MAXIM MAX1652, MAX1655 User Manual

概要___________________________________
MAX1652〜MAX1655は、小型QSOPパッケージに収め られた高効率、パルス幅変調(PWM)、ステップダウン DC-DCコントローラです。MAX1653/MAX1655は、好評 のMAX797のアップグレード版として、ピンコンパチブル な16ピンSOPパッケージでも提供しています。改良点と しては、デューティサイクル動作を高めてドロップアウト を向上させている点、自己消費電流を低減して軽負荷での 効率を向上させている点、さらに出力電圧を1Vまで 下げている点(MAX1655)が挙げられます。
MAX1652〜MAX1655は、ユニークなIdleModeTM同期 整流PWM制御方法を用いて最大96%の効率を達成し、 最大10Aの電流を供給します。これらのデバイスは、 重負荷時のPWM動作と軽負荷時のパルス周波数変調 (PFM)動作を自動的に切り換え、出力電流範囲全体に わたって効率を最適化します。MAX1653/MAX1655 には、ノイズに敏感なアプリケーション用にロジック 制御の強制PWM動作も備えられています。
これらのデバイスは、いずれも選択可能な150kHz/ 300kHzスイッチング周波数で動作し、このスイッチング 周波数は外部クロックと同期させることできます。外部 電源スイッチは両方とも、安価なNチャネルMOSFETで あるため、抵抗を小さくするだけでなく、スペース及び コストも節約できます。
MAX1652及びMAX1654は、さらにフィードバックピン を備えていることから、トランス巻線からタッピング された低コストの二次出力を安定化することができま す。MAX1652にはプラス出力が、MAX1654にはマイ ナス出力が追加されています。
MAX1652〜MAX1655の入力電圧範囲は4.5V〜30V です。MAX1652/MAX1653/MAX1654の出力電圧範囲 は2.5V〜5.5Vですが 、 MAX1655 の出力電圧範囲の下限 は1Vとなっています。設計を容易にするための評価 キット(MAX1653EVKIT)も用意されています。
アプリケーション_______________________
ノートブックコンピュータ 携帯端末 PDA 移動通信 セルラ電話 配電 ハンドヘルドコンピュータ
特長___________________________________
効率:96%
小型16ピンQSOPパッケージ
(16ピンSOPパッケージの半分)
MAX797とピンコンパチブル (MAX1653/MAX1655)
下限1Vの出力電圧(MAX1655)
入力範囲:4.5V〜30V
99%のデューティサイクルで
低ドロップアウトを実現
自己消費電流:170
µA
ロジック制御シャットダウン電流:3µA
デュアル、Nチャネル、同期整流制御
150kHz/300kHz固定PWMスイッチング又は
190kHz〜340kHz同期化
プログラマブルソフトスタート
低コスト二次出力(MAX1652/MAX1654)
MAX1652–MAX1655
高効率、PWM、ステップダウン
DC-DCコントローラ、16ピンQSOPパッケージ
19-1357; Rev 1; 7/98
EVALUATION KIT MANUAL
FOLLOWS DATA SHEET
型番___________________________________
選択ガイド_____________________________
ピン配置は、データシートの最後に記載されています。
IdleModeはマキシム社の商標です。
PART
FEEDBACK
VOLTAGE (V)
SPECIAL
FEATURE
COMPATIBILITY
MAX1652 2.5
Regulates positive secondary voltage (such as +12V)
Same pin order as MAX796, but smaller package
MAX1653 2.5
Logic-controlled, low-noise mode
Pin-compatible with MAX797
MAX1654 2.5
Regulates negative secondary voltage (such as -5V)
Same pin order as MAX799, but smaller package
MAX1655 1
Low output volt­ages (1V to 5.5V); logic-controlled, low-noise mode
Pin compatible with MAX797 (except for feed­back voltage)
PART
MAX1652EEE
-40°C to +85°C
TEMP. RANGE PIN-PACKAGE
16 QSOP
MAX1653EEE -40°C to +85°C 16 QSOP MAX1654EEE
-40°C to +85°C 16 QSOP
MAX1653ESE
-40°C to +85°C 16 Narrow SO
MAX1655ESE
-40°C to +85°C 16 Narrow SO
MAX1655EEE -40°C to +85°C 16 QSOP
________________________________________________________________
Maxim Integrated Products
1
無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。http://www.maxim-ic.com
MAX1652–MAX1655
高効率、PWM、ステップダウン DC-DCコントローラ、16ピンQSOPパッケージ
2 _______________________________________________________________________________________
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(V+ = +15V, GND = PGND = 0V, SYNC = REF, IVL= I
REF
= 0A, TA= 0°C to +85°C, unless otherwise noted.)
Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.
V+ to GND..............................................................-0.3V to +36V
GND to PGND .......................................................-0.3V to +0.3V
VL to GND ................................................................-0.3V to +6V
BST to GND............................................................-0.3V to +36V
DH to LX.....................................................-0.3V to (BST + 0.3V)
LX to BST..................................................................-6V to +0.3V
SHDN to GND...............................................-0.3V to (V+ + 0.3V)
SYNC, SS, REF, SECFB, SKIP, FB to GND...-0.3V to (VL + 0.3V)
DL to PGND..................................................-0.3V to (VL + 0.3V)
CSH, CSL to GND ....................................................-0.3V to +6V
VL Short Circuit to GND..............................................Momentary
REF Short Circuit to GND...........................................Continuous
VL Output Current...............................................+50mA to -1mA
REF Output Current...............................................+5mA to -1mA
Continuous Power Dissipation (T
A
= +70°C)
SO (derate 8.70mW/°C above +70°C) .......................696mW
QSOP (derate 8.3mW/°C above +70°C) ....................667mW
Operating Temperature Range
MAX165_E_E ..................................................-40°C to +85°C
Storage Temperature Range.............................-65°C to +160°C
Lead Temperature (soldering, 10sec).............................+300°C
Rising edge, falling edge hysteresis = 60mV
Rising edge, falling edge hysteresis = 50mV
SHDN = 2V, 0 < IVL< 25mA, 5.5V < V+ < 30V
Rising edge, falling edge, hysteresis = 22mV (MAX1654)
CSH - CSL, negative
CSH - CSL, positive
Falling edge, rising edge, hysteresis = 22mV (MAX1652)
6V < V+ < 30V
25mV < (CSH - CSL) < 80mV
0 < (CSH - CSL) < 80mV, FB = VL, 6V < V+ < 30V, includes line and load regulation
External resistor divider
VSS= 4V
0 < (CSH - CSL) < 80mV
VSS= 0V
CONDITIONS
V4.2 4.5 4.7VL/CSL Switchover Voltage
V3.8 3.9 4.0VL Fault Lockout Voltage
V4.7 5.0 5.3VL Output Voltage
-0.05 0 0.05
V
2.45 2.50 2.55
SECFB Regulation Setpoint
mA2.0SS Fault Sink Current
µA2.5 4.0 6.5SS Source Current
V4.5 30Input Supply Range
-50 -100 -160
mV
80 100 120
Current-Limit Voltage
%/V0.03 0.06Line Regulation
1.2
V4.85 5.06 5.255V Output Voltage (CSL)
V
1 5.5
Nominal Adjustable Output Voltage Range
%
2
Load Regulation
UNITSMIN TYP MAXPARAMETER
0 < (CSH - CSL) < 80mV, FB = 0V, 4.5V < V+ < 30V, includes line and load regulation
V3.20 3.34 3.463.3V Output Voltage (CSL)
2.5 5.5
MAX1655 MAX1652/MAX1653/
MAX1654
2.43 2.50 2.57
MAX1652/MAX1653/ MAX1654
CSH - CSL = 0V, CSL = FB, SKIP = 0V, 4.5V < V+ < 30V
MAX1655
V
0.97 1.00 1.03
Feedback Voltage
3.3V AND 5V STEP-DOWN CONTROLLERS
FLYBACK/PWM CONTROLLER
INTERNAL REGULATOR AND REFERENCE
MAX1652–MAX1655
高効率、PWM、ステップダウン
DC-DCコントローラ、16ピンQSOPパッケージ
_______________________________________________________________________________________ 3
Note 1: Since the reference uses VL as its supply, V+ line-regulation error is insignificant. Note 2: At very low input voltages, quiescent supply current may increase due to excessive PNP base current in the VL linear
regulator. This occurs if V+ falls below the preset VL regulation point (5V nominal).
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)
(V+ = +15V, GND = PGND = 0V, SYNC = REF, IVL= I
REF
= 0A, TA= 0°C to +85°C, unless otherwise noted.)
SECFB, 0 or 4V
SHDN, 0 or 30V
SHDN, SKIP
SYNC
SYNC = 0 or 5V
SYNC = REF
Guaranteed by design, not tested
CSH = CSL = 5.5V
V+ = 4.5V, CSH = CSL = 4.0V (Note 2)
SYNC = 0 or 5V
Falling edge 0 < I
REF
< 100µA
SYNC = REF
SHDN = 0V, CSL = 5.5V, CSH = 5.5V, V+ = 0 or 30V, VL = 0V
CONDITIONS
0.1 µA
3.0
No external load (Note 1)
Input Current
2.0
V
VL - 0.5
Input High Voltage
%
98 99
97 98
Dropout-Mode Maximum Duty Cycle
kHz190 340Oscillator Sync Range
ns200SYNC Rise/Fall Time
ns200SYNC Low Pulse Width
ns200SYNC High Pulse Width
125 150 175
kHz
270 300 330
Oscillator Frequency
2.46 2.50 2.54
12Quiescent Power Consumption
18Dropout Power Consumption
515
V+ Shutdown Current
V2.0 2.4Reference Fault Lockout Voltage
mV15Reference Load Regulation
µA0.1 1
CSL, CSH Shutdown Leakage Current
UNITSMIN TYP MAXPARAMETER
SHDN = 0V, V+ = 30V, CSL = 0 or 5.5V FB = CSH = CSL = 5.5V, VL switched over to CSLV+ Off-State Leakage Current
DL forced to 2V
FB, FB = REF
CSH, CSL, CSH = CSL 4V
SYNC, SKIP
A1DL Sink/Source Current
±0.1
70
1.0
SHDN, SKIP
SYNC
0.5
V
0.8
Input Low Voltage
DH forced to 2V, BST - LX = 4.5V A1DH Sink/Source Current
High or low, BST - LX = 4.5V
High or low
1.5 5DH On-Resistance
1.5 5DL On-Resistance
Reference Output Voltage V
OSCILLATOR AND INPUTS/OUTPUTS
37 515
µA µA
mW mW
V
MAX1652–MAX1655
高効率、PWM、ステップダウン DC-DCコントローラ、16ピンQSOPパッケージ
4 _______________________________________________________________________________________
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)
(V+ = +15V, GND = PGND = 0V, SYNC = REF, IVL= I
REF
= 0A, TA= -40°C to +85°C, unless otherwise noted.) (Note 3)
Note 3: Specifications from 0°C to -40°C are guaranteed by design, not production tested.
0 < (CSH - CSL) < 70mV, FB = VL, 4.5V < V+ < 30V, includes line and load regulation
0 < (CSH - CSL) < 70mV, FB = VL, 6V < V+ < 30V, includes line and load regulation
CONDITIONS
V3.16 3.503.3V Output Voltage (CSL)
V4.5 30Input Supply Range V4.80 5.305V Output Voltage (CSL)
UNITSMIN TYP MAXPARAMETER
CSH - CSL, negative
CSH - CSL, positive
-40 -160
Current-Limit Voltage
V
0.96 1.04
Feedback Voltage
2.40 2.60
mV
70 130
FB = CSH = CSL = 5.5V, VL switched over to CSL
SHDN = 0V, V+ = 30V, CSL = 0 or 5.5V
Rising edge, hysteresis = 60mV No external load (Note 1) 0 < I
REF
< 100µA
µA15V+ Off-State Leakage Current
µA10V+ Shutdown Current
V
Rising edge, hysteresis = 50mV
SHDN = 2V, 0 < IVL< 25mA, 5.5V < V+ < 30V
4.2 4.7VL/CSL Switchover Voltage V2.43 2.57Reference Output Voltage
Falling edge, hysteresis = 22mV (MAX1652) Falling edge, hysteresis = 22mV (MAX1654)
mV15Reference Load Regulation
V3.75 4.05VL Fault Lockout Voltage
V4.7 5.3VL Output Voltage
2.40 2.60 V
-0.08 0.08
SECFB Regulation Setpoint
SYNC = REF
SYNC = 0 or 5V
97
kHz210 320Oscillator Sync Range
kHz
SYNC = REF
120 180
Oscillator Frequency
ns250SYNC High Pulse Width ns250SYNC Low Pulse Width
250 350
mW2Quiescent Power Consumption
High or low, BST - LX = 4.5V
High or low
SYNC = 0 or 5V
5DH On-Resistance
5DL On-Resistance
%
98
Maximum Duty Cycle
CSH - CSL = 0V, 5V < V+ < 30V, CSL = FB, SKIP = 0V
6V < V+ < 30V %/V0.06Line Regulation
3.3V and 5V STEP-DOWN CONTROLLERS
FLYBACK/PWM CONTROLLER
INTERNAL REGULATOR AND REFERENCE
OSCILLATOR AND INPUTS/OUTPUTS
MAX1652/MAX1653/ MAX1654
MAX1655
MAX1652–MAX1655
高効率、PWM、ステップダウン
DC-DCコントローラ、16ピンQSOPパッケージ
_______________________________________________________________________________________ 5
SHDN
DH
+12V
OUTPUT
+5V
OUTPUT
INPUT
6V TO 30V
BST
LX
DL
PGND
CSH
CSL
SS
REF
SYNC
GND
V+
VL
FB
SECFB
MAX1652
MAX1653 MAX1655
SHDN
DH
+3.3V
OUTPUT
INPUT
4.5V TO 30V
BST
LX
DL
PGND
CSH
CSL
SS
REF
SYNC
GND
SKIP FB
V+ VL
標準動作回路_______________________________________________________________________
標準動作特性 ______________________________________________________________________
(Circuit of Figure 1, SKIP = GND, TA = +25°C, unless otherwise noted.)
100
50
0.001 0.1 10.01 10
EFFICIENCY vs.
LOAD CURRENT (3.3V/1A CIRCUIT)
60
MAX1652 toc01
LOAD CURRENT (A)
EFFICIENCY (%)
70
80
90
V+ = 6V
MAX1653 f = 300kHz
V+ = 28V
V+ = 12V
100
50
0.001 0.1 10.01 10
EFFICIENCY vs.
LOAD CURRENT (3.3V/2A CIRCUIT)
60
MAX1652 toc02
LOAD CURRENT (A)
EFFICIENCY (%)
70
80
90
V+ = 6V
V+ = 28V
V+ = 12V
MAX1653 f = 300kHz
100
50
0.001 0.1 10.01 10
EFFICIENCY vs.
LOAD CURRENT (3.3V/3A CIRCUIT)
60
MAX1652 toc03
LOAD CURRENT (A)
EFFICIENCY (%)
70
80
90
V+ = 6V
V+ = 28V
V+ = 12V
MAX1653 f = 300kHz
MAX1652–MAX1655
高効率、PWM、ステップダウン DC-DCコントローラ、16ピンQSOPパッケージ
6 _______________________________________________________________________________________
MAX1654
SHDN
DH
-5V
OUTPUT
+5V
OUTPUT
INPUT
6V TO 30V
BST
LX
DL
PGND
CSH
CSL
SS
REF
FROM
REF
SYNC
GND
V+
VL
FB
SECFB
標準動作回路(続き) _________________________________________________________________
MAX1652–MAX1655
高効率、PWM、ステップダウン
DC-DCコントローラ、16ピンQSOPパッケージ
_______________________________________________________________________________________
7
100
50
0.001 0.1 10.01 10
EFFICIENCY vs.
LOAD CURRENT (5V/3A CIRCUIT)
60
MAX1652 toc04a
LOAD CURRENT (A)
EFFICIENCY (%)
70
80
90
V+ = 28V
V+ = 6V
V+ = 12V
MAX1653 f = 300kHz
標準動作特性(続き)_________________________________________________________________
(Circuit of Figure 1, SKIP = GND, TA = +25°C, unless otherwise noted.)
100
50
0.001 0.1 10.01 10
EFFICIENCY vs.
LOAD CURRENT (3.3V/5A CIRCUIT)
60
MAX1652 toc04
LOAD CURRENT (A)
EFFICIENCY (%)
70
80
90
V+ = 6V
V+ = 28V
V+ = 12V
MAX1653 f = 300kHz
0
10
5
20
15
25
30
010155 202530
PWM-MODE SUPPLY CURRENT vs.
INPUT VOLTAGE (3.3V/3A CIRCUIT)
MAX1652 toc07
INPUT VOLTAGE (V)
SUPPLY CURRENT (mA)
MAX1653 SKIP = VL f = 300kHz NO LOAD
100
50
0.001 0.1 10.01 10
EFFICIENCY vs.
LOAD CURRENT (1.8V/2.5A CIRCUIT)
60
MAX1652 toc05
LOAD CURRENT (A)
EFFICIENCY (%)
70
80
90
V+ = 6V
V+ = 24V
V+ = 12V
MAX1655 f = 300kHz
0.01 0302010 25155
IDLE-MODE SUPPLY CURRENT vs.
INPUT VOLTAGE (3.3V/3A CIRCUIT)
0.1
1
10
MAX1652 toc06
INPUT VOLTAGE (V)
SUPPLY CURRENT (mA)
MAX1653 SKIP = 0 NO LOAD
0
4
2
6
8
10
010155 202530
SHUTDOWN SUPPLY CURRENT
vs. INPUT VOLTAGE
MAX1652 toc08
INPUT VOLTAGE (V)
SUPPLY CURRENT (mA)
SHDN = 0V
0
10
5
20
15
25
30
0 100 15050 200 250 300 350 400
REF LOAD-REGULATION ERROR
vs. REF LOAD CURRENT
MAX1652 toc010
LOAD CURRENT (µA)
LOAD REGULATION DV (mV)
0
300
900
600
1200
1500
010155 202530
MAX1652 MAXIMUM SECONDARY OUTPUT
CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE
MAX1652 toc12
SUPPLY VOLTAGE (V)
MAXIMUM SECONDARY CURRENT (mA)
V
SEC
> 12.75V, +5V OUTPUT > 4.75V, CIRCUIT OF FIGURE 9
+5V LOAD = 0A
+5V LOAD = 3A
0
10
5
20 15
25
50 45 40 35 30
0203010 40 50 60 70 80
VL LOAD-REGULATION ERROR
vs. VL LOAD CURRENT
MAX1652 toc011
LOAD CURRENT (mA)
LOAD REGULATION DV (mV)
OUTPUT
VOLTAGE
LOAD
CURRENT
100mV/div, AC
2A/div
TIME (10ms)
V
IN
= 15V, 3.3V/3A CIRCUIT
LOAD-TRANSIENT RESPONSE
MAX1652-16
OUTPUT
VOLTAGE
LX
VOLTAGE
10mV/div, AC
5V/div
TIME (5ms)
V
IN
= 5.1V, NO LOAD, 3.3V/3A CIRCUIT,
SET TO 5V OUTPUT (FB = VL)
DROPOUT WAVEFORMS
MAX1652-15
MAX1652–MAX1655
高効率、PWM、ステップダウン
DC-DCコントローラ、16ピンQSOPパッケージ
8 _______________________________________________________________________________________
OUTPUT
VOLTAGE
LX
VOLTAGE
10mV/div, AC
5V/div
TIME (1ms)
V
IN
= 6V, 3.3V/3A CIRCUIT
PULSE-WIDTH-MODULATION
MODE WAVEFORMS
MAX1652-13
OUTPUT
VOLTAGE
LX
VOLTAGE
50mV/div, AC
5V/div
TIME (2.5ms)
I
LOAD
= 300mA, VIN = 10V, 3.3V/3A CIRCUIT
IDLE-MODE WAVEFORMS
MAX1652-14
標準動作特性(続き)_________________________________________________________________
(Circuit of Figure 1, SKIP = GND, TA = +25°C, unless otherwise noted.)
0
0.01 1010.1
DROPOUT VOLTAGE vs.
LOAD CURRENT (3.3V/3A CIRCUIT)
100
300
400
200
500
MAX1652 toc09
LOAD CURRENT (A)
DROPOUT VOLTAGE (mV)
OUTPUT SET FOR 5V (FB = VL) V
OUT
> 4.85V
f = 150kHz
f = 300kHz
MAX1652–MAX1655
高効率、PWM、ステップダウン
DC-DCコントローラ、16ピンQSOPパッケージ
_______________________________________________________________________________________ 9
端子説明___________________________________________________________________________
DualModeはマキシム社の商標です。
SKIP
(MAX1653/
MAX1655)
ハイの時にパルススキップモードをディセーブルします。通常はGNDに接続して下さい。
SSKKIIPP
は未接続のまま
にしておかないで下さい。SKIPが接地された場合には、デバイスは、負荷電流が最大値の約30%を超えると、
パルススキップ動作から全PWM動作に自動的に切り換わります(表3)。
16 DH
ハイサイドゲート駆動出力。通常はメインバックスイッチを駆動します。DHは、LXスイッチングノード電圧 によってLXからBSTまでスイングするフローティングドライバ出力です。
15 LX
スイッチングノード(インダクタ)接続。ハザードなしにグランドの2V下でスイングできます。
14 BST
ハイサイドゲート駆動用のブーストコンデンサ接続(0.1µF)
13 DL
ローサイドゲート駆動出力。通常は同期整流MOSFETを駆動します。0VからVLまでスイングします。
名称 機 能
1 SS
ソフトスタートタイミングコンデンサ接続。全電流リミットまでのランプタイムは約1ms/nFです。
2
SECFB
(MAX1652/
MAX1654)
二次巻線フィードバック入力。通常は、補助出力からの抵抗分圧器に接続します。
SECFBは未接続のままにしておかないで下さい。
MAX1652:SECFBはVSECFB=2.50Vで安定化します。使用しない時は、VLに接続して下さい。
MAX1654:SECFBはVSECFB=0Vで安定化します。使用しない時は、値の大きな電流制限抵抗
(I
MAX
=100µA)を介して負電圧に接続して下さい。
端子
3 REF
リファレンス電圧出力。最小0.33µFでGNDにバイパスして下さい。
7 FB
フィードバック入力。可変モードのフィードバック電圧で安定化します。このFBは、以下の通り固定出力電圧 設定値を選択するDualMode
TM
入力です。
3.3V動作ではGNDに接続して下さい。
5V動作ではVLに接続して下さい。
可変モードでは、FBを抵抗分圧器に接続して下さい。FBを+5VCMOSロジックで駆動すると、システム
制御のもとで出力電圧を変えることができます。
6
SHDN
シャットダウン制御入力、アクティブロー。ロジックスレッショルドは約1V(内部NチャネルMOSFETのVTH) に設定されます。自動スタートアップを実行する場合は、SHDNをV+に接続して下さい。
5 SYNC
発振器同期及び周波数選択。150kHz動作ではGNDかVLに接続し、300kHz動作ではREFに接続して下さい。 ハイからローへの遷移によって新たなサイクルがスタートします。SYNCは、0〜5Vのロジックレベルで駆動して 下さい(V
IH
及びVILの仕様は「ElectricalCharacteristics」の表を参照)。SYNCキャプチャ範囲は190kHz〜340kHzです。
4 GND
低ノイズアナロググランド及びフィードバックリファレンス点
12 PGND
電源グランド
11 VL
5V内部リニアレギュレータ出力。VLは、このチップの電源電圧範囲にもなります。自動ブートストラップで は、CSL(V
CSL
>4.5V)を介してVLが出力電圧に切換わります。GNDは4.7µFでバイパスして下さい。外部負荷
では、VLが5mAまで供給できます。
10 V+
バッテリ電圧入力(4.5V〜30V)。0.1µFコンデンサを用いて、V+を、ICの近くのPGNDにバイパスして下さい。 VLに給電するリニアレギュレータに接続して下さい。
9 CSL
電流検出入力、ローサイド。固定出力モードでは、フィードバック入力としても利用できます。
8 CSH
電流検出入力、ハイサイド。電流リミットのレベルは、CSLを基準として100mVです。
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