● HSOP-18 パッケージは、IC の裏面パッドを備えています。IC の裏面パッドは GND に接続し、放 熱面を考慮して GND 層は IC を中心に出来るだけ広い面積を確保してください。また、多層基板に おいて放熱性を高めるには、IC の裏面パッドの接続部やその周囲に Via を設け、他層に熱を逃がす 対策が有効です。
● NC 端子は必ず "Open” にしてください。
● 強制PWMモード (MODE = High) で使用される場合、MODE端子に安定した ”High” の電圧を印加して ください。そのような電圧が無い場合、”High” はVCC端子に接続することを推奨します。またMODE端 子を”GND” もしくは”Open” にしての使用は避けてください。 ● 出力電圧 (VOUT) がマイナス電位の場合、起動できないことがあります。 ● Lx端子とインダクタ間は寄生容量等がつかないようラインを短くしてください。 ● 入力コンデンサ(CIN)はICと同じ面に配置することを推奨致します。ビアを使用してICと異なる面に配置 すると、ビアの寄生インダクタンス成分によりノイズが増加する可能性があります。 ● 出力電圧帰還は、COUTの近くから行なってください。 ● RTOP、RBOT、CSPDはFB端子から近く、かつ、ノイズの影響を受けないように、インダクタ、Lx端子、お よび、BST端子から離れた位置に実装してください。
● PCB レイアウト図
R1275S003x
1 層 (Top) 2 層
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特性例
以下の特性例は参考値であり、それぞれの値を保証するものではありません。 1) FB 電圧 2) 発振周波数 0 2 MHz (RT = 14 kΩ) 3) ソフトスタート時間 内蔵ソフトスタート 外部調整ソフトスタート (CSS = Open) (CSS = 4.7 nF) 4) LX 制限電流 5) VIN 消費電流 1 VIN = 12 V, MODE = H6) UVLO 7) CE 入力電圧
8) 効率
VOUT = 3.3 V, fOSC = 2 MHz, Ta = 25°C VOUT = 5.0 V, fOSC = 2 MHz, Ta = 25°C
9) 負荷過渡
VIN = 12 V, VOUT = 3.3 V, fOSC = 2 MHz,
10) 負荷安定度
VOUT = 3.3 V, fOSC = 2 MHz, Ta = 25°C VOUT = 5.0 V, fOSC = 2 MHz, Ta = 25°C
11) 入力過渡 12) 入力安定度
VIN = 8 V -> 16 V, tr = tf = 100 μs
VOUT = 3.3 V, fOSC = 2 MHz, IOUT = 1 A, Ta = 25°C
VOUT = 3.3 V, fOSC = 2 MHz
IOUT = 1 A, Ta = 25°C
13) 過渡電圧サージ VOUT = 3.3 V, fOSC = 2 MHz
14) クランキング
HSOP-18 パッケージの許容損失について特性例を示します。なお、許容損失は実装条件に左右されます。 本特性例はJEDEC STD. 51-7 に基づいた下記測定条件での参考データとなります。 測定条件 項目 測定条件 測定状態 基板実装状態 (風速 0 m/s) 基板材質 ガラスエポキシ樹脂 (4 層基板) 基板サイズ 76.2 mm × 114.3 mm × 0.8 mm 配線率 外層 (1 層)：95%以下, 50 mm 角 内層 (2 層, 3 層)：100%, 50 mm 角 外層 (4 層)：100%, 50 mm 角 スルーホール φ 0.3 mm × 21 個 測定結果 (Ta = 25°C, Tjmax = 150°C) 項目 測定結果 許容損失 3900 mW 熱抵抗 (θja) θja = 32°C/W 熱特性 (ψjt) ψjt = 8°C/W θja：ジャンクション温度と周囲温度間の熱抵抗 ψjt：ジャンクション温度とパッケージマーク面中央温度間の熱特性 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 0 25 50 75 100 125 150 Pow er D is si pat ion P D (m W ) Ambient Temperature (°C) 3900
HSOP-18 パッケージ外形図
∗ 青丸で囲んでいる裏面のタブは基板電位 (GND) です。基板側のグランドと接続してください。
