User’s Guide
for Evaluation Board
NN30196A-EVB
Part No.
Part No.
Automotive & Industrial Systems Company
Panasonic Corporation
The product specifications described in this book are subject to change without
notice for the product which is currently under development. At the final stage of
your design, purchasing, or use of the product, therefore, ask for the most
up-to-date Product Standards in advance to make sure that the latest specifications satisfy
your requirements.
目次
1 製品紹介
1.1 概要
……….………...
3
1.2 特長
……….………...
3
1.3 用途
..
………
……….…...
3
1.4 外形
……….………...
3
1.5 構造
……….………...
3
1.6 ブロック図
………...
4
2 評価ボード
2.1 外観
..………….………...
5
2.2 ジャンパー機能
...……….………...
6
3 回路図
...………...
7
4 テストセットアップ
4.1 主要テスト端子とジャンパー………...
8
4.2 出力電圧設定方法
………...
9
5 部品リスト
...………...
10
6 基板レイアウト
...………...
11
使用上のご注意
……….………...
14
1 製品紹介
NN30196Aは最大出力電流9Aの降圧DC-DCコンバータです。本ガイドは評価ボード (NN30196A-EVB)用のサポートドキュメ
ントです。回路図、テストセットアップ、部品一覧、基板レイアウトが含まれています。
1.1 概要
NN30196Aは、ヒステレティック制御方式を採用し、パワーMOSFETを内蔵した同期整流型1チャンネルの降圧DC-DCコン
バータです。このヒステレティック制御方式により、出力負荷が急変した場合にも高速に応答し、出力電圧の変動を最小限
に抑えます。また低容量のコンデンサを使えるのと、位相補償用に外部回路を追加する必要が無いため、機器の小型化が実
現可能です。出力電圧はユーザーにより設定が可能です。最大出力電流は9Aです。
1.2 特長
—ヒステレティック制御方式による高速応答の降圧DC-DCコンバータ
—オン抵抗 9mΩ (Typ)の MOSFETを2個内蔵し、高効率を達成
—FCCM(連続)／SKIP(非連続)モードの切替えが可能
—入力電圧範囲: AVIN: 4.5V~ 5.6V , PVIN: 3.1V ~ 5.6V
—出力電圧範囲: 0.6V ~ 3.5V
—内蔵リファレンス電圧 0.6V±1%
—スイッチング周波数が選択可能 (500kHz/1MHz/2MHz)
—調整可能なソフトスタート機能
—低消費電力設計
—PGOOD端子への正常出力電圧検出の出力
—保護機能内蔵: 低電圧誤動作保護 (UVLO)、温度保護 (TSD)、過電圧検出 (OVD)、過電流保護(OCP)、短絡保護(SCP)
入力電圧範囲、及び出力電流範囲をTable 1に示します。
1.3 用途
—大電流が必要なシステム、HDD (Hard Disk Drives)、SSD (Solid State Drives)、PC、ゲーム機器、サーバー、監視カメラ、
ネットワークTV、家電、OA機器など。
1.4 外形
— QFN40ピン、プラスティックパッケージ （実装面に放熱パッドあり）
(Size : 6
× 6 mm, 0.5 mm ピッチ)
1.5 構造
—マルチチップ IC
0A ∼ 9A 出力電流範囲 PVIN = 3.1V ∼ 5.6V AVIN = 4.5V ∼ 5.6V *1 入力電圧範囲 EVB-NN30196A 評価ボード *1 : PVINピンと AVINピンは普段は評価ボード上でゼロ(0)Ω抵抗(R-AVIN)で接続されておりますTable 1. 入力電圧と出力電流範囲
Figure 1. Block Diagram
Driver
Control
Logic
CTL
VREF
SS
VREG
Soft Start VREF Soft Start VOUT MODE VFB VREG CTL2 CTL1 SS AVIN PGOOD BST PVIN LX PGND AGNDAVIN
PVIN
VREG ON/OFF f-SELVOUT
1.6 ブロック図
Figure 2. Appearance of Evaluation Board
2
評価ボード
2.1
外観
ジャンパーの詳細設定については
次ページを参照してください。
GND
PVIN
(Force)
PVIN
(Sense)
VOUT
(Sense)
Jumper for
MODE
VOUT
(Force)
GND
Jumper for
CTL1
Jumper for
CTL2
Jumper for
PGOOD
Load
A
ｰ
+
+
ｰ
+
ｰ
ｰ
+
V
V
2.2 ジャンパー機能
MODE端子、CTL1端子、CTL2端子、PGOOD端子はそれぞれJ-MODE、J-CTL1、J-CTL2、J-PGOODの
各ジャンパーによって制御可能です。
500kHz
1MHz
OFF
2MHz
SW
frequency
Jumper
Table 3. J-CTL1,J-CTL2 (Control SW frequency ）
J-CTL1
Table 4. J-PGOOD (Control the Voltage PGOOD pin pulled up to）
SKIP
FCCM
Mode
Jumper
Table 2. J-MODE (Control modes）
J-MODE
AVIN
VREG
Pull up to
Jumper
J-PGOOD J-CTL1 J-CTL2 J-CTL1 J-CTL2 J-CTL2 J-CTL1 J-CTL2 J-PGOODFigure 3. Appearance of J-MODE, J-CTL1, J-CTL2
Figure 4. Appearance of J-PGOOD
＊: Not Installed
Figure 5. Evaluation Board Schematic
3 回路図
11 14 17 18 19 20 23 24 25 26 27 28 31 32 33 35 37 39 1 2 45 6 8 PGND CTL2 L-LX LX BST MODE AGND VREG VFB VOUT SS PGOOD AGND PVI N PVIN C-AV IN 1 C-AV IN 2 C-BST J-MODE VREG J-PGOOD GND J-CTL2 R-PG PGOOD PVIN AVIN C-SS GND AVIN AVIN AVIN AVIN GND J-CTL1 AVIN CTL 1 3 7 16 15 13 12 10 9 36 38 40 C-PV IN 1 C-PV IN 2 GND GND R-VFB C-V R EG VREG VREG GND GND GND GND GNDSolder Land_PVIN
R-AV IN To AVIN To PVIN C99 ＊Solder Land_GND
GND To GND GND C -DC DC O U T 1 C -DC DC O U T 2 C -DC DC O U T 3 DCDCOUT CAP_GND GND DCDCOUT (Solder Land) CAP_GND (Solder Land) GND GND R-FB5 R-FB3 R -F B1 R-FB2 R-FB4 GND C-FB ＊ VOUTDCDCOUT test point at DCDCOUT connector -DCDCOUT Jumpers Main Test Points
3-pin headers to choose frequency. 500kHz / 1MHz / 2MHz / or DCDC off.
-J-CTL1, J-CTL2
3-pin headers for pull-up of PGOOD. Connect to VREG to allow pull up to VREG pin, to AVIN to allow pull up to AVIN pin. open
J-PGOOD
3-pin headers to choose mode. Connect MODE to AVIN to choose FCCM mode, GND to choose SKIP mode.
-J-MODE
PVIN test point at PVIN connector Function
-Default PVIN
Reference Designator
Table 5. Function of Main Test points and Jumpers
1MHz 2MHz J-CTL1, J-CTL2 Pull up to AVIN 500kHz FCCM mode Mode Setup Pull up to VREG DCDC off SKIP mode Mode Setup J-PGOOD J-MODE Jumper
Table 6. Jumper Setup
AVIN MODE pin GND J-MODE AVIN MODE pin GND J-MODE Pull up to AVIN PGOOD pin Pull up to VREG J-PGOOD Pull up to AVIN PGOOD pin Pull up to VREG J-PGOOD J-CTL1 J-CTL2 AVIN CTL1, 2 pin GND J-CTL1 J-CTL2 AVIN CTL1, 2 pin GND J-CTL1 J-CTL2 AVIN CTL1, 2 pin GND J-CTL1 J-CTL2 AVIN CTL1, 2 pin GND
4 テストセットアップ
4.1 主要テスト端子とジャンパー
この章では、評価ボードの基本的な接続、セットアップ、使用方法を示します。
評価ボード上には、Table.5に示されるようにテスト端子とジャンパーが設けられています。
PVINのパッドには十分電流供給可能な電源ケーブルを接続してください。降圧DCDCコンバータ出力へ
の負荷はDCDCOUTのパッドへ接続してください。ケーブル内の損失を減らすために、ケーブル長を最
小にしてください。
PVIN端子はGND端子を基準に入力電圧をモニタします。
DCDCOUT端子はGND端子を基準に出力電圧をモニタするために使用します。
ジャンパーの設定をTable.6に示します。
Vout=
(R-FB3 + R-FB4)
(R-FB1 + R-FB2 + R-FB3 + R-FB4)
x 0.6
- - - -
(1)
0 1.0 0 1.5 1.50 0 1.6 0 1.2 1.05 0 1.0 1.0 1.0 1.80 0 1.5 0 1.5 1.20 0 R-FB4(k ohm) 0 R-FB2(k ohm) 1.0 R-FB1(k ohm) 1.5 R-FB3(k ohm) 1.00 Output Voltage (V)Table 7. Output Voltages
4.2 出力電圧設定方法
R-FB1∼R-FB4の抵抗値を変更することで、評価ボードの出力電圧を調整できます。
出力電圧（0.6Vから3.5V）とR-FB1∼R-FB4の関係を、式（１）に示します。
Table 8. Evaluation Board Bill of Materials
-C99 ERJ3GEY0R00V Panasonic 0603 Resistor, Chip, 0.1W 0 1 R-FB5 ERJ3GEY0R00V Panasonic 0603 Resistor, Chip, 0.1W 0 1 R-FB4 *2 ERJ3EKF1501V Panasonic 0603 Resistor, Chip, 0.1W, 1% 1.5k 1 R-FB3 *2 ERJ3GEY0R00V Panasonic 0603 Resistor, Chip, 0.1W 0 1 R-VFB GRM31CR71E226KE15L Murata 1210 Capacitor, Ceramic, 10V, X7R, 10% 22uF 1 C-DCDCOUT3 GRM31CR71E226KE15L Murata 1210 Capacitor, Ceramic, 10V, X7R, 10% 22uF 1 C-DCDCOUT2 0603 0603 0603 0603 7.1× 6.5 mm 0603 0603 0603 1206 1210 0603 0603 0805 Size *3 100k 0 1.0k 0 1.0uH 1.0uF 10nF 0.1uF 22uF 22uF 0.1uF 0.1uF 10uF Value 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 QTY Resistor, Chip, 0.1W, 1% Resistor, Chip, 0.1W Resistor, Chip, 0.1W, 1% Resistor, Chip, 0.1W Inductor, 13A, 7.1mΩ Capacitor, Ceramic, 25V, X7R, 10% Capacitor, Ceramic, 100V, X7R, 10% Capacitor, Ceramic, 100V, X7R, 10% Capacitor, Ceramic, 10V, X7R, 10% Capacitor, Ceramic, 10V, X7R, 10% Capacitor, Ceramic, 100V, X7R, 10% Capacitor, Ceramic, 100V, X7R, 10% Capacitor, Ceramic, 10V, X7R, 10% Description ERJ3EKF1001V Panasonic R-FB1 *2 ERJ3GEY0R00V Panasonic R-FB2 *2 ERJ3GEY0R00V Panasonic R-AVIN SPM6530-1R0M120 TDK L-LX GRM188R71E105KA12L Murata C-VREG GRM188R72A103KA01L Murata C-SS GRM31CR71A226KE15L Murata C-PVIN1 GRM188R72A104KA35L Murata C-PVIN2 GRM31CR71E226KE15L Murata C-DCDCOUT1 GRM188R72A104KA35L Murata C-BST GRM21BR71A106KE51L Murata C-AVIN1 GRM188R72A104KA35L Murata C-AVIN2 ERJ3EKF1003V Panasonic R-PG Part Number Manufacturer Reference Designator5 部品リスト
Table 8に評価ボードに実装されている標準部品を示します。
*2 : 出力電圧を1.0Vに設定するための抵抗です。
出力電圧を変更するためには、4.2章の式（１）を参考に抵抗値を変更してください。
*3 : EIA表記です。
Figure 6. Top Layer with silk screen ( Top View )
Figure 7. Bottom Layer with silk screen ( Bottom View )
6 基板レイアウト
Figure 10. Layer 3 ( Top View )
１．機種展開や新たなセットにご使用になる場合は，信頼性を含む安全性確認をセット毎に必ずお客様の責任において実施してください。 ２．本IC を用いた応用システムを設計する際，注意事項を十分確認の上，お客様の責任において行ってください。本文中には説明に対す る注意事項および使用上の注意事項がありますので，必ずお読みください。 ３．本ICは一般民生機器用に使用されることを意図しています。 特別な品質，信頼性が要求され，その故障や誤動作が直接人命を脅かしたり，人体に危害を及ぼす恐れのある下記のような用途への ご使用をお考えのお客様，および当社が意図した標準用途以外にご使用をお考えのお客様は，事前に当社営業窓口までご相談願い ます。ご相談なく使用されたことにより発生した損害などについては責任を負いかねますのでご了承ください。但し、当社が車載用製品 と指定した製品につきましては、自動車用途への使用が可能です。 (1) 宇宙機器 (人工衛星，ロケット，等) (2) 輸送車両の制御機器 (自動車，航空機，列車，船舶，等) (3) 生命維持を目的とした医療機器 (4) 海底中継機器 (5) 発電所制御機器 (6) 防災・防犯装置 (7) 兵器 (8) その他：(1)-(7)と同等の信頼性を必要とする用途 ４．本ICは，当社が車載品と指定した場合を除き，自動車用アプリケーションでの使用を意図しておらず，また車載環境において使用される ようには設計されておりません。 当社の文書による事前の承諾を得ることなく，本ICを自動車用アプリケーションに使用したことにより，お客様または第三者に損害等が 発生した場合，当社は一切その責任を負いません。 ５．
本IC
のご使用に際しては，特定の物質の含有･使用を規制するRoHS 指令などの法令を十分調査の上，かかる法令に適合するよう ご使用ください。 お客様が適用される法令を遵守しないことにより生じた損害に関して，当社は一切の責任を負いかねます。 ６．ご使用の際は，本ICの向きに注意してください。間違った向きで実装した場合には破損する恐れがありますので十分に注意して 使用ください ７．端子間短絡による破損を防止するために，パターンレイアウトには十分ご注意ください。なお，本IC
の端子配列については端子説明を ご参照ください。 ８．本IC
の端子間はんだブリッジなどで破損することがありますので，電源印加前に十分にプリント基板の確認を行ってください。 また，実装後の運搬などではんだ屑などの導電性異物が付着した場合も同様の破損が生じる可能性がありますので，実装品質につい ては十分に技術検証をお願いします。 ９．本IC
は出力端子‒ VCC間ショート(天絡)，出力端子‒ GND間ショート(地絡)，および出力端子間ショート(負荷ショート)，ピン間リーク等の 異常状態が発生した場合に破損
する可能性がありますので，十分注意してご使用ください。 また，電源の電流能力が高いほど破損する可能性が高くなりますので，Fuseなどの安全対策を実施されることを推奨します。 １０． 保護回路は，異常動作時に安全性を確保する目的で搭載されています。したがって，通常使用状態で保護回路が働くような事がない ように設計してください。 特に温度保護回路については，出力端子 ‒ＶCC間ショート(天絡)，出力端子 ‒GND間ショート(地絡)等によってデバイスの安全動作領 域や最大定格を瞬時に超えるような場合は，温度保護回路が働く前に破損することがあります。 １１． モータコイル，光ピックアップ，トランス等の誘導性負荷を駆動する場合はオン‒オフ時に発生する負電圧や過大電圧によりデバイス が破損する事がありますので，本製品規格で定められていない場合は，負電圧や過大電圧が印加されないようにしてください。 １２．ASO (安全動作領域)が定められている製品の場合は，ASO内で動作させるようにしてください。 １３．外付け部品の故障によるリスクの検証をお願いします。 １４．本パッケージ裏面の金属板(フィン)を各電位 (AGND, PVIN, LX) に接続して下さい。本製品の熱抵抗や電気的特性は，金属板(フィン) が各電位に接続された条件での保証です。重要事項
(3) 本書に記載の製品は、一般用途(事務機器、通信機器、計測機器、家電製品など)および本書に個別に記載されている 用途に使用されることを意図しております。 特別な品質、信頼性が要求され、その故障や誤動作が直接人命を脅かしたり、人体に危害を及ぼす恐れのある用途 − 特定用途(航空・宇宙用、輸送機器、交通信号機器、燃焼機器、生命維持装置、安全装置など)へのご使用をお考え のお客様は、事前に当社営業窓口までご相談願います。ご相談なく使用されたことにより発生した損害などについては 責任を負いかねますのでご了承ください。 (4) 本書に記載の製品および製品仕様は、改良などのために予告なく変更する場合がありますのでご了承ください。した がって、最終的な設計、ご購入、ご使用に際しましては、事前に最新の製品規格書または仕様書をお求め願い、ご確認 ください。 (5) 設計に際しては、絶対最大定格、動作保証条件(動作電源電圧、動作環境等)の範囲内でご使用いただきますようお願 いいたします。特に絶対最大定格に対しては、電源投入および遮断時、各種モード切替時などの過渡状態においても、 超えることのないように十分なご検討をお願いいたします。保証値を超えてご使用された場合、その後に発生した機器 の故障、欠陥については当社として責任を負いません。 また、保証値内のご使用であっても、半導体製品について通常予測される故障発生率、故障モードをご考慮の上、当 社製品の動作が原因でご使用機器が人身事故、火災事故、社会的な損害などを生じさせない冗長設計、延焼対策設計、 誤動作防止設計などの システム上の対策を講じていただきますようお願いいたします。 (6) 製品取扱い時、実装時およびお客様の工程内における外的要因（ESD、EOS、熱的ストレス、機械的ストレス）による 故障や特性変動を防止するために、使用上の注意事項の記載内容を守ってご使用ください。 また、防湿包装を必要とする製品は、保存期間、開封後の放置時間など、個々の仕様書取り交わしの折に取り決めた 条件を守ってご使用ください。 (7) 本書の一部または全部を当社の文書による承諾なしに、転載または複製することを堅くお断りいたします。 20100202
