MB3785A - Spansion

Spansion®アナログ/マイコン製品について
本ドキュメントは、Spansion アナログ/マイコン製品に関する情報が記載されております。本ドキュメントには、
仕様の開発元企業として「富士通」または「FUJITSU」の名が記載されておりますが、これらの製品は
Spansion が新規および既存のお客様に引き続き提供してまいります。
商品仕様の継続性について
Spansion 製品として提供することに伴う商品仕様としての変更はなく、ドキュメントとしての変更もありませ
ん。また本ページのお知らせは、変更情報として追記いたしません。本ドキュメントに変更情報が記載されてい
る場合、それは本お知らせを除いた前版からの変更点です。なお、今後改訂は必要に応じて行われますが、その
際の変更内容は改訂後のドキュメントに記載いたします。
オーダ型格および品名について
Spansion は「MB」で始まる既存のオーダ型格および品名を引き続きサポートいたします。これらの製品をご注
文の際は、このドキュメントに記載されているオーダ型格および品名をご使用ください。
詳しいお問い合わせ先
Spansion アナログ/マイコン製品およびそのソリューションの詳細につきましては、お近くの営業所へお問い合
わせください。
富士通マイクロエレクトロニクス
DS04–27208-4a
DATA SHEET
ASSP 電源用
BIPOLAR
スイッチングレギュレータ・コントローラ
4 ch. 高精度 , 高周波対応
MB3785A
■ 概要
MB3785A は , PWM 方式の高精度 , 高周波対応の 4 チャネル・スイッチングレギュレータ・コントロール IC です。4 チャ
ネルとも出力方式が降圧・昇圧・反転の 3 とおりの設定ができます。第 3・第 4 チャネルは DC モータコントローラに適して
います。
三角波発振回路は , CR 発振方式のほか , セラミック発振子にも対応しています。
■ 特長
・動作電源電圧範囲が広い : 4.5 V ∼ 18 V
・消費電流が少ない動作時 : 6 mA
［標準値］
スタンバイ時 : 10 µA 以下
・高精度基準電圧回路内蔵 : 2.50 V ±1％
・発振回路
高周波発振可能
: 100 kHz ∼ 1MHz
セラミック発振子対応可能
・誤差増幅器の入力範囲が広い : −0.2 V ∼ VCC − 1.8 V
・タイマ・ラッチ式短絡検出回路内蔵
・出力回路
PNP トランジスタ用ドライブ出力は , トーテムポール形式でオン電流値 , オフ電流値を独立に設定可能
・全デューティ範囲で休止期間が調整可能
・スタンバイ機能 , 出力コントロール機能内蔵
・高密度実装可能
: パッケージ LQFP-48P
■ パッケージ
プラスチック・LQFP, 48 ピン
(FPT-48P-M05)
Copyright©2003-2008 FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED All rights reserved
2003.8
MB3785A
■ 端子配列図
(TOP VIEW)
OUT1
Cb1
VCC2
VE1
48
47
OUT2
46
45
GND
VE3
VE2
44
OUT3
42
OUT4
1
37
36
Ca4
Cb2
2
35
Cb3
Ca2
3
34
Ca3
DTC1
4
33
DTC4
FB1
5
32
FB4
−IN1 (E)
6
31
−IN4 (E)
+IN1 (E)
7
30
+IN4 (E)
−IN1 (C)
8
29
−IN4 (C)
DTC2
9
28
DTC3
FB2
10
27
FB3
−IN2 (E)
11
26
−IN3 (E)
+IN2 (E)
12
25
+IN3 (E)
13
14
15
16
17
−IN2(C) OSCOUT
OSCIN
RT
CT
18
19
VREF
VCC1
20
40
21
39
22
38
23
24
CTL2
SCP
CTL1
CTL3
−IN3 (C)
(FPT-48P-M05)
( 注意 ) 端子記号の括弧内の英文字は , 次の回路の入力端子を示しています。
(C)：コンパレータ
(E)：誤差アンプ
2
Cb4
Ca1
43
41
VE4
MB3785A
■ 端子機能説明
端子番号
第
1
チ
ャ
ネ
ル
第
2
チ
ャ
ネ
ル
第
3
チ
ャ
ネ
ル
端子記号
I/O
端子機能説明
1
Ca1
⎯
48
Cb1
⎯
第 1 チャネル出力トランジスタ OFF 電流設定用端子です。
Ca1 端子と Cb1 端子の間にコンデンサを接続して , 出力トランジスタ OFF 電流を設
定します。
7
+IN1 (E)
I
第 1 チャネル・誤差アンプ非反転入力端子です。
6
−IN1 (E)
I
第 1 チャネル・誤差アンプ反転入力端子です。
5
FB1
O
第 1 チャネル・誤差アンプ出力端子です。
8
−IN1 (C)
I
第 1 チャネル・コンパレータ反転入力端子です。
4
DTC1
I
第 1 チャネル・休止期間設定端子 (Dead Time Control) です。
47
VE1
I
第 1 チャネル出力電流設定端子です。
46
OUT1
O
第 1 チャネル・トーテムポール形式出力端子です。
3
Ca2
⎯
2
Cb2
⎯
第 2 チャネル出力トランジスタ OFF 電流設定用端子です。
Ca2 端子と Cb2 端子の間にコンデンサを接続して , 出力トランジスタ OFF 電流を設
定します。
12
+IN2 (E)
I
第 2 チャネル・誤差アンプ非反転入力端子です。
11
−IN2 (E)
I
第 2 チャネル・誤差アンプ反転入力端子です。
10
FB2
O
第 2 チャネル・誤差アンプ出力端子です。
13
−IN2 (C)
I
第 2 チャネル・コンパレータ反転入力端子です。
9
DTC2
I
第 2 チャネル・休止期間設定端子 (Dead Time Control) です。
43
VE2
I
第 2 チャネル出力電流設定端子です。
44
OUT2
O
第 2 チャネル・トーテムポール形式出力端子です。
34
Ca3
⎯
35
Cb3
⎯
第 3 チャネル出力トランジスタ OFF 電流設定用端子です。
Ca3 端子と Cb3 端子の間にコンデンサを接続して , 出力トランジスタ OFF 電流を設
定します。
25
+IN3 (E)
I
第 3 チャネル・誤差アンプ非反転入力端子です。
26
−IN3 (E)
I
第 3 チャネル・誤差アンプ反転入力端子です。
27
FB3
O
第 3 チャネル・誤差アンプ出力端子です。
24
−IN3 (C)
I
第 3 チャネル・コンパレータ反転入力端子です。
28
DTC3
I
第 3 チャネル・休止期間設定端子 (Dead Time Control) です。
41
VE3
I
第 3 チャネル出力電流設定端子です。
40
OUT3
O
第 3 チャネル・トーテムポール形式出力端子です。
（続く）
3
MB3785A
（続き）
端子番号
第
4
チ
ャ
ネ
ル
三
角
波
発
振
回
路
電
源
回
路
制
端子記号
I/O
端子機能説明
36
Ca4
⎯
37
Cb4
⎯
第 4 チャネル出力トランジスタ OFF 電流設定用端子です。
Ca4 端子と Cb4 端子の間にコンデンサを接続して , 出力トランジスタ OFF 電流を設
定します。
30
+IN4 (E)
I
第 4 チャネル・誤差アンプ非反転入力端子です。
31
−IN4 (E)
I
第 4 チャネル・誤差アンプ反転入力端子です。
32
FB4
O
第 4 チャネル・誤差アンプ出力端子です。
29
−IN4 (C)
I
第 4 チャネル・コンパレータ反転入力端子です。
33
DTC4
I
第 4 チャネル・休止期間設定端子 (Dead Time Control) です。
38
VE4
I
第 4 チャネル出力電流設定端子です。
39
OUT4
O
第 4 チャネル・トーテムポール形式出力端子です。
14
OSCIN
⎯
15
OSCOUT
⎯
16
RT
⎯
三角波周波数設定用抵抗接続端子です。
17
CT
⎯
三角波周波数設定用容量接続端子です。
18
VCC1
⎯
基準電源・制御回路の電源端子です。
45
VCC2
⎯
出力回路の電源端子です。
42
GND
⎯
接地端子です。
19
VREF
O
基準電圧出力端子です。
23
SCP
20
CTL1
短絡保護回路用容量接続端子 (Short Circuit Protection) です。
I
電源 , 第 1 チャネル制御端子です。
“H”レベル : 電源 , 第 1 チャネルが動作状態
“L”レベル : スタンバイ状態
I
第 2 チャネル制御端子です。
CTL1 端子 = “H”レベルの場合
“H”レベル : 第 2 チャネルが動作状態
“L”レベル : 第 2 チャネルが OFF 状態
I
第 3, 第 4 チャネル制御端子です。
CTL1 端子＝“H”レベルの場合
“H”レベル : 第 3, 第 4 チャネルが動作状態
“L”レベル : 第 3, 第 4 チャネルが OFF 状態
御
21
CTL2
回
路
22
4
CTL3
セラミック発振子用接続端子です。
MB3785A
■ ブロックダイヤグラム
Ca1
1
第 1 チャネル
誤差アンプ 1
+IN1(E)
7
+
−IN1(E)
6
−
FB1
5
VREF
−IN1 (C)
8
DTC1
4
48
PWM コンパレータ 1
−
−
+
+
コンパレータ 1
+
−
OFF 電流設定
VREF
−
2.5 V
12
+
−IN2 (E)
11
−
FB2
10
VREF
−IN2 (C)
13
DTC2
9
+
PWM コンパレータ 2
−
−
+
+
−
コンパレータ 2
−IN3 (E)
26
−
FB3
27
0.6 V
−IN3 (C)
24
DTC3
28
+
VREF
PWM コンパレータ 3
+
+
−
100 Ω
30
+
−IN4 (E)
31
−
FB4
32
DTC4
33
+
コンパレータ 3
OUT2
43
VE2
35
Ca3
Cb3
40
OUT3
41
VE3
Ca4
37
PWM コンパレータ 4
+
+
−
100 Ω
コンパレータ 4
Cb4
OFF 電流設定
39
−
−
−
−
+
OUT4
38
VE4
22
CTL2
CTL3
18
VCC1
20
CTL1
21
2.1 V
−
−1.9 V
−
23
44
36
2.5 V
1 µA
Ca2
Cb2
−
SCP
コンパレータ
SCP
2
OFF 電流設定
2.5 V
0.6 V
VE1
−
+IN4 (E)
29
47
34
第 4 チャネル
誤差アンプ 4
−IN4 (C)
OUT1
OFF 電流設定
2.5 V
+
46
2V
DTC コンパレータ 2
−
25
VCC2
3
第 3 チャネル
誤差アンプ 3
+IN3 (E)
45
2V
DTC コンパレータ 1
第 2 チャネル
誤差アンプ 2
+IN2 (E)
Cb1
DTC コン
パレータ 3
VREF
S
R
ラッチ
+
−1.3 V
1.2 V
低入力電圧時
保護回路
基準
電圧電源チャネル
電源 ON/OFF 回路
三角波発振回路
2.5 V
14
OSCIN
15
16
RT
17
CT
19
42
VREF GND
OSCOUT
セラミック発振子
5
MB3785A
■ 機能説明
1. スイッチング・レギュレータ機能
(1) 基準電圧回路
基準電圧回路は , 電源端子 (18 ピン ) より供給される電圧により温度補償された基準電圧 ( ≒ 2.50 V) を発生し , IC 内部
回路の動作電源として使用されています。
また , 基準電圧は VREF 端子 (19 ピン ) より外部に取り出すことができます。
(2) 三角波発振回路
CT 端子 (17 ピン ), RT 端子 (16 ピン ) にそれぞれタイミング用のコンデンサおよび抵抗を接続することにより , 任意の三
角波発振波形を発生できます。また , 14 ピン , 15 ピンの端子に接続したセラミック発振子で発振させることもできます。
この波形の振幅は 1.3 V ∼ 1.9 V で , IC 内部の PWM コンパレータに入力されるとともに CT 端子 (17 ピン ) より外部に
取り出すこともできます。
(3) 誤差アンプ
誤差アンプは , スイッチングレギュレータの出力電圧を検出し PWM 制御信号を出力するアンプです。同相入力電圧範
囲が −0.2 V ∼ VCC − 1.8 V と広く , 外部電源からの設定が容易で , DC モータスピードコントロールシステムなどへの応用
が可能です。
また , 誤差アンプの出力端子より反転入力端子への帰還抵抗および容量を接続することにより , 任意のループゲインを
設定することができ , スイッチングレギュレータのトータル位相補償がより安定にできます。
(4) PWM コンパレータ
・第 1, 第 2 チャネル
2 つの反転入力と 1 つの非反転入力を持つ電圧比較器で , 入力電圧に応じて出力パルスのオン時間をコントロールする
電圧 − パルス幅変換器です。
発振器からの三角波が , 誤差アンプ出力電圧と DTC 端子電圧のいずれよりも高い期間に出力トランジスタをオンさせ
ます。
・第 3, 第 4 チャネル
1 つの反転入力と 2 つの非反転入力を持つ電圧比較器で , 入力電圧に応じて出力パルスのオン時間をコントロールする
電圧 − パルス幅変換器です。
発振器からの三角波が , 誤差アンプ出力電圧と DTC 端子電圧のいずれよりも低い期間に出力トランジスタをオンさせ
ます。また , 4 つのチャネルは , DTC 端子を使用して , ソフトスタート機能を設けることができます。
(5) 出力回路
出力回路は , トーテムポール形式で構成しており , PNP トランジスタ駆動方式で , 最大 30 mA まで駆動することができ
ます。
6
MB3785A
2. チャネルコントロール機能
MB3785A は , 4 チャネルの電源回路を独立して制御できます。
CTL1端子(20ピン), CTL2端子(21ピン), CTL3端子(22ピン)の電圧レベルで, 各チャネルの回路のオン, オフを設定します。
表 1 各チャネルのオン , オフ設定条件
CTL 端子の電圧レベル
CTL1
CTL2
チャネルのオン , オフ状態
CTL3
電源回路
第 1 チャネル
第 2 チャネル
ON
H
ON
H
L
OFF
ON
H
H
ON
OFF
L
L
L
第 3・4 チャネル
×
OFF
＊
スタンバイ状態
＊：スタンバイ状態の電源電流値は 10 µA 以下です。
3. 保護機能
(1) タイマラッチ式短絡保護回路
SCP コンパレータは , 出力短絡検出用の各コンパレータの出力電圧レベルを検知し , 少なくとも 1 つのコンパレータ出
力電圧レベルが 2.1 V 以上になるとタイマ回路が動作し , SCP 端子 (23 ピン ) に外付けされたプロテクションイネーブル
用コンデンサの充電を始めます。
コンデンサの電圧がトランジスタのベース・エミッタ接合電圧 : VBE ( ≒ 0.65 V) に昇圧するまでに , コンパレータの出力
電圧レベルが正常な電圧レベルに復帰しないとき , ラッチ回路が動作し出力トランジスタをオフと同時に休止期間を
100% にします。
保護回路が作動したときは , 電源を再投入すればリセットできます。
(2) 低入力電圧時誤動作防止回路
電源投入時の過渡状態や電源電圧の瞬時低下は , コントロール IC の誤動作を誘起し , システムの破壊もしくは劣化を生
じさせます。低入力電圧時誤動作防止回路は電源電圧レベルに従って内部基準電圧レベルを検出し , ラッチ回路をリセッ
トすることにより出力トランジスタをオフし休止期間を100%にするとともに, SCP端子(23 ピン)を“L”レベルに保ちます。
電源電圧が低入力電圧時誤動作防止回路のスレッショルド電圧以上になれば復帰します。
7
MB3785A
■ 絶対最大定格
(Ta = +25 °C)
定格値
項目
記号
条件
単位
最小
最大
電源電圧
VCC
⎯
⎯
20
コントロール入力電圧
VICTL
⎯
⎯
20
許容損失
PD
Ta ≤ +25 °C
⎯
動作周囲温度
TOP
⎯
−30
+85
°C
保存温度
Tstg
⎯
−55
+125
°C
550
V
V
＊
mW
＊：4 cm 角の両面エポキシ基板に実装した場合のデータです。
＜注意事項＞絶対最大定格を超えるストレス ( 電圧 , 電流 , 温度など ) の印加は , 半導体デバイスを破壊する可能性があ
ります。したがって , 定格を一項目でも超えることのないようご注意ください。
■ 推奨動作条件
(Ta = +25 °C)
規格値
項目
記号
条件
単位
最小
標準
最大
VCC
⎯
4.5
6.0
18
V
誤差アンプ入力電圧
VI
⎯
−0.2
⎯
VCC − 1.8
V
コンパレータ入力電圧
VI
⎯
−0.2
⎯
VCC
V
コントロール入力電圧
VICTL
⎯
−0.2
⎯
18
V
出力電流
IO
⎯
3.0
⎯
30
mA
タイミング容量
CT
⎯
68
⎯
1500
pF
タイミング抵抗
RT
⎯
5.1
⎯
100
kΩ
発振周波数
fOSC
⎯
100
500
1000
kHz
動作周囲温度
TOP
⎯
−30
25
85
°C
電源電圧＊
＊：出力シンク電流の定電流動作を除く場合 , 推奨電源電圧の最小値は 3.6 V です。
＜注意事項＞推奨動作条件は , 半導体デバイスの正常な動作を保証する条件です。電気的特性の規格値は , すべてこの条
件の範囲内で保証されます。常に推奨動作条件下で使用してください。この条件を超えて使用すると , 信頼
性に悪影響を及ぼすことがあります。
データシートに記載されていない項目 , 使用条件 , 論理の組合せでの使用は , 保証していません。記載され
ている以外の条件での使用をお考えの場合は , 必ず事前に当社営業担当部門までご相談ください。
8
MB3785A
■ 電気的特性
(VCC = 6 V, Ta = +25 °C)
規格値
項目
基
準
電
圧
部
出力電圧温度変動率
VREF
∆VREF/VREF
条件
単位
最小
標準
最大
2.475
2.500
2.525
V
Ta = −30°C ∼ +85 °C
−2
±0.2
2
%
IOR = −1mA
入力安定度
Line
VCC = 3.6 V ∼ 18 V
−10
−2
10
mV
負荷安定度
Load
IOR = −0.1 mA ∼ −1 mA
−10
−3
10
mV
VREF = 2 V
−25
−8
−3
mA
短絡時出力電流
IOS
VtH
⎯
⎯
2.72
⎯
V
VtL
⎯
⎯
2.60
⎯
V
VHYS
⎯
80
120
⎯
mV
リセット電圧 (VCC)
VR
⎯
1.5
1.9
⎯
V
１入力スレッショルド電圧
CH
/ 入力バイアス電流
2
CH 入力電圧範囲
Vth
⎯
2.45
2.50
2.55
V
−200
−100
⎯
nA
VI
⎯
−0.2
⎯
VCC
V
3 入力オフセット電圧
CH
/ 入力バイアス電流
4
CH 同相入力電圧範囲
VIO
⎯
0.58
0.65
0.72
V
−200
−100
⎯
nA
VICM
−0.2
⎯
VCC − 1.8
V
スレッショルド電圧
VtPC
0.60
0.65
0.70
V
入力スタンバイ電圧
VSTB
⎯
⎯
50
100
mV
入力ラッチ電圧
VI
⎯
⎯
50
100
mV
入力ソース電流
IIbpc
⎯
−1.4
−1.0
−0.6
µA
発振周波数
fOSC
CT = 300 pF, RT = 6.2 kΩ
450
500
550
kHz
低防
電
圧止
時
誤回
動
作路
短
絡
検
知
コ
ン
パ
レ
｜
タ
基準電圧
記号
短
絡
検
知
部
発
振
回
路
部
誤
差
ア
ン
プ
休第
止1
期・
間第
調2
整チ
回ャ
路ネ
部ル
スレッショルド電圧
ヒステリシス幅
IIB
IIB
VI = 0 V
VI = 0 V
⎯
周波数電圧変動率
∆f/fdV
VCC = 3.6 V ∼ 18 V
⎯
±1
⎯
%
周波数温度変動率
∆f/fdT
Ta = −30°C ∼ +85 °C
−4
⎯
4
%
入力オフセット電圧
VIO
VFB = 1.6 V
−10
⎯
10
mV
入力バイアス電流
IIB
VFB = 1.6 V
−200
−100
⎯
nA
同相入力電圧範囲
VICM
⎯
−0.2
⎯
VCC − 1.8
V
電圧利得
AV
⎯
60
100
⎯
dB
周波数帯域幅
BW
AV = 0 dB
⎯
800
⎯
kHz
Vt0
デューティサイクル = 0%
⎯
1.9
2.25
V
Vt100
デューティサイクル = 100%
1.05
1.3
⎯
V
入力バイアス電流
IIbdt
Vdt = 2.3 V
⎯
0.1
0.5
µA
ラッチモード・ソース
電流
IIdt
Vdt = 1.5 V
⎯
−500
−80
µA
ラッチ入力電圧
VIdt
Idt = −40 µA
VREF − 0.3
2.4
⎯
V
入力スレッショルド電圧
（続く）
9
MB3785A
（続き）
(VCC = 6 V, Ta = +25 °C)
規格値
項目
休第
止3
期・
間第
調4
整チ
回ャ
路ネ
部ル
コ
ン
ト
ロ
｜
ル
部
出
力
部
全
デ
バ
イ
ス
10
記号
条件
単位
最小
標準
最大
Vt0
デューティサイクル = 0%
1.05
1.3
⎯
V
Vt100
デューティサイクル = 100%
⎯
1.9
2.25
V
入力バイアス電流
IIbdt
Vdt = 2.3 V
⎯
0.1
0.5
µA
ラッチモード・ソース
電流
IIdt
Vdt = 1.5 V
80
500
⎯
µA
ラッチ入力電圧
VIdt
Idt = +40 µA
⎯
0.2
0.3
V
スレッショルド電圧
Vth
0.7
1.4
2.1
V
入力スレッショルド電圧
入力電流
⎯
IIH
VCTL = 5 V
⎯
100
200
µA
IIL
VCTL = 0 V
−10
⎯
10
µA
⎯
−40
⎯
mA
⎯
ソース電流
IO
シンク電流
IO
RE = 82 Ω
18
30
42
mA
出力リーク電流
ILO
VO = 18 V
⎯
⎯
20
µA
スタンバイ電流
ICC0
⎯
⎯
0
10
µA
出力 OFF 時電源電流
ICC
⎯
⎯
6
8.6
mA
MB3785A
■ 標準特性曲線
電源電流 − 電源電圧特性
Ta = +25°C
10
8
Ta=+25°C
5
CTL1 = 6 V
基準電圧 VREF (V)
電源電流 ICC (mA)
基準電圧 − 電源電圧特性
6
CTL1, 2 = 6 V, CTL1, 2, 3 = 6 V
4
2
4
3
2
1
0
0
0
4
8
12
16
0
20
4
8
12
16
20
電源電圧 VCC (V)
電源電圧 VCC (V)
基準電圧 − 周囲温度特性
基準電圧 , 出力電流設定端子電圧 − 電源電圧特性
2.56
4
基準電圧 VREF (V)
4
VREF
3
3
2
2
VE
1
1
2.52
2.50
2.48
2.46
2.44
0
1
0
2
3
4
5
−60
電源電圧 VCC (V)
3.0
−40
−20
0
20
40
60
80
100
周囲温度 Ta (°C)
コントロール電流 − コントロール電圧特性
基準電圧 − コントロール電圧特性
VCC = 6V
Ta = +25°C
500
コントロール電圧 ICTL1 (µA)
VCC = 6 V
Ta = +25°C
2.8
基準電圧 VREF (V)
VCC = 6 V
VCTL1, 2, 3 = 6 V
IOR = −1 mA
2.54
基準電圧 VREF (V)
5
Ta = +25°C
出力電流設定端子電圧 VE (V)
5
2.6
2.4
2.2
400
300
200
100
0
2.0
0
1
2
3
4
コントロール電圧 VCTL1 (V)
5
0
4
8
12
16
20
コントロール電圧 VCTL1 (V)
（続く）
11
MB3785A
（続き）
三角波最大振幅電圧 − タイミング容量特性
三角波周波数 − タイミング抵抗特性
5M
VCC = 6 V
RT = 10 kΩ
Ta = +25° C
2.2
2.0
VCC = 6 V
Ta = +25°C
1M
500 k
1.8
1.6
1.4
三角波周波数
三角波最大振幅電圧 VMAX (V)
2.4
1.2
1.0
0.8
50 102
5 × 102 103
5 × 103 104
5 × 104 105
100 k
50 k
C T = 68 pF
C T = 150 pF
10 k
C T = 300 pF
5k
C T = 1500 pF
タイミング容量 CT (pF)
C T= 15000 pF
1k
5 k 10k
50 k 100 k
500 k 1 M
タイミング抵抗 RT (Ω)
三角波周期 − タイミング容量特性
デューティ− 三角波周波数特性
100
VCC = 6 V
RT = 10 kΩ
Ta = +25°C
100
80
デューティ Dtr (%)
三角波周期 TOSC (µs)
50
10
5
1
VCC = 6 V
VDT = 1.6 V
Ta = +25°C
第 1 チャネル
60
40
20
0
0.5
5k
0.2
10
102
5 × 102 103
5 × 103 104
10k
5 × 104
50 k 100 k
500 k 1 M
三角波周波数 (Hz)
タイミング容量 CT (pF)
三角波周波数変動率 − 周囲温度特性
( セラミック発振子を使用する場合 )
三角波周波数変動率 − 周囲温度特性
( セラミック発振子を使用しない場合 )
10
三角波周波数変動率 (%)
三角波周波数変動率 (%)
10
VCC = 6 V
fOSC = 460 kHz
(RT = 6.8 kΩ, CT = 280 pF)
5
0
−5
−10
−40
−20
0
−5
−10
0
20
40
周囲温度 Ta (°C)
60
80
100
VCC = 6 V
fOSC = 450 kHz
(RT = 8.5 kΩ, CT = 250 pF)
5
−40
−20
0
20
40
60
80
100
周囲温度 Ta (°C)
（続く）
12
MB3785A
（続き）
利得ー周波数特性および位相ー周波数特性
20
180
90
AV
φ
−20
−90
−−80
−40
1k
10 k
100 k
1M
10 M
周波数 f (Hz)
位相 φ (deg)
0
0
誤差アンプ最大出力電圧振幅 (V)
Ta = +25°C
40
利得 AV (dB)
誤差アンプ最大出力電圧振幅 − 周波数特性
3.0
VCC = 6 V
Ta = +25°C
第 1 チャネル
2.0
1.0
0
100
500 1 k
5 k 10 k
50 k 100 k
500 k 1 M
周波数 fOSC (Hz)
・利得 − 周波数特性および位相 − 周波数特性の測定回路
2.5 V 2.5 V
4.7 kΩ
4.7 kΩ
240 kΩ
−
IN
10 µF
− +
+
4.7 kΩ
4.7 kΩ
OUT
誤差アンプ
消費電力 − 周囲温度特性
消費電力 PD(mW)
1000
800
600
550
LQFP
400
200
0
−30 −20
0
20
40
60
80
100
周囲温度 Ta (°C)
13
MB3785A
■ 出力電圧の設定方法
1. 第 1，2 チャネルの接続方法 : 出力電圧 (VO) は正の場合
VREF
VOUT+
R
VO+ = –
R1
VREF
2 × R2
(R1 + R2)
+
–
R
R2
RNF
2. 第 1，2 チャネルの接続方法 : 出力電圧 (VO) が負の場合
VREF
VO– = –
R
R1
+
–
R
R2
RNF
VOUT–
14
VREF
2 × R1
(R1 + R2) + VREF
MB3785A
3. 第 3，4 チャネルの接続方法 : 出力電圧 (VO) は正の場合
VREF
VOUT
R
VO+ =
R1
VREF
2 × R2
(R1 + R2)
+
–
R
R2
RNF
4. 第 3，4 チャネルの接続方法 : 出力電圧 (VO) が負の場合
VREF
VO– = –
R
VREF
2 × R1
(R1 + R2) + VREF
R1
+
–
R
R2
RNF
VOUT–
15
MB3785A
■ 出力電流の設定方法
出力回路はトーテムポール形式で構成されており , 図 2 で示すように出力電流波形は , オン電流値は定電流設定 , オフ
電流値は時定数設定となっています。なお , それぞれの出力電流は , 次式にて設定します。
E
・オン電流 = 2.5/R［A］
( 出力電流設定端子電圧 : VE ≒ 2.5 V)
・オフ電流時定数 CB ≒値に比例
ドライブ Tr
オン電流
オフ電流
CB
0
オフ電流
出力電流
オフ電流
設定部
オン電流
RE
t
VE
図 1 第 1 ∼ 第 4 チャネル出力回路
図 2 出力電流波形
VCC =10V
200 ns
5V
VO [ V ] 10
1000 pF
8 ピンへ
VCC
0
1
48
22 µH
(5V)
10 µF
VO
8.2 kΩ
45
IO [ mA ] 40
20
IO
MB3785A
0
−20
47
82 Ω
10 mV
−40
0
0.4
46
570 pF
0.8
1.2
1.6
2.0
t [ µs ]
図 3 出力端子の電圧・電流波形 (1 ch)
16
図 4 測定回路図
2.7
kΩ
7 ピンへ
MB3785A
■ タイマ・ラッチ式短絡保護回路の時定数設定方法
図 5 にプロテクション・ラッチ回路の構成図を示します。
出力短絡検出用コンパレータ 1 ∼ 4 の出力は , それぞれ SCP コンパレータの反転出力に接続され , 非反転入力に接続し
た約 2.1 V の基準電圧と常に比較動作を行っています。
スイッチング・レギュレータの負荷条件が安定している場合はコンパレータ 1 ∼ 4 の出力変動がないため , 短絡保護コン
トロールも平衡を保ちます。このとき , SCP 端子 (23 ピン ) は約 50 mV に保持されています。
負荷条件が負荷短絡などで急激に変化した場合 , 該当チャネルのコンパレータの出力電圧は“H”レベルの信号 (2.1V 以
上 ) となります。すると SCP コンパレータは“L”レベルを出力し , トランジスタ Q1 はオフとなり , SCP 端子に外付けされ
た短絡保護コンデンサ CPE に充電が始まります。
VPE = 50 m V + tPE × 10−6/CPE
0.65 = 50 m V + tPE × 10−6/CPE
CPE = tPE/0.6 (s)
SCP 端子に外付けのコンデンサ CPE の約 0.65 V に充電されると SR ラッチをセットし出力ドライブ・トランジスタをオ
フさせます。このとき , 休止期間を 100% とするとともに , SCP 端子 (23 ピン ) の出力電圧を“L”レベルに保ちます。これに
より S―R ラッチ入力はクローズされ CPE を放電します。
2.5 V
1 µA
23
コンパレータ 1
−
コンパレータ 2
コンパレータ 3
コンパレータ 4
−
−
−
Q1
S
ラッチ
Q2
CPE
R
低入力
電圧時
保護
回路
OUT
PWM コンパレータ
+
2.1 V
図 5 プロテクション・ラッチ回路
17
MB3785A
■ SCP を使用しない場合の処理方法
タイマラッチ式短絡保護回路を使用しない場合は , SCP 端子 (23 ピン ) を最短距離で GND に短絡してください。
また , 各チャネルのコンパレータの入力端子は VCC1 端子 (18 ピン ) に短絡してください。
18
VCC1
8
−IN1(C)
13 −IN2(C)
24 −IN3(C)
29 −IN4(C)
23
図 6 SCP を使用しない場合の処理方法
■ 発振周波数設定方法
発振周波数は CT 端子 (17 ピン ) にタイミング容量 (CT), RT 端子 (16 ピン ) にタイミング抵抗 (RT) を接続することによ
り設定できます。
発振周波数：fosc
fosc (kHz)
18
930000
CT(pF) RT(kΩ)
MB3785A
■ 三角波発振回路の設定方法
1. セラミック発振子を使用しない場合
OSCIN 端子 (14 ピン ) を GND に接続し , OSCOUT 端子 (15 ピン ) を開放することによって , CT, RT だけで発振周波数を設
定することができます。
OSCIN
OSCOUT
14
15
RT
CT
16
17
CT
RT
“開放”
図 7 セラミック発振子を使用しない場合
2. セラミック発振子を使用する場合
図のように , OSCIN, OSCOUT 間にセラミック発振子を接続することによって , 発振周波数を設定することができます。こ
の場合も CT, RT は必要で , セラミック発振子の発振周波数より 5 ∼ 10% 程度 ( 発振周波数設定バラツキを除く ) 低くなる
ように , CT, RT の値を設定してください。
OSCIN
14
OSCOUT
15
セラミック発振子
C1
RT
CT
16
17
RT
CT
C2
図 8 セラミック発振子を使用する場合
19
MB3785A
＜注意事項＞
電源起動時の発振立上り時間をセラミック発振子と水晶発振子で比較すると , 水晶発振子の方が約 10 ∼ 100 倍遅く立ち
上がります。このため, 水晶発振子を使用した場合は, 電源起動時スイッチングレギュレータとしてのシステム動作も不安
定なものとなります。この不安定動作を防ぐため , 発振立上り時間の短いセラミック発振子の使用を推奨致します。
水晶発振子立上り特性
VCT (V)
2.0
1.5
1.0
0
1
2
3
4
5
3
4
5
t (ms)
セラミック発振子立上り特性
VCT (V)
2.0
1.5
1.0
0
1
2
t (ms)
20
MB3785A
■ 休止期間の設定方法
フライバック方式による昇圧・反転出力を設定する場合 , 電源起動時に出力トランジスタがフルオン (ON Duty ＝ 100％)
固定の状態になります。これを防止するため , 図 9 のように VREF 電圧から DTC 端子 (4, 9, 28, 33 ピン ) 電圧を決定し , 出
力トランジスタの休止期間 (ON になる期間の最大値 ) を各チャネル独立して , 容易に設定することができます。
(1) 第 1, 第 2 チャネル
DTC 端子 (4, 9 ピン ) 電圧が発振器からの三角波の出力電圧よりも高いとき , 出力トランジスタは , オフとなります。休
止期間の計算式は , 三角波振幅≒ 0.6 V, 三角波最低電圧値≒ 1.3 V のとき , 次のようになります。
R2
Vdt − 1.3 × 100 [%], Vdt =
× VREF
Duty (OFF)
R1 + R 2
0.6
また , DTC 端子を使用しない場合は , GND に接続してください。
19
VREF
R1
DTC1
(DTC2)
DTC1
(DTC2)
Vdt
R2
図 9 休止期間を設定する場合 ( 第 1, 第 2 チャネル )
図 10 休止期間を設定しない場合 ( 第 1, 第 2 チャネル )
(2) 第３ , 第 4 チャネル
DTC 端子 (28, 33 ピン ) 電圧が発振器からの三角波の出力電圧よりも低いとき , 出力トランジスタは , オフとなります。
休止期間の計算式は , 三角波振幅≒ 0.6 V, 三角波最高電圧値≒ 1.9 V のとき , 次のようになります。
Duty (OFF)
R2
1.9 − Vdt × 100 [%], Vdt =
× VREF
0.6
R1 + R 2
また , DTC 端子を使用しない場合は , VREF 端子に接続してください。
19
VREF
19
VREF
R1
DTC3
(DTC4)
Vdt
DTC3
(DTC4)
R2
図 11 休止期間を設定する場合 ( 第 3, 第 4 チャネル )
図 12 休止期間を設定しない場合 ( 第 3, 第 4 チャネル )
＜注意事項＞
セラミック発振子使用時には , 三角波振幅が CT, RT の値により決定されますので , 休止期間の設定には注意が必要です。
21
MB3785A
■ ソフトスタート時間設定方法
電源起動時の突入電流を防止するために , DTC 端子 (4, 9, 28, 33 ピン ) を利用して , ソフトスタートを設定することがで
きます。
電源投入後 , 1, 2 チャネルは DTC1 端子 (DTC2 端子 ) に接続したコンデンサ (Cdt) から放電を開始し , 3, 4 チャネルは
DTC3 端子 (DTC4 端子 ) に接続したコンデンサ (Cdt) に充電を開始します。PWM コンパレータにより DTC 端子電圧に比
例したソフトスタート設定電圧と三角波電圧を比較し , OUT 端子 (46, 44, 40, 39 ピン ) の ON デューティを変化させソフ
トスタート動作します。
ON デューティ≒ 50 ％までのソフトスタート時間は次のようになります。
・図 13 の場合
ソフトスタート時間 ( 出力 ON ≒ 50 ％になるまでの時間 )
0.446 × Cdt (F) × Rdt (Ω)
ts (s) = − Cdt (F) × Rdt (Ω) × ln ( 1.6 )
2.5
・図 14 の場合
ソフトスタート時間 ( 出力 ON ≒ 50 ％になるまでの時間 )
1.022 × Cdt (F) × Rdt (Ω)
ts (s) = − Cdt (F) × Rdt (Ω) × ln (1 − 1.6 )
2.5
19
VREF
19
Cdt
VREF
Rdt
DTC1
(DTC2)
Rdt
DTC3
(DTC4)
Cdt
図 13 第 1, 第 2 チャネルのソフトスタート設定方法
図 14 第 3, 第 4 チャネルのソフトスタート設定方法
また , 次の図のように接続することによって , 休止期間と同時にソフトスタートを設定することができます。
・図 15 の場合
ソフトスタート時間 ( 出力 ON ≒ 50 ％になるまでの時間 )
× ln (0.64 − 0.36R2 (Ω) )
ts (s) = − Cdt (F) × R1 (Ω) × R2 (Ω)
R1 (Ω) + R2 (Ω)
R1 (Ω)
・図 16 の場合
ソフトスタート時間 ( 出力 ON ≒ 50 ％になるまでの時間 )
× ln (1 − 1.6 (R1 (Ω) + R2 (Ω)) )
ts (s) = − Cdt (F) × R1 (Ω) × R2 (Ω)
R1 (Ω) + R2 (Ω)
2.5R2 (Ω)
19
Cdt
VREF
19
R1
R1
DTC1
(DTC2)
R2
図 15 第 1, 第 2 チャネルの休止期間
とソフトスタート設定方法
22
VREF
DTC3
(DTC4)
Cdt
R2
図 16 第 3, 第 4 チャネルの休止期間
とソフトスタート設定方法
MB3785A
■ アプリケーション
1. 平滑コンデンサの等価直列抵抗と安定性について
DC/DC コンバータにおいて平滑コンデンサの等価直列抵抗 (ESR) の値は , ループの位相特性に大きな影響を与えます。
ESR により , 位相特性は高周波領域において理想コンデンサに対し位相を進ませるため ( グラフ 1 参照 ) , システムの安
定性を改善します。一方 , 低 ESR の平滑コンデンサの使用はシステムの安定性を減少させますので , 低 ESR 品の半導体電
解コンデンサ (OS-CONTM) , タンタルコンデンサを使用する際には十分注意が必要です。
（注意事項）OS-CON は三洋電機社の商標です。
降圧形 DC/DC コンバータの基本回路
L
Tr
RC
VIN
D
RL
C
グラフ 1
位相−周波数特性
ゲイン−周波数特性
0
0
−20
−40
−60
10
(2)
(1) : RC = 0 Ω
(2) : RC = 31 mΩ
100
(1)
1k
周波数 f (Hz)
10 k
位相 φ (deg)
利得 AV (dB)
20
(2)
−90
−180
100 k
10
(1) : RC = 0 Ω
(2) : RC = 31 mΩ
100
(1)
1k
10 k
100 k
周波数 f (Hz)
23
MB3785A
・参考データ
平滑用のコンデンサをアルミ電解コンデンサ (RC ≒ 1.0 Ω) から ESR の小さい半導体電解コンデンサ (OS-CONTM：
R C ≒ 0.2 Ω) に変更することにより位相余裕は半減します ( グラフ 2, 3 参照 ) 。
DC/DC コンバータ AV − φ 特性測定図
VOUT
VO+
CNF
この間の
AV − φ 特性
−IN
−
FB
VIN
+IN
+
R2
R1
VREF/2
誤差増幅器
グラフ 2
DC/DC コンバータ＋ 5 V 出力ゲイン−位相特性
60
40
利得 (dB)
AV
φ
20
90
62 °
0
0
−20
−40
10
180
位相 (deg)
VCC = 10 V
RL = 25 Ω
CP = 0.1 µF
VO+
A 電解コンデンサ 220
+
µF (16 V)
−
RC ≒ 1.0 Ω：fOSC ＝ 1 kHz
−90
100
1k
10 k
GND
−180
100 k
周波数 f (Hz)
グラフ 3
DC/DC コンバータ＋ 5 V 出力ゲイン−位相特性
60
利得 (dB)
40
20
90
φ
0
27 °
−20
−40
10
0
−90
100
1k
周波数 f (Hz)
24
180
位相 (deg)
VCC = 10 V
RL = 25 Ω
CP = 0.1 µF
AV
10 k
−180
100 k
VO+
OS-CONTM
+
22 µF (16 V)
−
RC ≒ 0.2 Ω：fOSC ＝ 1 kHz
GND
MB3785A
■ 応用回路例
33 µF
VCC
10 µH
1000 pF
1
33 µF
B
48
A
+IN
45
7
4.7 kΩ −IN
FB
150 kΩ
4.7 kΩ
VCC
22 µH
5V
10 µF
8.2 kΩ
第 1 チャネル
6
46
5
RFB
2.7 kΩ
OUT
1000 pF
10 mA
A
B
8
47
33 kΩ DTC
4
250 Ω
1000 pF
3
1µF 27 kΩ
C
+IN
24 V
2
12
4.7 kΩ −IN
11
FB
150 kΩ
10
4.7 kΩ RFB
D
第 2 チャネル
44
OUT
15 µF
1000 pF
10 mA
15 V
20 kΩ
1.8 kΩ
D
13
250 Ω
1000 pF
34
モータ
33 kΩ
コントロール信号 1 µF
150 kΩ
F
22 µH
35
+IN
E
C
43
27 kΩ DTC
9
10 µF
25
−IN 26
FB
第 3 チャネル
27
40
RFB
2.7 kΩ
10 mA
E
F
24
41
250 Ω
1000 pF
DTC28
モータ
コントロール信号
10 kΩ
36
H
22 µH
37
+IN
G
8.2 kΩ
OUT
1000 pF
DC
モータ
10 µF
30
−IN
31
FB
150 kΩ
32
39
第 4 チャネル
RFB
8.2 kΩ
2.7 kΩ
OUT
1000 pF
DC
モータ
10 mA
G
H
29
38
DTC33
250 Ω
10 kΩ
18
VREF
VCC
19
SCP
0.1µF
42
GND
23
14
15
RT
20
17
16
CT
6.2 kΩ
21
22
300 pF CTL1 CTL2 CTL3
セラミック発振子
出力
コントロール信号
25
MB3785A
■ 使用上の注意
・プリント基板のアースラインは，共通インピーダンスを考慮し設計してください。
・静電気対策を行ってください。
・半導体を入れる容器は，静電気対策を施した容器か，導電性の容器をご使用ください。
・実装後のプリント基板を保管・運搬する場合は，導電性の袋か，容器に収納してください。
・作業台，工具，測定機器は，アースを取ってください。
・作業する人は，人体とアースの間に 250 kΩ ∼ 1 MΩ の抵抗を直列にいれたアースを使用してください。
・負電圧を印加しないでください。
・− 0.3 V 以下の負電圧を印加した場合，
LSI に寄生トランジスタが発生し，誤動作を起こすことがあります。
■ オーダ型格
型格
MB3785APFV
26
パッケージ
プラスチック・LQFP, 48 ピン
(FPT-48P-M05)
備考
MB3785A
■ 外形寸法図
注 1) ＊印寸法はレジン残りを含む。
注 2) 端子幅および端子厚さはメッキ厚を含む。
注 3) 端子幅はタイバ切断残りを含まず。
プラスチック・LQFP, 48 ピン
(FPT-48P-M05)
9.00±0.20(.354±.008)SQ
+0.40
+.016
*7.00 –0.10 (.276 –.004 )SQ
36
0.145±0.055
(.006±.002)
25
24
37
0.08(.003)
Details of "A" part
+0.20
1.50 –0.10
+.008
13
48
"A"
0˚~8˚
LEAD No.
1
0.50(.020)
C
(Mounting height)
.059 –.004
INDEX
0.10±0.10
(.004±.004)
(Stand off)
12
0.20±0.05
(.008±.002)
0.08(.003)
M
0.50±0.20
(.020±.008)
0.60±0.15
(.024±.006)
0.25(.010)
2002 FUJITSU LIMITED F48013S-c-6-10
単位：mm (inches)
注意：括弧内の値は参考値です。
27
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本資料に記載された製品は , 通常の産業用 , 一般事務用 , パーソナル用 , 家庭用などの一般的用途に使用されることを意図して設計・製造されてい
ます。極めて高度な安全性が要求され , 仮に当該安全性が確保されない場合 , 社会的に重大な影響を与えかつ直接生命・身体に対する重大な危険性を
伴う用途（原子力施設における核反応制御 , 航空機自動飛行制御 , 航空交通管制 , 大量輸送システムにおける運行制御 , 生命維持のための医療機器 , 兵
器システムにおけるミサイル発射制御をいう）, ならびに極めて高い信頼性が要求される用途（海底中継器 , 宇宙衛星をいう）に使用されるよう設計・
製造されたものではありません。したがって , これらの用途にご使用をお考えのお客様は , 必ず事前に営業部門までご相談ください。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。
半導体デバイスはある確率で故障が発生します。当社半導体デバイスが故障しても , 結果的に人身事故 , 火災事故 , 社会的な損害を生じさせないよ
う , お客様は , 装置の冗長設計 , 延焼対策設計 , 過電流防止対策設計 , 誤動作防止設計などの安全設計をお願いします。
本資料に記載された製品を輸出または提供する場合は , 外国為替及び外国貿易法および米国輸出管理関連法規等の規制をご確認の上 , 必要な手続き
をおとりください。
本書に記載されている社名および製品名などの固有名詞は , 各社の商標または登録商標です。
編集　販売戦略部

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