AP2200B Japanese Datasheet

[AP2200B]
AP2200B
色素増感型太陽電池対応昇圧DC-DCコンバータIC
1. 概要
本製品は、色素増感型太陽電池で起動する同期整流方式の昇圧DC-DCコンバータで、リチウムイオンキ
ャパシタへの充電、あるいは3V出力に最適です。
2.





入力電圧範囲
MPP入力設定電圧
動作温度範囲
入力電力
出力電圧







制御方式
整流方式
スタンバイ機能
バッテリー抜け検出機能
効率
パッケージ
用途
特長
0.3V ～ 1.6V
0.4V
-30 ～ 85 °C
400 mW
3.0V (±2.0%) (SEL 端子 = “L”)
3.8V (±5.0%) (SEL 端子 = “H”)
コンパレータ制御方式
同期整流方式
STBY端子が “H”時、LC端子を “H”固定
VB端子電圧低下時、LC端子を “H”固定
70%( 出力 = 3.8V@50mA )
16-pin QFN
太陽電池から3Vの出力、充電
リチウムイオンキャパシタへの充電
MS1613-J-01
2014/04
-1-
[AP2200B]
3.
目次
概要 ............................................................................................................................................................... 1
特長 ............................................................................................................................................................... 1
目次 ............................................................................................................................................................... 2
ブロック図 ....................................................................................................................................................... 3
■ ブロック図 ..................................................................................................................................................... 3
5. オーダリングガイド ....................................................................................................................................... 3
6. ピン配置と機能説明 ....................................................................................................................................... 4
■ ピン配置 ......................................................................................................................................................... 4
■ 機能説明 ......................................................................................................................................................... 4
7. 絶対最大定格 ................................................................................................................................................... 5
8. 推奨動作条件 ................................................................................................................................................... 5
9. 電気的特性 ....................................................................................................................................................... 6
10. 動作説明 ........................................................................................................................................................... 7
■ 動作概要 ......................................................................................................................................................... 7
■ 設定電圧 ......................................................................................................................................................... 8
■ 入力電圧一定制御と出力電圧制御 ............................................................................................................. 8
■ タイミングチャート ..................................................................................................................................... 9
11. 外部接続回路例 ............................................................................................................................................. 13
■ 出力電圧3.0 / 3.8V設定時 ........................................................................................................................... 13
■ 推奨部品リスト ........................................................................................................................................... 13
12. パッケージ ..................................................................................................................................................... 14
■ 外形寸法図 ................................................................................................................................................... 14
■ マーキング ................................................................................................................................................... 14
13. 改訂履歴 ......................................................................................................................................................... 15
重要な注意事項 ..................................................................................................................................................... 16
1.
2.
3.
4.
MS1613-J-01
2014/04
-2-
[AP2200B]
4.
■
ブロック図
ブロック図
VREG
LDO
REF
VB
Logic
OSC
Load
Control
STBY
VOUT
VOUT
SEL
Y
LC
Monitor
Pre-
SW
Driver
VIN
VIN
VCP
Monitor
PG
Start Up
TEST1
Y
GND
TEST2
Y
Figure 1. AP2200B ブロック図
5.
AP2200B
Ta = -30 ～ +85 °C
オーダリングガイド
16-pin QFN
MS1613-J-01
2014/04
-3-
[AP2200B]
6. ピン配置と機能説明
STBY
TEST2
9
8
VB
10
TEST1
7
LC
11
SEL
6
VOUT
12
VREG
5
VOUT
13
ピン配置
14
■
GND
2
3
VCP
4
VIN
1
PG
15
SW
PG
SW
16
Top View
ExposedPadはGND接続かオープンにして下さい。
■
機能説明
端子
I/O
タイプ
端子名称
機能
備考
(Note 2)
(Note 1)
番号
1
PG
GND
DC-DCグラウンド
2
PG
GND
DC-DCグラウンド
3
VCP
A
IO
チャージポンプ
4
VIN
PWR
電源入力
5
GND
GND
グラウンド
6
VREG
A
IO
内部レギュレータ出力
7
SEL
“L” = 3V ,“H” = 3.8V
D
I
出力電圧切り替え入力
8
TEST1
(Note 3)
テスト
9
TEST2
(Note 3)
テスト
10
STBY
D
I
スタンバイ入力
“H” = スタンバイ
11
VB
A
I
バッテリーモニター入力
12
LC
D
O
外部スイッチ制御
13
VOUT
A
IO
DC-DC 出力
14
VOUT
A
IO
DC-DC 出力
15
SW
A
IO
インダクタ接続
16
SW
A
IO
インダクタ接続
Note 1. A (アナログ端子)、D (デジタル端子)、GND (グラウンド端子)、PWR (パワー端子)
Note 2. I(入力端子)、O(出力端子)、IO(入出力端子)
Note 3. テスト端子は、必ずGNDに接続してください。
MS1613-J-01
2014/04
-4-
[AP2200B]
7.
絶対最大定格
Parameter
Symbol
min
VVIN1
-0.3
端子電圧範囲
VVIN2
-0.3
(Note 4)
PIN
入力電力
Tstg
-40
保存温度範囲
Tj
-30
接合温度
Pd
許容損失
Note 4. 電圧は全てグラウンド端子電圧に対する値です。
Note 5. VIN 端子、VREG 端子
Note 6. VCP, SEL, STBY, VB, LC, VOUT,SW 各端子。
max
1.98
5.5
0.8
150
150
0.8
Unit
V
V
W
°C
°C
W
Condition
(Note 5)
(Note 6)
注意: 絶対最大定格を超えて使用した場合、デバイスを破壊する場合があります。また、通常の動作は
保証されません。
8. 推奨動作条件
Parameter
Symbol
min
typ
V
0.3
電源電圧範囲
VIN
Ta
-30
動作温度範囲
Note 7. 電圧は、全てグラウンド端子に対する値です。
MS1613-J-01
max
1.6
85
Unit
V
°C
Condition
(Note 7)
2014/04
-5-
[AP2200B]
9.
Parameter
スタートアップ回路
Symbol
起動開始電圧
VVINSTUP
電気的特性
min
(特に指定が無い限りTa = 25 °C)
Unit Condition
typ
max
0.3
0.5
0.4
V
V
VTGTHYS
RONTOP
RONBOT
fOSC
ILIM
2.84
3.64
0.16
450
0.90
2.92
3.72
0.38
0.2
0.1
500
1.2
3.0
3.8
0.60
550
1.50
V
V
%
Ω
Ω
kHz
A
VVINMPP
0.36
0.40
0.44
V
VBLOW
VOL
1.0
2.35
2.65
2.5
2.90
V
V
VOLLC
VILSTB
VIHSTB
VILSEL
VIHSEL
VVOUT-0.45
VB-0.45
1.0
VVOUT*0.7
-
GND+0.1
0.3
VVOUT*0.3
-
V
V
V
V
V
V
V
VREG
fCK
1.62
0.9
1.8
1.0
1.98
1.1
V
MHz
10
50
20
µA
µA
-30°C < Ta < -10°C
-10°C < Ta < 85°C
DC-DCコンバータ
VVOUT電圧
VVOUTヒステリシス
ハイサイドオン抵抗
ローサイドオン抵抗
スイッチング周波数
ローサイド電流制限
VTGT
Ta = -30 ~ 85°C, SEL = “L”
Ta = -30 ~ 85°C, SEL = “H”
MPP回路
入力電圧制御ターゲット
モニター回路
バッテリー抜け検出電圧
低VVOUT検出電圧
ロジック入出力
外部スイッチ駆動電圧
スタンバイ入力電圧
出力電圧切替え入力電圧
(Note 9)
コントロール部
内部レギュレータ電圧
動作周波数
VOHLC
I LC=- 1 µA
VVOUT > VB (@ILC = 1 µA)
VVOUT < VB (@ILC = 1 µA)
端子電流
VIN端子電流
VB端子電流
IVIN
IVB
-
-
内部プルダウン抵抗
RPDSTBY
0.5
1.5
STBY端子
RPDSEL
0.5
1.5
SEL端子
Note 8. 電圧は全てグラウンド端子に対する値です。
Note 9. SEL端子は、VOUTあるいはGNDへ接続してください。
MS1613-J-01
起動後のDC-DC動作時
MΩ
MΩ
2014/04
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[AP2200B]
10. 動作説明
■
動作概要
太陽電池からの出力電圧がVINに入力されると、低電圧起動回路 (Start up 回路) が出力電圧 (VVOUT) を
昇圧し始めます。VVOUT が所定の電圧以上に昇圧された時点で、低電圧起動回路は停止し、内部回路(REF,
LDO, OSC, Logic, VOUT Monitor, VIN Monitor, Load Control, Pre-Driver)が起動します。入力電圧をターゲ
ットVVINMPP になるように制御します。内部回路が起動するとPre-Driver回路で制御されたメインの昇圧
コンバータが動作し、それ以降は、昇圧コンバータがVVOUTを設定電圧(VTGT)まで昇圧させた後、VTGT
で安定するよう制御します。また、VVOUTがVTGTに達すると、Load Control回路がLC端子をローレベルに
下げます。外付けPMOS負荷スイッチをLC端子に接続するアプリケーションでは、LC端子がローレベル
でスイッチがオンし、機器への電力供給を開始します。ただし、以下の4ケースの何れかに当てはまる
場合は、外付け負荷スイッチをオフし電力供給を停止します。
Table 1. 電力供給停止
1 STBY端子を “H”レベルにした場合
2
VB端子電圧がVBLOW以下の場合
3
VOUT端子電圧がVOL以下の場合
4
太陽電池発電確認周期
本製品は、スタンバイ機能を備えており、STBY端子に “H”
レベル(VIHSTB)を印加した場合には、外付け負荷スイッチをオフ
し電力供給を停止します。スタンバイ状態でも昇圧コンバータ
は動作を継続しており、SYBY端子に “L”レベル(VILSTB)を印
加しスタンバイが解除された場合は、直ちに電力供給を再開し
ます。
本製品はバッテリーモニター機能を備えており、VB端子電圧
がVBLOW以下に低下した場合、バッテリーが挿入されていない
と判断し、外付け負荷スイッチをオフし電力供給を停止しま
す。
VB端子電圧がVBLOW以上に復帰した場合、バッテリーが再挿入
されたと判断し、外付け負荷スイッチをオンし電力供給を再開
いたします。
この機能を使用しない場合は、VB端子をVOUT端子へ接続して
ください。
VOUT端子電圧が低下しVOLを下回った場合、外付け負荷スイ
ッチをオフし電力供給を停止します。
昇圧コンバータは動作を継続しており、VVOUTが再びVTGTまで
達すると電力供給を再開します。
本製品は、周期tPV毎に昇圧動作を一時中断すると共に外付け
負荷スイッチをオフします。一定期間後昇圧動作を再開します
が、VVOUTがVTGTに達しない限り外付け負荷スイッチをオンし
ません。
これにより、太陽電池の電力供給が低下して昇圧コンバータが
十分昇圧出来ない場合は、バッテリーからVOUTへの逆流を防
ぎ、バッテリー消費を抑えます。
MS1613-J-01
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-7-
[AP2200B]
■
設定電圧
SEL端子により設定電圧(VTGT)が選択可能です。
Table 2. 設定電圧(VTGT)
SEL 端子レベル
“L”
“H”
設定電圧(VTGT)
3.0V
3.8V
■
入力電圧一定制御と出力電圧制御
昇圧コンバータ動作時は、入力電圧をターゲットVVINMPP になるように制御するとともに、VOUT
Monitor回路が、常にVVOUTを監視しており、VVOUTが設定電圧(VTGT)に達すると速やかに昇圧動作を停止
します。昇圧動作を停止するとVVOUTは負荷消費により低下していきますが、VTGTからVTGTHYS以上低下
した場合には、昇圧動作を再開します。
MS1613-J-01
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-8-
[AP2200B]
■
タイミングチャート
通常動作(起動 → VVOUTが設定電圧まで昇圧)
LC端子
“H”
“L”
STBY端子
“H”
“L”
昇圧動作停止
(
期間)
端子電圧
VTGT
VTGT-VTGTHYS
VVOUT
VOL
VBLOW
VB
VOC
VPM
内部初期設定及び
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
周期 tSH
Figure 2. 通常動作(起動 → VVOUTが設定電圧まで昇圧)
MS1613-J-01
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-9-
[AP2200B]
太陽電池の出力低下時の動作
LC 端子
“H”
“L”
STBY 端子
“H”
“L”
昇圧動作停止
(
期間)
端子電圧
VTGT
VTGT-VTGTHYS
太陽電池の出力低下
VVOUT
VB
VOL
VBLOW
VOC
VPM
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
周期 tSH
Figure 3. 太陽電池の出力低下時の動作
MS1613-J-01
2014/04
- 10 -
[AP2200B]
STBY端子をアサートした時の動作
LC 端子
“H”
“L”
STBY 端子
STBY を”H”に設定
STBY を”L”に設定
“H”
“L”
昇圧動作停止
(
期間)
端子電圧
VVOUT
VTGT
VTGT-VTGTHYS
VB
VOL
VBLOW
VOC
VPM
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
周期 tSH
Figure 4. STBY端子をアサートした時の動作
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- 11 -
[AP2200B]
バッテリー抜けが発生した時の動作
LC 端子
“H”
“L”
STBY 端子
“H”
“L”
バッテリー抜け
端子電圧
バッテリー再挿入
昇圧動作停止
期間
VVOUT
VTGT
VTGT-VTGTHYS
VB
VOL
VBLOW
VOC
VPM
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
(昇圧動作停止)
太陽電池発電確認
周期 tSH
Figure 5. バッテリー抜けが発生した時の動作
MS1613-J-01
2014/04
- 12 -
[AP2200B]
11. 外部接続回路例
■
出力電圧3.0 / 3.8V設定時
System
VREG
LDO
CREG
Battery
REF
VB
Logic
OSC
M1
MCU
STBY
Load
Control
M2
LC
C1
0.1uF
VTGT＝3.8V
VOUT
VOUT
SEL
Y
COUT
Monitor
Pre-
VTGT＝3.0V
SW
L
P.V.
Driver
VIN
VIN
CIN
VCP
Monitor
CCP
PG
Start Up
TEST1
Y
TEST2
Y
GND
Figure 6.
出力電圧3.0 / 3.8V設定時外部接続回路例
：Start up回路の電源を示します。P.V.が供給源です。
：内部回路及びVB、SEL端子のプルアップ用の電源を示します。VOUT出力が供給源です。
Note 11. 外付け負荷スイッチの寄生容量を介した電流注入によりLC端子電圧が絶対最大定格を超えな
いようにC1の値を選択してください。
Note 10.
■
推奨部品リスト
Table 3. 推奨部品リスト
Item
Symbol
CIN
コンデンサ
COUT
CREG
CCP
C1
L
インダクタ
M1
負荷スイッチ
M2
Value
10µF
10µF
1µF
0.01µ
0.1µF
6.8µH
-
Type
セラミック
セラミック
セラミック
セラミック
セラミック
TDK: SLF6045T-6R8N2R0-3PF
オン・セミコンダクター:
NTS2101P
MS1613-J-01
2014/04
- 13 -
[AP2200B]
12. パッケージ
■
外形寸法図
16-pin QFN
(Unit mm)
0.58 ＋0.02
－0.03
3.00±0.05
3.00±0.05
S
S
0.25±0.05
C0.05
(0.50)
1.35
C0.05
1.65
M
(0.35)
0.425±0.05
0.50
■
0.05
(0.10)
0.575±0.05
0.05
マーキング
2200B
(2)
YWW A
(1)
(3)
(4)
(5)
（１） 1pin 表示
（２）製品型番 :"2200B"
（３）製造年（西暦年の下一桁）
（４）製造週
（５）管理番号
MS1613-J-01
2014/04
- 14 -
[AP2200B]
13.
Date
(YY/MM/DD)
14/02/28
14/04/28
改訂履歴
Revision
Page
Contents
00
01
8
初版
「入力電圧一定制御と出力電圧制御について」修正。
MS1613-J-01
2014/04
- 15 -
[AP2200B]
重要な注意事項
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きましては、本製品改善のために予告なく変更することがあります。従いまして、ご使用を
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特約店営業担当にご確認ください。
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て弊社および第三者の知的財産権その他の権利に対する保証または実施権の許諾を行うも
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機器、各種安全装置など、その装置・機器の故障や動作不良が、直接または間接を問わず、
生命、身体、財産等へ重大な損害を及ぼすことが通常予想されるような極めて高い信頼性を
要求される用途に使用されることを意図しておらず、保証もされていません。そのため、別
途弊社より書面で許諾された場合を除き、これらの用途に本製品を使用しないでください。
万が一、これらの用途に本製品を使用された場合、弊社は、当該使用から生ずる損害等の責
任を一切負うものではありません。
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産等が侵害されることのないよう、お客様の責任において、本製品を搭載されるお客様の製
品に必要な安全設計を行うことをお願いします。
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7. 本書の全部または一部を、弊社の事前の書面による承諾なしに、転載または複製することを
禁じます。
MS1613-J-01
2014/04
- 16 -

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