ST AN2787 APPLICATION NOTE

AN2787

Application note

Monolithic VR demonstration board for chipset and DDR2/3 supply for ultramobile PC (UMPC) applications

Introduction

PM6641 demonstration board order code: STEVAL-ISA050V1 (previously coded as PM6641EVAL).

The PM6641 demonstration board is a monolithic voltage regulator (VR) module with internal power MOSFETs, specifically designed to supply DDR2/3 memory and chipset in ultramobile PC and real estate constrained portable systems.

It integrates three independent, adjustable, constant frequency buck converters, a ±2 Apk low dropout (LDO) linear regulator, and a ±15 mA low-noise buffered reference.

Each regulator is provided with basic undervoltage (UV) and overvoltage (OV) protections, programmable soft-start and current limit, active soft-end, and pulse skipping at light loads.

This document describes all features of the PM6641 demonstration board.

Figure 1. PM6641 demonstration board

September 2008

Rev 1

1/37

www.st.com

Contents

AN2787

 

 

Contents

1

Main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 6

2

Demonstration kit schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 7

3

Bill of material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

4

Component assembly and layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

5

I/O interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

6

Recommended equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

7

Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

 

7.1

JP1 VDDQ output discharge (DSCG pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

 

7.2

JP3 switching regulator phase control (SET_PH1 pin) . . . . . . . . . . . . . .

15

 

7.3

JP4 1.8 V (VDDQ) external/internal divider (VFB_1S8 pin) . . . . . . . . . . .

16

 

7.4

JP5 1.5 V external/internal divider (VFB_1S5 pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

 

7.5

JP6 1.05 V external/internal divider (VFB_1S05 pin) . . . . . . . . . . . . . . . .

17

 

7.6

JP7 current limit (CSNS pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

8

Test setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

9

Getting started . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

10

STEVAL-ISA050V1 evaluation tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

 

10.1

SW regulators turn-on (soft-start) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

 

10.2

SW regulator - working mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

 

10.3

Load regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

 

10.4

Load transient responses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

 

10.5

Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

 

10.6

Phase management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

 

10.7

Fault management (OVP, UVP, UVLO, thermal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

 

10.8

SW regulators current limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

 

10.9

Soft-end . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

2/37

AN2787

 

Contents

 

10.10 Thermal behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . 35

11

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 36

3/37

List of figures

AN2787

 

 

List of figures

Figure 1.

PM6641 demonstration board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 1

Figure 2.

PM6641 demonstration board schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 7

Figure 3.

Top side component placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

Figure 4.

Top view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

Figure 5.

Layer 2 view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

Figure 6.

Layer 3 view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

Figure 7.

Bottom view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

Figure 8.

Bottom side component placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

Figure 9.

JP1 DSCG pin setting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

Figure 10.

JP3 phase control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

Figure 11.

JP4 1.8 V divider selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

Figure 12.

JP5 1.5 V divider selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

Figure 13.

JP6 1.05 V divider selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

Figure 14.

PM6641 demonstration board programmed current limit vs. CSNS resistor . . . . . . . . . . .

18

Figure 15.

JP8 setting switching frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

Figure 16.

PM6641 demonstration board test setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

Figure 17.

VDDQ turn-on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

Figure 18.

VDDQ, VTT and VTTREF turn-on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

Figure 19.

PWM mode: VDDQ output voltage, phase voltage and inductor current, current

 

 

load = 2.3 A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

Figure 20.

Pulse skip mode: VDDQ output voltage, phase voltage and inductor current, current

 

 

load = 0 A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

Figure 21.

Forced PWM mode (soft OV): VDDQ output voltage, phase voltage, inductor current

 

 

and Power Good signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

Figure 22.

VDDQ (1.8 V) load regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

Figure 23.

1.5 V load regulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

Figure 24.

1.05 V load regulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

Figure 25.

VTT load regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

Figure 26.

VTTREF load regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

Figure 27.

VDDQ, VTT and VTTREF, VDDQ load transient response, IVDDQ = 0 to

 

 

2.3 A at 2.5 A/µs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

Figure 28.

1.5 V output voltage and inductor current, 1.5 V rail load transient response,

 

 

1.5 V = 0 to 1.25 A at 2.5 A/µs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

Figure 29.

1.05 V output voltage and inductor current, 1.05 V rail load transient response.

 

 

I1.05 V = 0 to 1.75 A at 2.5 A/µs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

Figure 30.

VDDQ, VTTREF, VTT and VTT output current, VTT rail load transient response,

 

 

IVTT = –1 A to +1 A at 2.5 A/µs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

Figure 31.

SW regulators efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

Figure 32.

SW regulators phases, 120 deg phase shift. SETPH1 pin tied to AGND . . . . . . . . . . . . . .

29

Figure 33.

SW regulators phases, no phase shift - synchronous clock, SETPH1 pin tied to AVCC . .

30

Figure 34.

VDDQ, VTT, VTTREF output voltage, VDDQ temporarily shorted to 3.3 V, output

 

 

overvoltage protection triggered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

Figure 35. VDDQ, VTT, VTTREF output voltage and VDDQ inductor current, VDDQ feedback pin

 

 

temporarily shorted to GND, output undervoltage protection triggered . . . . . . . . . . . . . . .

31

Figure 36.

VDDQ (1.8 V), 1.5 V, 1.05 V output voltage and AVCC input power supply, input

 

 

undervoltage lockout triggered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

Figure 37.

VDDQ (1.8 V), 1.5 V, 1.05 V and VTT rails output voltage, thermal shutdown triggered . .

32

Figure 38.

1.5 V rail output voltage, 1.5 V inductor current and output current, peak current limit

 

4/37

AN2787

 

List of figures

 

reached. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . 33

Figure 39.

VDDQ(1.8 V), VTT and VTTREF rail output voltage, EN_1S8 and EN_VTT tied to

 

AGND - soft off with tracking discharge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . 34

Figure 40.

VDDQ(1.8 V), VTT and VTTREF rail output voltage. EN_1S8 and EN_VTT tied to

 

AGND - soft off without tracking discharge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . 34

Figure 41.

PM6641 demonstration board surface temperature when loaded with typical currents,

 

Tamb = 23 °C, VIN = 3.3 V, FSW = 660 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . 35

5/37

Main features

AN2787

 

 

1 Main features

Switching section

0.8 V ±1% voltage reference

2.7 V to 5.5 V input voltage range

Fast response, constant frequency, current mode control

Three independent, adjustable, SMPS for DDR2/3 (VDDQ) and chipset supply

S3-S5 states compliant with DDR2/3 section

Active soft-end for all outputs

Selectable tracking discharge for VDDQ

Separate Power Good signals

Pulse skipping at light load

Programmable current limit and soft-start for all outputs

Latched OVP, UVP protection

Thermal protection

Reference and termination voltages (VTTREF and VTT)

±2 Apk LDO for DDR2/3 termination (VTT) with foldback

Remote VTT output sensing

High-Z VTT output in S3

±15 mA low-noise DDR2/3 buffered reference (VTTREF)

6/37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

AN2787

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AVCC

 

TP1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

schematic board demonstration PM6641 .2 Figure

schematic kit Demonstration

 

 

 

TP5

TP6

 

TP15

 

 

 

 

 

 

 

 

TP14

 

 

 

 

TP16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

VTTREF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

AGND

 

LDOIN

 

 

 

 

 

 

VTT

 

 

 

 

AGND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JP1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TP18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

1

STRIP 3

 

2

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

AUX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-join

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AVCC

 

 

 

AUX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-4R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JP3

 

R34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

STRIP 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1

0603-4R3

 

 

 

 

 

 

C17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AVCC

 

 

 

 

 

 

0603-100n

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-1u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1206-22u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-100n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AUX

 

 

 

 

 

 

TP9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOUT_1S8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-33n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R20

R21

 

R22

R23

 

SW1

 

 

 

1

 

 

AVCC

 

 

AVCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-68k

0603-68k

0603-68k

0603-68k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

8

 

 

 

 

 

JP7

 

 

JP8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AVCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

5

 

 

 

R5

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C25

C26

 

C27

C28

 

SW DIP-4

 

 

 

0603-150k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STRIP 2

 

 

STRIP 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0805-10u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-100p

0603-100p

0603-100p

0603-100p

 

 

 

 

 

R6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JP4

0603-120k

 

 

R3

 

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

STRIP 3

 

 

 

0603-100k

 

0603-68k

R33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-join

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C3

 

 

 

 

 

 

 

TP10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

47

46

45

44

43

42

41

40

39

38

37

 

 

 

 

 

0805-10u

 

 

 

 

 

 

 

VOUT_1S5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

DSCG VTTREF

LDO IN VTT VTT GND AVCC AGND 2

 

EN 1S8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

C5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EL SMD C-10u

 

C15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TP8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C6

B Case - 220u

 

 

 

1

 

 

 

 

36

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

R7

 

 

GND

 

B Case - 220u

 

 

 

 

 

AGND_1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EN_VTT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-100k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

2839-1u5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

SET_SWF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EN_1S5

34

 

 

 

 

 

 

+

C8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

VOUT_1S8

 

 

 

 

 

U1

 

 

 

 

EN_1S05

33

 

 

 

 

C7

 

 

EL SMD C-10u

 

JP5

 

R8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

CSNS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIN_1S5

32

 

 

 

 

B Case - 220u

 

 

 

 

 

 

0603-120k

 

 

 

 

 

 

 

1

L1

 

 

6

SGND_1S8_1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSW_1S5_2

31

 

 

 

 

 

 

 

 

2

STRIP 3

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

7

SGND_1S8_2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSW_1S5_1

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

VSW_1S8_1

 

 

PM6641_QFPN

 

SGND_1S5_2

29

 

 

R12

 

C23

 

 

 

 

 

 

 

TP11

 

 

 

 

 

 

C2

 

2839-1u

 

 

9

VSW_1S8_2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SGND_1S5_1

28

 

0603-47k

 

0603-470p

 

 

 

 

 

 

 

GND

 

31

 

21

 

 

0805-10u

 

 

 

 

10

VIN_1S8_1

SS 1S8 SS 1S05 VTTFB

 

 

 

 

 

 

 

 

VFB_1S5

27

 

31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

VIN_1S8_2

 

 

 

 

 

 

 

 

COMP_1S5

26

 

 

 

C30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIN

 

 

 

 

 

12

VFB_1S8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SS_1S5

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COMP_1S8

 

 

 

 

 

 

 

 

PG_1S5

 

 

C34

0603-100p

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COMP 1S05 VFB 1S05

SGND 1S051 SGND 1S052 VSW 1S051 VSW 1S052 VIN 1S05 1 VIN 1S05PH1SET2 PG 1S05AGND3 PG 1S8

 

 

12

 

 

31

 

 

1

 

C29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-15p

 

 

 

 

 

 

R11

 

 

R32

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

THERMAL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-100p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-100k

C32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-15p

0603-join

 

 

13

14

15

16 17

18

19

20

21

22 23

24

 

 

 

0603-22n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-330p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Demonstration

 

 

 

 

 

C19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-22n

 

 

 

R13

C33

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

L3

 

 

 

 

 

VIN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-15p

C31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-68k

 

 

 

 

 

 

2839-1u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C21

 

C24

 

 

0603-100p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-22n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C4

 

 

 

 

 

 

TP3

TP2

 

TP4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-330p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AUX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0805-10u

 

 

 

 

PG_1S5

PG_1S8

PG_1S05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

R17

R18

R19

 

1

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

C13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-68k

0603-68k

0603-68k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C9

 

C10

EL SMD C-10u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B Case - 220u

 

C14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B Case - 220u

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EL SMD C-10u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-56k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

schematic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TP12

 

 

 

 

 

 

 

TP13

 

TP17

 

TP7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R10

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JP6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0603-180k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STRIP 3

 

 

 

 

 

VOUT_1S05

 

 

 

 

GND

 

GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-join

 

 

R30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7/37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0603-join

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bill of material

AN2787

 

 

3 Bill of material

Table 1.

PM6641 demonstration board list of components

 

 

 

Qty

Component

Description

Package

Part number

MFR

Value

Note

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C1

Ceramic, 10 V,

SMD 0603

 

Standard

1 µ

 

 

X5R, 20%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

C2, C3, C4,

Ceramic, 10 V,

SMD 0805

GRM21BR61A106KE19

Murata

10 µ

 

 

C12

X5R, 20%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

C5, C8, C13,

 

SMD C case

 

 

 

n.m.

 

C14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

C6, C7, C9,

Ceramic, 4 V,

SMD 1206

AMK316BJ107ML

Taiyo Yuden

100 µ

 

C10, C15

X5R, 20%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C11

Ceramic, 6.3 V,

SMD 1206

GRM31CR60J226KE19

Murata

22 µ

 

 

X5R, 10%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

C16, C17

Ceramic, 16 V,

SMD 0603

 

Standard

100 n

 

X7R, 10%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C18

Ceramic, 25 V,

SMD 0603

GRM188R71E333KA01

Murata

33 n

 

 

X7R, 10%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

C19, C20,

Ceramic, 16 V,

SMD 0603

 

Standard

22 n

 

 

C21

X7R, 10%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

C22, C24

Ceramic, 50 V,

SMD 0603

 

Standard

330 pF

 

C0G, 5%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C23

Ceramic, 50 V,

SMD 0603

 

Standard

470 pF

 

 

C0G, 5%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

C25, C26,

Ceramic, 50 V,

SMD 0603

 

Standard

100 pF

 

C27, C28

C0G, 5%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

C29, C30,

Ceramic, 50 V,

SMD 0603

 

 

 

n.m.

 

C31

C0G, 5%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

C32, C33,

Ceramic, 50 V,

SMD 0603

 

 

 

n.m.

 

C34

C0G, 5%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

R1, R2

Chip resistor,

SMD 0603

 

Standard

3R3

 

 

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R3

Chip resistor,

SMD 0603

 

Standard

100 k

 

 

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R4, R13

 

 

 

 

 

 

 

R17, R18,

Chip resistor,

 

 

 

68 k

 

9

R19, R20,

SMD 0603

 

Standard

 

0.1 W, 1%

 

 

 

R21, R22,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R16

Chip resistor,

SMD 0603

 

 

 

n.m.

 

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R5

Chip resistor,

SMD 0603

 

Standard

150 k

 

 

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8/37

AN2787

 

 

 

 

 

Bill of material

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 1.

PM6641 demonstration board list of components (continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qty

Component

Description

Package

Part number

MFR

 

Value

Note

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

R6, R8

Chip resistor,

SMD 0603

 

Standard

 

120 k

 

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

R7

Chip resistor,

SMD 0603

 

Standard

 

100 k

 

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

R9

Chip resistor,

SMD 0603

 

Standard

 

56 k

 

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

R10

Chip resistor,

SMD 0603

 

Standard

 

180 k

 

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

R11

Chip resistor,

SMD 0603

 

Standard

 

100 k

 

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

R12

Chip resistor,

SMD 0603

 

Standard

 

47 k

 

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

R32, R33,

Chip resistor,

SMD 0603

 

Standard

 

0

short

R34

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

R30, R31

Chip resistor,

SMD 0603

 

 

 

 

n.m.

0.1 W, 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

L1, L3

SMT 11Arms,

SMD 2827

744312100 /LF

Würth

 

1.0 µH

 

9.5 mΩ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

L2

SMT 9 Arms,

SMD 2827

744312150 /LF

Würth

 

1.5 µH

 

10.5 mΩ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

U1

IC VR - 48-pin

VFQFPN 7x7

PM6641

STMicroelectronics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JP1,

JP3,

 

 

 

 

 

 

 

5

JP4, JP5,

Header, 3-pin

SIP3

 

 

 

 

 

 

JP6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

JP7, JP8

Header, 2-pin

SIP2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TP1, TP2,

Header, single

 

 

 

 

 

 

5

TP3, TP4,

 

 

 

 

 

 

pin

 

 

 

 

 

 

 

TP18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TP5, TP6,

 

 

 

 

 

 

 

 

TP7, TP8,

 

 

 

 

 

 

 

 

TP9, TP10,

 

 

 

 

 

 

 

13

TP11, TP12,

Test point

 

 

 

 

 

 

 

TP13, TP14,

 

 

 

 

 

 

 

 

TP15, TP16,

 

 

 

 

 

 

 

 

TP17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

SW1

Switch 4-SPST

DIP-8

 

Standard

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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ST AN2787 APPLICATION NOTE

Component assembly and layout

AN2787

 

 

4 Component assembly and layout

Figure 3. Top side component placement

Figure 4. Top view

10/37

AN2787

Component assembly and layout

 

 

Figure 5. Layer 2 view

Figure 6. Layer 3 view

11/37

Component assembly and layout

AN2787

 

 

 

 

Figure 7. Bottom view

 

 

 

 

 

 

 

Figure 8. Bottom side component placement

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