ST AN2898 Application note

AN2798

Application note

Complete DDR2/3 memory power supply controller based on the PM6670AS

Introduction

The PM6670AS device is a complete DDR2/3 power supply regulator for portable applications designed to meet JEDEC specifications. It integrates a constant on-time (COT) buck controller, a 2 A peak sink/source low dropout regulator and a 15 mA low-noise buffered reference.

The COT architecture assures fast transient response supporting both polymeric and ceramic output capacitors. An embedded integrator control loop compensates the DC voltage error due to the output ripple. The 2 A peak sink/source linear regulator provides the memory termination voltage with fast load transient response.

The device is fully compliant with system sleep states S3 and S4/S5, setting the LDO output to high impedance in suspend-to-RAM state and performing the tracking discharge of all outputs in suspend-to-disk state.

Figure 1. PM6670AS demonstration board

November 2008

Rev 1

1/38

www.st.com

Contents

AN2798

 

 

Contents

1

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

. 5

 

1.1

Switching section (VDDQ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

 

1.2

Reference and termination voltages (VTTREF and VTT) . . . . . . . . . . . . .

5

2

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

6

 

2.1

Component list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3

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

9

4

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

12

 

4.1

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

12

5

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

13

5.1 JP3 fixed or adjustable output voltage (MODE pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5.2 JP1 DDR2/DDR3 or power-saving mode (DDRSEL pin) . . . . . . . . . . . . . 13 5.3 JP2 output discharge (DSCG pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.4 JP5 compensation network (COMP pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

6

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

16

7

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

17

 

7.1

Power-up sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

 

7.2

Power-down sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

8

PM6670AS evaluation tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

 

8.1

VDDQ, VTT and VTTREF turn-on (soft-start) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

 

8.2

VDDQ working modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

8.2.1 VDDQ forced PWM mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 8.2.2 VDDQ pulse-skip mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 8.2.3 VDDQ non-audible pulse-skip mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

8.3 VDDQ, VTT and VTTREF load regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 8.4 VDDQ and VTT load transient responses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 8.5 VDDQ efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 8.6 VDDQ gate drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2/38

AN2798

 

 

Contents

 

 

 

 

 

8.7

VDDQ, VTT and VTTREF turnoff (soft-end) . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . 24

 

8.8

UV, OV and thermal protections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 26

 

8.9

VDDQ current limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 28

 

8.10

VTT current limit (foldback) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 30

 

8.11

Switching frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 31

 

8.12

Thermal behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 33

9

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

. . . . 37

3/38

List of figures

AN2798

 

 

List of figures

Figure 1.

PM6670AS demonstration board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 1

Figure 2.

PM6670AS demonstration board schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 6

Figure 3.

Topside component placement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 9

Figure 4.

Topside view. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 9

Figure 5.

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

10

Figure 6.

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

10

Figure 7.

Bottomside view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

Figure 8.

Bottomside component placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

Figure 9.

JP3 (MODE) setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

Figure 10.

JP1 (DDRSEL) setting (change to “non-audible” in graphic) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

Figure 11.

JP2 (DSCG) setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

Figure 12.

JP5 (COMP) setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

Figure 13.

PM6670AS test setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

Figure 14.

VDDQ soft-start at 180 mW load, pulse-skip mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

Figure 15.

VTT turn-on (S0), pulse-skip mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

Figure 16.

VDDQ = 1.8 V, VIN = 24 V, IVDDQ = 0 A, forced PWM mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

Figure 17.

VDDQ = 1.8 V, VIN = 24 V, IVDDQ = 0 A, pulse-skip mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

Figure 18.

VDDQ = 1.8 V, VIN = 24 V, no load, non-audible pulse-skip mode (33 kHz) . . . . . . . . . . .

20

Figure 19.

VDDQ load regulation - VIN = 24 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

Figure 20.

VTT load regulation - LDOIN = VDDQ (VDDQ in forced PWM mode) . . . . . . . . . . . . . . . .

21

Figure 21.

VTTREF load regulation (VDDQ in forced PWM mode). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

Figure 22.

VDDQ load transient (VIN = 24 V, LOAD = 0 A to 8 A at 2.5 A/µs) (pulse-skip mode). . . .

22

Figure 23.

VTT load transient (VIN = 24 V, LOAD = – 2 A to 2 A at 2.5 A/µs) (pulse-skip mode) . . . .

22

Figure 24.

Forced PWM (blue), non-audible pulse-skip (green), pulse-skip (red) VDDQ efficiency vs. .

 

output current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

Figure 25.

External MOS gate signals (VIN = 24 V, LOAD = 0 A) (pulse-skip mode) . . . . . . . . . . . . .

23

Figure 26.

External MOS gate signals (VIN = 24 V, LOAD = 8 A) (pulse-skip mode) . . . . . . . . . . . . .

24

Figure 27.

VDDQ, VTTREF, VTT output voltages and LDO input current, tracking discharge,

 

 

no load on any rail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

Figure 28.

VDDQ, VTTREF and VTT, non-tracking discharge, no load on any output . . . . . . . . . . . .

25

Figure 29.

UV protection, pulse-skip mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

Figure 30.

OV protection, pulse-skip mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

Figure 31.

VDDQ, VTT, VTTREF and inductor current, thermal shutdown, pulse-skip mode . . . . . . .

28

Figure 32.

VDDQ current limit protection during a load transient (0 A to 10 A at 2.5 A/µs) . . . . . . . . .

29

Figure 33.

VTT current limit during an output short . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

Figure 34.

Switching frequency vs. input voltage, VDDQ = 1.8 V, IVDDQ = 4 A, forced PWM mode . 31

Figure 35.

Forced PWM (blue), non-audible pulse-skip (green) and pulse-skip (red), switching

 

 

frequency vs. output current, VDDQ = 1.8 V, VIN = 24 V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

Figure 36.

IVTT = 0 A, average IC temperature = 37.5 °C, max internal IC temperature = 40.1 °C . .

33

Figure 37.

IVTT = 0.5 A, average IC temperature = 48.8 °C, max internal IC temperature = 54.3 °C. 34

Figure 38.

IVTT = 1 A, average IC temperature = 60.5 °C, max internal IC temperature = 72.7 °C . .

35

Figure 39.

IVTT = 1.5 A, average IC temperature = 73.8 °C, max internal IC temperature = 95.6 °C. 36

4/38

AN2798

Main features

 

 

1 Main features

1.1Switching section (VDDQ)

4.5 V to 36 V input voltage range

0.9 V, ± 1 % voltage reference

1.8 V (DDR2) or 1.5 V (DDR3) fixed output voltages

0.9 V to 2.6 V adjustable output voltage

1.237 V ± 1 % reference voltage available

Very fast load transient response constant on-time loop control

No-RSENSE current sensing using low-side MOSFETs' RDSON

Negative current limit

Latched OVP, UVP and thermal shutdown

Fixed 3 ms soft-start

Selectable pulse-skipping at light load

Selectable non-audible (33 kHz) pulse-skip mode

All ceramic output capacitor applications supported

Output voltage ripple compensation

1.2Reference and termination voltages (VTTREF and VTT)

2 A peak LDO with foldback for VTT

Remote VTT output sensing

High-Z VTT output in S3

All ceramic output capacitor applications supported

±15 mA low-noise buffered reference for VTTREF

5/38

Demonstration kit schematic

AN2798

 

 

2 Demonstration kit schematic

Figure 2. PM6670AS demonstration board schematic

J1

 

VIN

 

 

 

 

 

J2

 

 

VDDQ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J3

PGND

J4

PG

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

D3

 

 

STPS1L60A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C4

 

 

220u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C3

 

 

220u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R6 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.8k

 

 

 

 

 

2

47n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2 10u

 

 

 

1u

2

 

 

R15

 

 

 

 

 

1

C15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

L1

 

 

 

7.5k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

0

 

 

 

 

 

R14

 

 

 

R16

4R7

 

 

1n

 

 

 

 

 

 

GND TP

 

 

 

 

INT CER

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1

10u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

TP1

 

 

 

JP5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D2

 

 

STPS1L60A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

680p

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

3

 

 

 

7

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

2

 

 

 

6

 

 

 

 

2

STS7NF60L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

C16

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

1

 

 

 

5

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q1

STS5NF60L

 

2 4

 

 

 

 

 

4

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

2

330k

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C17

0

0

1

R1

 

 

 

 

 

R4 3R3

 

 

 

 

 

R17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100n

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C14

 

 

 

 

 

 

 

100n

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC 100k

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

C13

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

100k

 

 

 

 

R13

100k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

18k

 

2

0

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R11

1

R12

1

 

 

 

SW1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C22

100p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C21

100p

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1k5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DSCG

 

 

JP2

6

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAT41J

 

 

 

 

 

18

17

16

15

14

13

 

 

 

 

 

4

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100n

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

D1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

2

1

1

2

CSNS

VCC LGATE PGND PG S3

S5

DSCG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C12

1

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R10 0

 

 

 

19

 

PHASE

 

 

 

PM6670AS

 

 

COMP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HGATE

 

 

 

 

 

MODE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BOOT

 

 

 

 

 

 

VSNS

 

 

 

 

 

 

 

MODE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LDOIN

 

 

 

 

 

VOSC

 

 

 

 

JP3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VTT

 

 

 

 

 

 

VREF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C11

10u

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

VTTGND VTTSNS DDRSEL VTTREF SGND

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

U1

 

THPD

AVCC

 

 

 

 

 

 

 

R9 18k

 

R8 27k

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

25

1

2 3 4 5 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C20

 

10u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C19

 

10u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100n

 

 

 

C9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R7

3R9

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C10

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

DDRSEL

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

C7

 

10u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JP1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C5 1u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C8

33n

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

J5

 

 

 

 

J9

J6

 

J7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J10

 

J11

 

 

 

 

VCC

 

 

 

VCCGND

 

LDOIN

VTT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VTTREF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AGND

 

AGND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AM00655v1

6/38

AN2798

Demonstration kit schematic

 

 

2.1Component list

Table 1.

PM6670AS demonstration board bill of materials

 

 

Qty

Component

Description

Package

Part number

MFR

Value

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

C1, C2

Ceramic, 50 V, X5R, 20%

SMD 1210

UMK325BJ106KM-T

Taiyo Yuden

10 µ

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

C3, C4

POSCAP, 4 V, 15 m, 20%

SMD 7343 (D)

4TPE220MF

Sanyo

220 µ

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C5

Ceramic, 6.3 V, X5R, 10%

SMD 3216-12

 

Standard

1 µ

 

 

 

 

 

 

 

3

C6, C7, C11

Ceramic, 6.3 V, X5R, 10%

SMD 0805

JMK212BJ106KG-T

Taiyo Yuden

10 µ

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C8

Ceramic, 50 V,X7R, 20%

SMD 0603

 

Standard

33 n

 

 

 

 

 

 

 

4

C9, C10,

Ceramic, 50 V, X7R, 20%

SMD 0603

 

Standard

100 n

C13, C14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C12

Ceramic, 50 V, X7R, 10%

SMD 0805

 

Standard

100 n

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C15

Ceramic, 50 V, X7R, 10%

SMD 0603

 

Standard

6n8

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C16

Ceramic, 50 V, X7R, 10%

SMD 0603

 

Standard

680 p

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C17

Ceramic, 20%

SMD 0603

 

Standard

N.M.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C18

Ceramic, 50 V, X7R, 10%

SMD 0805

 

Standard

1 n

 

 

 

 

 

 

 

2

C19, C20

Ceramic, 6.3 V, X5R, 10%

SMD 0805

JMK212BJ106KG-T

Taiyo Yuden

N.M.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R1

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

330 k

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R2

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

18 k

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R3

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

1.5 k

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R4

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

3R3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R6

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0805

 

Standard

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R7

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

3R9

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R8

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

39 k

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R9

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

39 k

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R10

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

0

 

 

 

 

 

 

 

3

R11, R12,

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

100 k

 

R13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R14

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0805

 

Standard

7k5

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R15

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

6k8

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R16

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0805

 

Standard

4R7

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R17

Chip Resistor, 0.1 W, 1%

SMD 0603

 

Standard

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

L1

SMT, 10.6 Arms, 4.36 mΩ

13.8 x 13.2 mm

MLC1538-152ML

Coilcraft

1.5 µ

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Q1

N-Channel, 60 V

SO-8

STS7NF60L

ST

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Q2

N-Channel, 60 V

SO-8

STS7NF60L

ST

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

D1

Schottky, 100 V, 0.2 A

SOD-323

BAT41J

ST

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

D2

Schottky, 60 V, 1 A

DO214-AC

STPS1L60A

ST

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

D3

 

 

 

 

N.M.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

U1

Controller

VFQFPN-24

PM6670AS

ST

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7/38

Demonstration kit schematic

 

 

 

AN2798

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 1.

PM6670AS demonstration board bill of materials (continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qty

Component

Description

Package

Part number

MFR

Value

 

 

 

 

 

 

 

 

J1, J2, J3,

 

 

 

 

 

11

J4, J5, J6,

Header, single pin

 

 

 

 

J7, J8, J9,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J10,J11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

JP1, JP2,

Jumper, 2 x 3, 100 mils

 

 

 

 

 

JP3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

JP5

PCB pads selector

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

TP6

Test point

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

SW1

Dip switch 2

DIP-2

 

Standard

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8/38

ST AN2898 Application note

AN2798

Component assembly and layout

 

 

3 Component assembly and layout

Figure 3. Topside component placement

Figure 4. Topside view

9/38

Component assembly and layout

AN2798

 

 

Figure 5. Layer 2 view

 

 

 

 

 

Figure 6. Layer 3 view

10/38

AN2798

Component assembly and layout

 

 

Figure 7.

Bottomside view

 

 

 

 

Figure 8. Bottomside component placement

11/38

I/O interface

AN2798

 

 

 

4

I/O interface

 

The PM6670AS demonstration board has the following test points as given in Table 2.

Table 2.

PM6670AS demonstration board input and output interface

 

 

Test point

Description

 

 

 

 

VIN

Battery input voltage positive terminal

 

 

 

 

PGND

Battery input and VDDQ output common return

 

 

 

 

VDDQ

VDDQ output

 

 

 

 

LDOIN

LDO linear regulator input

 

 

 

 

VTT

VTT output (LDO)

 

 

 

 

AGND

VTT and VTTREF outputs common return

 

 

 

 

VTTREF

VTTREF output

 

 

 

 

VCC

+ 5 V supply, positive terminal

 

 

 

 

VCCGND

Signal ground and VCC supply return

 

 

 

 

PG

VDDQ output Power Good signal

 

 

 

 

TP1

Connection point between power and signal grounds

 

 

 

4.1Recommended equipment

4 V to 36 V, 30 W power supply

Active loads

Digital multimeters

200 MHz four-trace oscilloscope

12/38

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