ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高効率 PWM 降圧 DC/DC コンバータ

ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高効率 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
■概要
ELM603xB は、電流モード制御と1.5MH ｚ固定周波数で動作する高効率の同期式降圧 PWM 型 DC/DC コン
バータです。同期整流方式のため外部ダイオードは不要です。内部消費電流は 110μA で動作し、シャットダウン
時は１μA 以下です。入力には 2.5V から 5.5V で動作し、 1.5A の電流を出力することができます。
スイッチング周波数が 1.5MHz のため小型の面実装コイルとコンデンサを使用可能です。入力電圧が設定出力
電圧より低い場合スイッチデューティ比は連続 ON、最大 100% となります。
■特長
■用途
• 電流モード制御
• 携帯電話
• 過熱保護
• PDA、スマートホン
• 固定周波数動作
: Typ.1.5MHｚ
• MP3 プレーヤ
• 出力電流　: 1.5A
• デジタルカメラ
• 高効率　: Max.95%
• 無線 LAN、 DSL カード
• シャットダウン電流
: <1μA
• マイコン、 DSP 用電源
• 動作入力電圧　: 2.5V ～ 5.5V
• 携帯機器
• 消費電流
: Typ. ９0μA
• デューティ比制御
: 0 ～ 100% ( ドロップアウト時 )
• パッケージ
: DFN6-2x2, TSOT-25
■絶対最大定格値
項目
VIN 電源電圧
SW 端子印加電圧
EN 端子印加電圧
FB 端子印加電圧
SW ピーク電流
記号
Vin
Vsw
Ven
Vfb
Isw
許容損失
Pd
動作温度
保存温度
Top
Tstg
規格値
-0.3 ～ +6.0
GND-0.3 ～ Vin+0.3
GND-0.3 ～ Vin
GND-0.3 ～ Vin
3
200 (DFN6-2x2)
200 (TSOT-25)
-40 ～ +85
-65 ～ +150
単位
V
V
V
V
A
mW
℃
℃
注意 : 上記定格を超えるストレスは、デバイスの信頼性に影響を与える可能性があります。
■セレクションガイド
ELM603xB-X
記号
a
パッケージ
b
製品バージョン
c
テーピング方向
G: DFN6-2x2
L: TSOT-25
B
N: DFN6-2x2
S: TSOT-25
パッケージファイル参照
ELM603 x B - X
↑↑ ↑
a b c
( 注) テーピング方向は一種類のみ
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Rev.1.1
ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高効率 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
■端子配列図
DFN6-2x2(TOP VIEW)
�
�
�
�
�
�
�
�
DFN6-2x2(BOTTOM VIEW)
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
端子番号
1
2
�
3
4
5
6
Exposed Pad
端子記号
NC
EN
VIN
SW
GND
FB
NC
ピン説明
内部接続なし
イネーブル制御入力
メイン電源
電源スイッチ出力
グラウンド
フィードバック入力
内部接続なし
端子番号
1
2
3
4
5
端子記号
EN
GND
SW
VIN
FB
ピン説明
イネーブル制御入力
グラウンド
電源スイッチ出力
メイン電源
フィードバック入力
TSOT-25(TOP VIEW)
�
�
�
�
�
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Rev.1.1
ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高効率 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
■ブロック図
Vin
Slope comp
Current
sense
amplifier
EN
Reference
●
UG
+
_
●
PWM
PWM
Logic
Comparator
Error
amplifier
FB
M1
LG
Oscillator
● ●
SW
●
GND
M2
Clock
DCC
Zero-current
comparator
+
_
0.6V
●
+
_
■標準回路図
Vin
L=2.2μH
●
4
●
C1=
4.7μF
C5
●
VIN
2
GND
1
EN
SW
3
Vout
●
FB
5
●
C6
R3
●
C3
R1
ELM603LB
●
●
●
R2
C2=
10μF
C4
●
Vin
* Vout=Vref × (1+R1/R2)。
* 上図の値を指定してない受動部品はオプションです。
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Rev.1.1
ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高効率 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
■電気的特性
項目
電源電圧
出力電圧ラインレギュレーション
出力電圧負荷レギュレーション
リファレンス電圧
シャットダウン電流
消費電流
SW リーク電流
PMOSFET オン抵抗
NMOSFET オン抵抗
PMOSFET 電流制限
発振周波数
サーマルシャットダウン閥値
EN 高レベル入力電圧
EN 低レベル入力電圧
EN 入力電流
記号
条件
Vin
△Vout
Vin=2.5V ～ 5.5V
△Vin
Vlr
Vref
Vout は調整可能
Is
Ven=0V
Ven=Vin, Vfb=Vref × 1.2V
Iq
スイッチングなし
Ven=0V,
Ileak
Vsw=0V 或るいは Vin
RdsonP Isw=100mA
RdsonN Isw=-100mA
デューティサイクル =100%
IPcl
電流パルス幅 <1ms
Fosc
Ts
Venh -40℃≦ Top ≦ +85℃
Venl -40℃≦ Top ≦ +85℃
Ien
Ven=0V ～ Vin
特記無き場合 , Vin=3.6V, Top=25℃
Min.
Typ.
Max. 単位
2.5
5.5
V
-3
3
%/V
-3
3
0.588 0.600 0.612
0.1
1.0
%
V
μA
110
μA
-1
1.2
1
0.25
0.20
Ω
Ω
2
A
1.5
160
1.8
1.5
-1
μA
0.4
1
MHz
℃
V
V
μA
■マーキング
DFN6-2x2
マーク
内容
a～f
組み立てロット番号：
0～9&A～Z
マーク
内容
a～e
組み立てロット番号：
0～9&A～Z
TSOT-25
��
7 -4
Rev.1.1
ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高効率 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
■動作説明
ELM603xB は固定周波数で動作する電流モード制御の PWM 降圧 DCDC コンバータです。高効率と高
密度実装が要求される、リチウムイオン電池など低電圧電源を使用する電子機器向けに設計されています。
高効率動作のため内部にはスイッチ素子と同期整流素子が内蔵されており外部ショットキーダイオードは不
要です。 ELM603xB は 100% デューティ比まで動作します。降圧型 DCDC コンバータのデューティ比 D
は以下のように定義されます。
D=Ton x Fosc x 100% = (Vout/Vin) x 100%
Ton はスイッチのオン時間、 Fosc は発振周波数(1.5MHｚ)、 Vout は出力電圧、 Vin は入力電圧。
1) 電流モード制御 PWM
スロープ補償付き電流モード制御 PWM は安定したスイッチングと、スイッチサイクルごとの電流制限
動作によりすぐれた入力変動負荷変動応答性、内部スイッチ素子と同期整流素子の保護が可能です。
ELM603xB は固定周波数 (1.5MHz) で動作して、出力電圧をレギュレートします。スイッチサイクルごとに
PWM コンパレータは誤差電圧の帰還量に応じてコイルのピーク電流を変化させて負荷への電力供給量を調
整します。通常の動作状態では、内部発信器の立ち上がりに同期して内部スイッチ素子はある時間オンして
コイルの電流を増加させます、そしてコイルピーク電流が誤差電圧を超えたところで内部スイッチはオフしま
す。内部スイッチがオフしたのちに同期整流トランジスタがオンします。つぎのスイッチサイクルに入るまであ
るいはコイル電流がゼロになるまでオン状態を維持します。軽い負荷の時はパルスをスキップして効率を改
善します。
2) ドロップアウト動作
入力電圧が出力設定電圧以下に低下したとき、 ELM603xB は主スイッチトランジスタを 1 スイッチサイク
ル期間以上オンしつづけて、デューティ比を増加させることが可能です。デューティ比が 100% に達すると、
主スイッチトランジスタは電流制限のかかるまで出力に電流を供給するために連続でオンします。この時、出
力電圧は入力電圧から主スイッチとコイルの電圧降下分を引いた電圧となります。
3) ショート保護
ELM603xB はショート保護回路を内蔵しています。出力ピンがグランドにショートしたとき、発振周波数
を低下させコイル電流の増加により主スイッチトランジスタの電流制限を越えないようにします。発振周波数
はショート条件から回復すると通常の値に復帰します。
4) 最大負荷電流
ELM603xB は入力電圧２．５V まで動作します。しかし最大負荷電流は入力電圧低下にともない主スイッ
チと同期整流トランジスタのオン抵抗増加による IR ロス増加により減少します。スロープ補償信号はデュー
ティ比が 50% 以上のときサブハーモニック発振を防ぐためにコイル電流のピーク値を減少させます。逆に
デューティ比が減少するとピーク電流制限値は増加します。
7- 5
Rev.1.1
ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高効率 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
■標準特性曲線図
• Vout=1.8V :
L=2.2μH,C1=4.7μF,C2=22μF,C3=C4=NC,C5=20μF,R1=40KΩ,R2=20KΩ,Top=25°C
Iout-Efficiency
Iout-Vout
Vin=5V, Vout=1.8V
2.00
90.0
1.95
80.0
Efficiency (%)
1.90
Vout (V)
Vin=5V, Vout=1.8V
100.0
1.85
1.80
1.75
1.70
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
1.65
10.0
1.60
0.1
100
10
1
1000
Iout (mA)
0.0
0.1
10000
1
10
100
Iout (mA)
1000
10000
Vin-Vout
Vin=5V, Vout=1.8V
1.90
Iout=1A
1.85
Vout (V)
1.80
Iout=50mA
1.75
1.70
1.65
1.60
0
1
2
3
Vin (V)
4
5
6
Swiching wave form
Swiching wave form
Vin=5V, Vout=1.8V, Iout=1A
Vin=5V, Vout=1.8V, Iout=50mA
Vsw
5V/Div
Vsw
5V/Div
Vout
5mV/Div
Vout
5mV/Div
IL
500mA/Div
IL
500mA/Div
500nS/Div
500nS/Div
7 -6
Rev.1.1
ELM603xB 1.5A 1.5MHz 高効率 PWM 降圧 DC/DC コンバータ
Power ON/OFF by EN
Load Transient
Vin=5V, Vout=1.8V, Ven=0/4V, Iout=1A
Vin=5V, Vout=1.8V
Ven
5V/Div
Vout(AC)
100mV/Div
Vout
1V/Div
Iout=
1A-10mA
Iout
0.5A/Div
200µS/Div
200µS/Div
Vfb-Top
0.70
Vfb (V)
0.65
0.60
0.55
0.50
-40
-20
0
20
40
Top (�)
60
80
Vout-Top
Fosc-Top
2.00
1700
1.95
1.90
Vout (V)
Fosc (kHz)
1600
1500
1400
1.85
1.80
1.75
1.70
1.65
1300
-40
-20
0
20
40
Top (�)
60
1.60
-40
80
7- 7
-20
0
20
40
Top (�)
60
80
Rev.1.1

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