ADP1612/ADP1613 650 kHz/1.3 MHzステップアップ PWM DC/DCスイッチング・コンバータ

ADP1612/ADP1613 650 kHz/1.3 MHzステップアップ PWM DC/DCスイッチング・コンバータ
650 kHz/1.3 MHzステップアップ
PWM DC/DCスイッチング・コンバータ
ADP1612/ADP1613
特長
代表的なアプリケーション回路
電流制限値
L1
ADP1612:1.4 A
ADP1613:2.0 A
ADP1612/
ADP1613
VIN
ADP1612:1.8 V
6
VIN
3
EN
D1
ON
ADP1613:2.5 V
OFF
CIN
650 kHz または 1.3 MHz の PWM 周波数のピン選択
調整可能なソフトスタート
R1
FB 2
1.3MHz
650kHz
(DEFAULT)
調整可能な出力電圧:最大 20 V
低電圧ロックアウト
CSS
サーマル・シャットダウン
VOUT
SW 5
7
FREQ
8
SS
R2
COMP 1
GND
RCOMP
4
COUT
CCOMP
06772-001
最小入力電圧
8 ピン MSOP
図 1.
アプリケーション
ステップアップ・レギュレータの構成
TFT LCD バイアス電源
ポータブル・アプリケーション
産業/計測用機器
100
概要
80
70
60
50
ADP1612,
ADP1612,
ADP1613,
ADP1613,
40
30
1
図 2.
V OUT = 12V
V OUT = 15V
V OUT = 12V
V OUT = 15V
10
100
LOAD CURRENT (mA)
1k
06772-009
ADP1612/ADP1613 は電流モードのパルス幅変調(PWM)で動作
し、変換効率は最大 94%になります。調整可能なソフトスター
ト機能により、イネーブル時の突入電流を防ぐことができます。
ピンで選択可能なスイッチング周波数と PWM 電流モードの
アーキテクチャによって、優れた過渡応答性や簡単なノイズ・
フィルタリングが得られ、小型で低価格な外付けインダクタとコ
ンデンサを使用することができます。その他の特長として、低電
圧ロックアウト(UVLO)、サーマル・シャットダウン(TSD)、
ロジック制御イネーブルなどがあります。
90
EFFICIENCY (%)
ADP1612/ADP1613 は、最大 20 V の出力電圧が可能なパワー・ス
イッチ内蔵のステップアップ DC/DC スイッチング・コンバータ
です。パッケージの高さが 1.1 mm 未満であるため、ポータブル・
デバイスや薄膜トランジスタ(TFT)液晶ディスプレイ(LCD)
など、実装スペースに制約があるアプリケーションに最適です。
VIN = 5V
fSW = 1.3MHz
TA = 25°C
ADP1612/ADP1613 の出力電圧別の効率
鉛フリーの 8 ピン MSOP パッケージを採用しています。
Rev. A
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して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナ
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本
ADP1612/ADP1613
目次
特長..................................................................................................... 1
低電圧ロックアウト(UVLO) ................................................ 12
アプリケーション ............................................................................. 1
イネーブル/シャットダウン制御 ........................................... 12
代表的なアプリケーション回路 ..................................................... 1
アプリケーション情報 ................................................................... 13
概要..................................................................................................... 1
出力電圧の設定........................................................................... 13
改訂履歴............................................................................................. 2
インダクタの選択 ....................................................................... 13
仕様..................................................................................................... 3
入出力コンデンサの選択 ........................................................... 13
絶対最大定格 ..................................................................................... 4
ダイオードの選択 ....................................................................... 14
熱抵抗............................................................................................. 4
ループ補償................................................................................... 14
境界条件......................................................................................... 4
ソフトスタート用コンデンサ ................................................... 15
ESD に関する注意......................................................................... 4
代表的なアプリケーション回路.................................................... 16
ピン配置と機能の説明 ..................................................................... 5
ステップアップ・レギュレータ ............................................... 16
代表的な性能特性 ............................................................................. 6
ステップアップ・レギュレータ回路の例................................ 16
動作原理............................................................................................11
SEPIC コンバータ ....................................................................... 22
電流モード PWM 動作.................................................................11
TFT LCD バイアス電源 .............................................................. 22
周波数の選択................................................................................11
PC ボードのレイアウトのガイドライン ...................................... 24
ソフトスタート............................................................................11
外形寸法........................................................................................... 25
サーマル・シャットダウン(TSD)........................................ 12
オーダー・ガイド ....................................................................... 25
改訂履歴
9/09—Rev. 0 to Rev. A
Changes to Figure 45..........................................................................17
Changes to Figure 48 and Figure 51 ...................................................18
Changes to Figure 54 and Figure 57 ...................................................19
Changes to Figure 60 and Figure 63 ...................................................20
Changes to Figure 66 and Figure 69 ...................................................21
Changes to Figure 72..........................................................................22
Changes to Ordering Guide ................................................................25
4/09—Revision 0: Initial Version
Rev. A
- 2/25 -
ADP1612/ADP1613
仕様
特に指定のない限り、VIN = 3.6 V。最大値と最小値は TJ = −40~+125°C で保証されています。代表値は TJ = 25°C で規定されています。特
に指定のない限り、極限温度での限界値はすべて、標準的な統計品質管理(SQC)による相関性と特性評価で保証しています。
表 1.
Parameter
Symbol
Conditions
Min
SUPPLY
Input Voltage
VIN
ADP1612
ADP1613
1.8
2.5
IQ
VFB = 1.5 V, FREQ = VIN
VFB = 1.5 V, FREQ = GND
VEN = 0 V
FREQ = VIN, no load
FREQ = GND, no load
VEN = 3.6 V
Quiescent Current
Nonswitching State
Shutdown
Switching State 1
Enable Pin Bias Current
IQSHDN
IQSW
IEN
OUTPUT
Output Voltage
Load Regulation
VOUT
REFERENCE
Feedback Voltage
Line Regulation
VFB
ERROR AMPLIFIER
Transconductance
Voltage Gain
FB Pin Bias Current
GMEA
AV
SWITCH
SW On Resistance
SW Leakage Current
Peak Current Limit 2
OSCILLATOR
Oscillator Frequency
Maximum Duty Cycle
FREQ Pin Current
Unit
5.5
5.5
V
V
1350
1300
2
5.8
4
7
µA
µA
µA
mA
mA
µA
20
V
mV/mA
1.2659
0.24
V
%/V
VFB = 1.3 V
80
60
1
50
µA/V
dB
nA
ISW = 1.0 A
VSW = 20 V
ADP1612, duty cycle = 70%
ADP1613, duty cycle = 70%
130
0.01
1.4
2.0
300
10
1.9
2.5
mΩ
µA
A
A
650
1.3
90
5
720
1.4
kHz
MHz
%
μA
900
700
0.01
4
2.2
3.3
VIN
0.1
1.2041
ADP1612, VIN = 1.8 V to 5.5 V; ADP1613, VIN = 2.5 V to 5.5 V
ICL
fSW
DMAX
IFREQ
EN/FREQ LOGIC THRESHOLD
Input Voltage Low
Input Voltage High
VIL
VIH
SOFT START
SS Charging Current
SS Voltage
ISS
VSS
UNDERVOLTAGE LOCKOUT
(UVLO)
Undervoltage Lockout Threshold
Max
ILOAD = 10 mA to 150 mA, VIN = 3.3 V, VOUT = 12 V
RDSON
ΔI = 4 µA
FREQ = GND
FREQ = VIN
COMP = open, VFB = 1 V, FREQ = VIN
FREQ = 3.6 V
0.9
1.3
500
1.1
88
2
8
0.3
V
V
6.2
µA
V
1.6
VSS = 0 V
VFB = 1.3 V
3.4
ADP1612, VIN rising
ADP1612, VIN falling
ADP1613, VIN rising
ADP1613, VIN falling
このパラメータは、内部スイッチング時に SW(5 番ピン)がフローティングときの平均電流を規定しています。
電流制限値はデューティサイクルに比例します。動作範囲における代表値については、「代表的な性能特性」を参照してください。
Rev. A
1.235
0.07
ADP1612, VIN = 1.8 V to 5.5 V; ADP1613, VIN = 2.5 V to 5.5 V
THERMAL SHUTDOWN
Thermal Shutdown Threshold
Thermal Shutdown Hysteresis
1
Typ
- 3/25 -
5
1.2
1.70
1.62
2.25
2.16
V
V
V
V
150
20
°C
°C
ADP1612/ADP1613
絶対最大定格
表 2.
熱抵抗
Parameter
Rating
VIN, EN, FB to GND
FREQ to GND
COMP to GND
SS to GND
SW to GND
Operating Junction Temperature Range
Storage Temperature Range
Soldering Conditions
ESD (Electrostatic Discharge)
Human Body Model
−0.3 V to +6 V
−0.3 V to VIN + 0.3 V
1.0 V to 1.6 V
−0.3 V to +1.3 V
21 V
−40°C to +125°C
−65°C to +150°C
JEDEC J-STD-020
パッケージのジャンクション/周囲間熱抵抗(θJA)は、最悪の
条件、すなわち回路ボードに表面実装パッケージをハンダ付けし
た状態で規定しています。ジャンクション/周囲間熱抵抗は、ア
プリケーションとボード・レイアウトに大きく依存しています。
最大消費電力の大きいアプリケーションでは、サーマル・ボード
の設計に注意する必要があります。θJA の値は、PCB の材料、レ
イアウト、環境条件に応じて変化します。
表 3.
±5 kV
上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えると、デバイスに恒
久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格の
みを指定するものであり、この仕様の動作セクションに記載する
規定値以上でのデバイス動作を定めたものではありません。デバ
イスを長時間絶対最大定格状態に置くと、デバイスの信頼性に影
響を与えることがあります。
絶対最大定格は、これらの値の組み合わせではなく個々に適用さ
れます。
Package Type
θJA
θJC
Unit
8-Lead MSOP
2-Layer Board1
4-Layer Board1
206.9
162.2
44.22
44.22
°C/W
°C/W
1
熱抵抗の値は JEDEC 規格 JESD 51-7 に準拠。
境界条件
周囲温度 25°C の自然対流冷却、JESD 51-7、1 W の電力入力、2
層および 4 層ボードの条件でモデル化されています。
ESDに関する注意
ESD(静電放電)の影響を受けやすいデバイスです。
電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知されな
いまま放電することがあります。本製品は当社独自
の特許技術である ESD 保護回路を内蔵してはいます
が、デバイスが高エネルギーの静電放電を被った場
合、損傷を生じる可能性があります。したがって、
性能劣化や機能低下を防止するため、ESD に対する
適切な予防措置を講じることをお勧めします。
Rev. A
- 4/25 -
ADP1612/ADP1613
COMP 1
FB 2
EN 3
GND 4
ADP1612/
ADP1613
TOP VIEW
(Not to Scale)
図 3.
8
SS
7
FREQ
6
VIN
5
SW
06772-002
ピン配置と機能の説明
ピン配置
表 4. ピン機能の説明
ピン番号
記号
説明
1
2
COMP
FB
補償入力。抵抗とコンデンサの直列回路網をCOMPとGND間に接続し、レギュレータを補償します。
3
EN
4
GND
グラウンド
5
SW
6
VIN
スイッチング出力。パワー・インダクタを入力電圧とSW間に接続し、外部ダイオードをSWと出力電圧間に接続
して、ステップアップ・コンバータを実現します。
主電源入力。ここからADP1612/ADP1613の内部回路に電源を供給します。VINは入力電源電圧に接続してくださ
い。容量10μF以上のコンデンサをADP1612/ADP1613のできるだけ近くに配置して、VINをGNDにバイパスしま
す。
7
FREQ
周波数設定入力。FREQ でスイッチング周波数を制御します。FREQ を GND に接続して発振器を 650 kHz に設定するか、
FREQ を VIN に接続して 1.3 MHz に設定します。FREQ を開放したままにすると、デフォルトの 650 kHz が使用されま
す。
8
SS
ソフトスタート・タイミング・コンデンサ入力。コンデンサをSSとGND間に接続すると、パワーアップ時の出
力がゆっくり行われて突入電流が減少します。
Rev. A
出力電圧帰還入力。抵抗分圧器を出力電圧と FB 間に接続し、レギュレータの出力電圧を設定します。
イネーブル入力。EN をローレベルにするとレギュレータはシャットダウンし(オフになり)、EN をハイレベルにする
とオンになります。
- 5/25 -
ADP1612/ADP1613
代表的な性能特性
特に指定のない限り、VEN = VIN、TA = 25°C。
100
90
100
ADP1612
VIN = 3.3V
fSW = 650kHz
TA = 25°C
90
80
EFFICIENCY (%)
70
60
50
VOUT = 5V
VOUT = 12V
VOUT = 15V
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
40
1k
30
06772-012
40
VOUT = 12V
VOUT = 15V
1
図 4. ADP1612 の負荷電流 対 電力効率
(VIN = 3.3 V、fSW = 650 kHz)
100
90
100
EFFICIENCY (%)
EFFICIENCY (%)
80
70
60
50
70
60
50
VOUT = 5V
VOUT = 12V
VOUT = 15V
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
VOUT = 12V
VOUT = 15V
VOUT = 20V
40
1k
30
06772-026
40
1
図 5. ADP1612 の負荷電流 対 電力効率
(VIN = 3.3 V、fSW = 1.3 MHz)
100
100
80
EFFICIENCY (%)
EFFICIENCY (%)
1k
ADP1613
VIN = 5V
fSW = 1.3MHz
TA = 25°C
90
80
70
60
50
70
60
50
40
10
100
LOAD CURRENT (mA)
1k
30
06772-027
1
VOUT = 12V
VOUT = 15V
VOUT = 20V
40
VOUT = 12V
VOUT = 15V
図 6. ADP1612 の負荷電流 対 電力効率
(VIN = 5 V、fSW = 650 kHz)
Rev. A
10
100
LOAD CURRENT (mA)
図 8. ADP1613 の負荷電流 対 電力効率
(VIN = 5 V、fSW = 650 kHz)
ADP1612
VIN = 5V
fSW = 650kHz
TA = 25°C
90
30
ADP1613
VIN = 5V
fSW = 650kHz
TA = 25°C
90
80
30
1k
図 7. ADP1612 の負荷電流 対 電力効率
(VIN = 5 V、fSW = 1.3 MHz)
ADP1612
VIN = 3.3V
fSW = 1.3MHz
TA = 25°C
10
100
LOAD CURRENT (mA)
06772-029
30
60
06772-028
50
70
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
図 9. ADP1613 の負荷電流 対 電力効率
(VIN = 5 V、fSW = 1.3 MHz)
- 6/25 -
1k
06772-030
EFFICIENCY (%)
80
ADP1612
VIN = 5V
fSW = 1.3MHz
TA = 25°C
ADP1612/ADP1613
3.4
2.4
ADP1613
ADP1612
3.2
TA = +25°C
1.8
TA = –40°C
1.6
1.4
図 10.
2.3
2.6
2.4
2.8
3.3
3.8
INPUT VOLTAGE (V)
4.3
4.8
図 13.
2.6
1.8
3.0
3.5
4.0
INPUT VOLTAGE (V)
4.5
ADP1613 の入力電圧 対 スイッチ電流制限値(VOUT = 5 V)
ADP1612
ADP1613
2.4
CURRENT LIMIT (A)
CURRENT LIMIT (A)
TA = +85°C
2.0
2.5
2.0
TA = +25°C
1.6
1.4
TA = –40°C
1.2
図 11.
TA = –40°C
2.2
ADP1612 の入力電圧 対 スイッチ電流制限値(VOUT = 5 V)
TA = +25°C
2.2
TA = –40°C
2.0
TA = +85°C
TA = +85°C
2.3
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
1.8
2.5
06772-013
1.0
1.8
TA = +25°C
2.8
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
INPUT VOLTAGE (V)
図 14.
ADP1612 の入力電圧 対 スイッチ電流制限値(VOUT = 8 V)
1.6
06772-032
1.2
1.8
TA = +85°C
3.0
06772-031
CURRENT LIMIT (A)
2.0
06772-010
CURRENT LIMIT (A)
2.2
ADP1613 の入力電圧 対 スイッチ電流制限値(VOUT = 8 V)
2.6
ADP1612
ADP1613
2.4
TA = +25°C
1.2
TA = +85°C
1.0
TA = –40°C
2.2
2.0
1.8
TA = +25°C
TA = +85°C
1.6
図 12.
2.3
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
1.4
2.5
06772-011
0.8
1.8
3.5
4.0
4.5
INPUT VOLTAGE (V)
ADP1612 の入力電圧 対 スイッチ電流制限値(VOUT = 15 V)
Rev. A
3.0
図 15.
- 7/25 -
5.0
5.5
06772-033
TA = –40°C
CURRENT LIMIT (A)
CURRENT LIMIT (A)
1.4
ADP1613 の入力電圧 対 スイッチ電流制限値(VOUT = 15 V)
ADP1612/ADP1613
800
6
ADP1612/ADP1613
ADP1612/ADP1613
QUIESCENT CURRENT (mA)
QUIESCENT CURRENT (µA)
750
700
650
TA = +125°C
600
550
TA = –40°C
TA = +25°C
500
TA = +25°C
5
TA = +125°C
4
TA = –40°C
3
2
2.3
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
1
1.8
06772-014
400
1.8
2.3
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
図 16. ADP1612/ADP1613 の入力電圧 対 静止電流
(非スイッチング、fSW = 650 kHz)
図 19. ADP1612/ADP1613 の入力電圧 対 静止電流
(スイッチング、fSW = 1.3 MHz)
800
250
ISW = 1A
ADP1612/ADP1613
06772-018
450
ADP1612/ADP1613
230
210
TA = +30°C
190
TA = +125°C
650
TA = +85°C
170
150
130
600
TA = –40°C
110
TA = +25°C
550
90
2.3
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
図 17. ADP1612/ADP1613 の入力電圧 対 静止電流
(非スイッチング、fSW = 1.3 MHz)
2.3
図 20.
3.5
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
ADP1612/ADP1613 の入力電圧 対 オン抵抗
250
ISW = 1A
ADP1612/ADP1613
ADP1612/ADP1613
230
VIN = 1.8V
3.0
210
TA = +25°C
190
2.5
RDSON (mΩ)
QUIESCENT CURRENT (mA)
TA = –40°C
70
1.8
06772-017
500
1.8
06772-016
700
RDSON (mΩ)
QUIESCENT CURRENT (µA)
750
TA = +125°C
2.0
TA = –40°C
170
VIN = 2.5V
150
130
110
1.5
VIN = 3.6V
90
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
図 18. ADP1612/ADP1613 の入力電圧 対 静止電流
(スイッチング、fSW = 650 kHz)
Rev. A
図 21.
- 8/25 -
VIN = 5.5V
–15
10
35
TEMPERATURE (°C)
60
ADP1612/ADP1613 のオン抵抗の温度特性
85
06772-019
2.3
70
–40
06772-015
1.0
1.8
ADP1612/ADP1613
660
5.1
ADP1612/ADP1613
ADP1612/ADP1613
650
5.0
TA = +25°C
VIN = 1.8V
SS PIN CURRENT (µA)
630
620
TA = +125°C
610
600
4.9
VIN = 5.5V
4.8
VIN = 3.6V
4.7
4.6
590
2.3
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
4.5
–40
06772-020
580
1.8
図 22. ADP1612/ADP1613 の入力電圧の周波数特性
(fSW = 650 kHz)
図 25.
1.32
MAXIMUM DUTY CYCLE (%)
ADP1612/ADP1613 の SS ピン電流の温度特性
1.26
1.24
TA = –40°C
1.22
1.20
1.18
TA = +125°C
TA = +125°C
92.4
TA = +25°C
92.2
92.0
TA = –40°C
91.8
91.6
91.4
1.16
2.3
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
91.2
1.8
06772-023
1.14
1.8
図 23. ADP1612/ADP1613 の入力電圧の周波数特性
(fSW = 1.3 MHz)
2.3
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
06772-022
FREQUENCY (MHz)
110
92.6
1.28
図 26. ADP1612/ADP1613 の入力電圧 対
最大デューティサイクル(fSW = 650 kHz)
93.4
7
ADP1612/ADP1613
ADP1612/ADP1613
93.2
MAXIMUM DUTY CYCLE (%)
6
TA = +125°C
5
4
3
2
TA = +25°C
1
TA = –40°C
0
図 24.
0.5
1.0
1.5
2.0 2.5 3.0 3.5
EN PIN VOLTAGE (V)
TA = +125°C
TA = +25°C
93.0
92.8
92.6
TA = –40°C
92.4
92.2
92.0
91.8
4.0
4.5
5.0
5.5
91.6
1.8
06772-021
EN PIN CURRENT (µA)
80
ADP1612/ADP1613
TA = +25°C
1.30
Rev. A
20
50
TEMPERATURE (°C)
92.8
ADP1612/ADP1613
0
–10
06772-024
TA = –40°C
2.3
2.8
3.3
3.8
4.3
INPUT VOLTAGE (V)
4.8
5.3
図 27. ADP1612/ADP1613 の入力電圧 対
最大デューティサイクル(fSW = 1.3 MHz)
ADP1612/ADP1613 の EN ピン電圧 対 EN ピン電流
- 9/25 -
06772-025
FREQUENCY (kHz)
640
ADP1612/ADP1613
T
T OUTPUT VOLTAGE (5V/DIV)
OUTPUT VOLTAGE (5V/DIV)
VIN = 5V
VOUT = 12V
ILOAD = 20mA
L = 6.8µH
fSW = 1.3MHz
COUT = 10µF
INDUCTOR CURRENT
(200mA/DIV)
SWITCH VOLTAGE (10V/DIV)
VIN = 5V
VOUT = 12V
ILOAD = 250mA
L = 6.8µH
fSW = 1.3MHz
INDUCTOR CURRENT (2A/DIV)
SWITCH VOLTAGE (10V/DIV)
TIME (400ns/DIV)
図 28.
TIME (20ms/DIV)
ADP1612/ADP1613 の非連続導通モードのスイッチング波形
T
図 31. ADP1612/ADP1613 の VIN からのスタートアップ
(CSS =100 nF)
T
OUTPUT VOLTAGE (5V/DIV)
INDUCTOR CURRENT
(500mA/DIV)
VIN = 5V
VOUT = 12V
ILOAD = 200mA
L = 6.8µH
fSW = 1.3MHz
COUT = 10µF
06772-037
06772-034
EN PIN VOLTAGE (5V/DIV)
OUTPUT VOLTAGE (5V/DIV)
SWITCH VOLTAGE (10V/DIV)
VIN = 5V
VOUT = 12V
ILOAD = 250mA
L = 6.8µH
fSW = 1.3MHz
SWITCH VOLTAGE (10V/DIV)
06772-035
TIME (400µs/DIV)
ADP1612/ADP1613 の連続導通モードのスイッチング波形
図 32. ADP1612/ADP1613 のシャットダウンからの
スタートアップ(CSS = 33 nF)
T
T
OUTPUT VOLTAGE (5V/DIV)
SWITCH VOLTAGE (10V/DIV)
VIN = 5V
VOUT = 12V
ILOAD = 250mA
L = 6.8µH
fSW = 1.3MHz
SWITCH VOLTAGE (10V/DIV)
INDUCTOR CURRENT (500mA/DIV)
EN PIN VOLTAGE (5V/DIV)
EN PIN VOLTAGE (5V/DIV)
06772-036
INDUCTOR CURRENT (2A/DIV)
TIME (20ms/DIV)
TIME (400µs/DIV)
図 33. ADP1612/ADP1613 のシャットダウンからの
スタートアップ(CSS = 100 nF)
図 30. ADP1612/ADP1613 の VIN からのスタートアップ
(CSS =33 nF)
Rev. A
OUTPUT VOLTAGE (5V/DIV)
VIN = 5V
VOUT = 12V
ILOAD = 250mA
L = 6.8µH
fSW = 1.3MHz
06772-039
TIME (400ns/DIV)
図 29.
EN PIN VOLTAGE (5V/DIV)
06772-038
INDUCTOR CURRENT (500mA/DIV)
- 10/25 -
ADP1612/ADP1613
動作原理
L1
VIN
>1.6V
CIN
<0.3V
VIN
6
7
+
VIN
D
COMPARATOR
VOUT
R1
PWM
COMPARATOR
ERROR
AMPLIFIER
FB
VOUT
DREF
DRIVER
VIN
S
UVLOREF
VSS
R
Q
N1
TSD
COMPARATOR
5µA
8
D1
5µA
RCOMP
SS
SW
COUT
CURRENT
SENSING
UVLO
COMPARATOR
1
CCOMP
5
OSCILLATOR
VBG
COMP
A
+
2
R2
FREQ
TSENSE
SOFT
START
TREF
BG
RESET
BAND GAP
CSS
AGND
ADP1612/AD1613
1.1MΩ
AGND
4
GND
>1.6V
<0.3V
図 34.
ステップアップ・レギュレータ・アプリケーション回路のブロック図
ADP1612/ADP1613 電流モード・ステップアップ・スイッチング・
コンバータは、1.8~5.5 V の入力電圧を最大 20 V の出力電圧に
変換します。内部スイッチによって高出力電流が可能になり、650
kHz/1.3 MHz の高いスイッチング周波数動作があるため、小型の
外付け部品を使用できます。信号パルスごとにスイッチ電流を監
視し、ADP1612 は 1.4 A(typ)まで、ADP1613 は 2.0 A(typ)ま
でに制限します。
電流モードPWM動作
ADP1612/ADP1613 は、電流モード PWM 制御技術により全負荷
状態で出力電圧を安定化します。出力電圧は、抵抗分圧器を経由
して FB で監視します。内部トランスコンダクタンス誤差アンプ
が FB 上の電圧と 1.235 V の内部リファレンスを比較し、COMP
で誤差電圧を生成します。内部でスイッチ電流が測定され、安定
化ランプに加算されます。得られた合計の電圧値を COMP の誤
差電圧と比較することによって、PWM 変調器を制御します。こ
の電流モード・レギュレーション・システムは高速の過渡応答性
を実現しながら、安定した出力電圧を維持します。COMP と GND
間に適切な抵抗/コンデンサ回路網を選択することで、広範な入
力電圧、出力電圧、負荷条件でレギュレータの応答性が最適化さ
れます。
Rev. A
06772-003
EN
3
周波数の選択
ADP1612/ADP1613 の周波数はピンで選択できます。650 kHz の
動作にすればレギュレータを最適化して高効率を実現できます
が、1.3 MHz の動作にすれば小型の外付け部品を使用できます。
FREQ を開放したままにすると、デフォルトの 650 kHz になりま
す。650 kHz 動作のときは FREQ を GND に接続し、1.3 MHz 動作
のときは FREQ を VIN に接続してください。1.3 MHz 動作のとき
に VIN に接続すると、静止電流が 5 μA(typ)追加になります。
この電流は、デバイスがシャットダウンするとオフになります。
ソフトスタート
デバイスのイネーブル時のコンバータへの突入電流を防止する
ために、SSとGND間にコンデンサを接続することでソフトス
タート期間を設定できます。SSはスタートアップ時にソフトス
タート用コンデンサ(CSS)が1.2 Vになるまで5 μA(typ)の電流
を供給します。ソフトスタート用コンデンサが充電することに
よって、デバイスが許容できるピーク電流が制限されます。ソフ
トスタート用コンデンサをゆっくり充電すれば入力電流もゆっ
くりと増加するため、スタートアップ時の過剰なオーバーシュー
トを防止できます。ADP1612/ADP1613がシャットダウン・モー
ド(EN ≤ 0.3 V)になると、サーマル・シャットダウン・イベン
トが発生するか、または入力電圧がUVLO(低電圧ロックアウト)
立下がり電圧を下回り、SSが内部的にGNDに短絡してソフトス
タート・コンデンサを放電します。
- 11/25 -
ADP1612/ADP1613
サーマル・シャットダウン(TSD)
イネーブル/シャットダウン制御
ADP1612/ADP1613 は TSD 保護機能を備えています。ダイの温度
が 150°C(typ)を上回ると、TSD は NMOS パワー・デバイスを
オフにして、デバイスの消費電力を大幅に低減し、出力電圧調整
機能を停止します。NMOS パワー・デバイスは、ダイの温度が
130°C(typ)に下がるまでオフの状態を維持します。ソフトスター
ト・コンデンサは TSD 中に放電して、電圧調整再開時に出力電
圧オーバーシュートや突入電流を低い値に抑えます。
EN 入力で、ADP1612/ADP1613 レギュレータをオンまたはオフに
します。EN をローレベルに駆動するとレギュレータがオフに
なって入力電流が 0.01 µA(typ)にまで下がり、EN をハイレベ
ルに駆動するとレギュレータはオンになります。
低電圧ロックアウト(UVLO)
入 力 電 圧 が UVLO ス レ ッ シ ョ ー ル ド よ り 小 さ く な る と 、
ADP1612/ADP1613 は電源スイッチを自動的にオフにして低消費
電力モードになります。これによって低入力電圧時の異常動作を
防止でき、制御回路がパワー・デバイスを制御できない間これを
オフの状態にしておくことができます。UVLO レベルのヒステリ
シスは約 100 mV であるため、グリッチ・フリーのスタートアッ
プが可能です。
Rev. A
ステップアップDC/DCスイッチング・コンバータがシャットダ
ウン・モード(EN ≤ 0.3 V)のときは、インダクタと出力ダイオー
ドを経由して入力と出力間にDC経路が形成されます。その結果、
ダイオードの順方向電圧分だけ出力電圧が入力電圧よりもわず
かに低い状態に維持され、レギュレータのシャットダウン時でも
出力電圧が0Vまで降下することはありません。図37に、シャッ
トダウン時に出力電圧と入力電圧の接続を切断するように修正
した回路を示します。
EN ピンの状態とは関係なく、ADP1612/ADP1613 の VIN に電圧
を供給すると、VIN と VOUT 間のインダクタとダイオードを経由す
る経路が絶縁されていないため、大きいスパイク電流が発生しま
す。電流が高くなるのは、出力コンデンサの放電のためです。そ
のピーク値は、インダクタ、出力コンデンサ、そしてレギュレー
タの出力上でアクティブになっているあらゆる負荷に左右され
ます。
- 12/25 -
ADP1612/ADP1613
アプリケーション情報
出力電圧の設定
ADP1612/ADP1613は、出力電圧をVINから20 Vまでの範囲で調整
できます。出力電圧(VOUT)とFBの1.235 V帰還入力との間に接
続する抵抗分圧器R1とR2(図 34を参照)によって、出力電圧を
設定します。以下の式を使用して、出力電圧を求めることができ
ます。
(1)
VOUT = 1.235 × (1 + R1/R2)
入力電圧が出力電圧の 1/2 よりも小さいと連続導通モードの
デューティサイクルが 50%を超えますが、この場合は電流モー
ド・レギュレータの安定性を維持するためにスロープ補償が必要
になります。電流モード動作を安定させるには、選択したインダ
クタンスが次式のアプリケーション・パラメータで計算したイン
ダクタンスの値 LMIN を下回らないようにしてください。
L > L MIN =
以下の式を使って R1 を選択します。
− 1.235 ⎞
⎛V
R1 = R2 × ⎜ OUT
⎟
1
.
235
⎝
⎠
(2)
インダクタの選択
インダクタは、ステップアップ・スイッチング・コンバータの重
要な要素です。パワー・スイッチのオン時にエネルギーを保存し、
そのエネルギーをオフ時に出力ダイオードから出力に伝達しま
す。小さいインダクタ・リップル電流と効率性との間のトレード
オフを最適にしたい場合は、4.7 ~22 μH のインダクタンスを使
用してください。一般に、同じサイズであれば、インダクタンス
の値が低いほど飽和電流が高くなり、直列抵抗値が低くなります。
ただし、インダクタンス値を低くするとピーク電流が増加して、
変換効率の低下や入出力のリップルやノイズの増加を招きます。
インダクタのピーク to ピーク・リップル電流を最大 DC 入力電
流の約 30%の付近にすると、一般に最適な効果が得られます。
連続動作時のインダクタのリップル電流を求めるには、以下の式
を使用し、入力電圧(VIN)と出力電圧(VOUT)からスイッチの
デューティサイクル(D)を計算します。
V
− V IN
(3)
D = OUT
V OUT
以下の式を使用し、デューティサイクルとスイッチング周波数
(fSW)からオン時間を求めます。
D
(4)
t ON =
f SW
定常状態でのインダクタのリップル電流(ΔIL)は、以下の式で
求めることができます。
V ×t
(5)
ΔI L = IN ON
L
インダクタンス値(L)について式を解くと、以下のようになり
ます。
V IN × t ON
(6)
L=
ΔI L
(7)
2.7 × f SW
任意のアプリケーションで式 7 を満たしている限り、推奨範囲の
4.7 ~ 22 µH よ り小さい値のインダクタを使用できます。最大
デューティサイクル(90%)に近い入出力の組み合わせの場合は、
安定した動作を実現するためにインダクタを 2 倍にすることを
推奨します。表 5は、ADP1612/ADP1613 で使用できる推奨イン
ダクタ製品シリーズです。
表 5. 推奨インダクタ
Manufacturer
Part Series
Dimensions
L × W × H (mm)
Sumida
CMD4D11
CDRH4D28CNP
CDRH5D18NP
CDRH6D26HPNP
5.8 × 4.4 × 1.2
5.1 × 5.1 × 3.0
6.0 × 6.0 × 2.0
7.0 × 7.0 × 2.8
Coilcraft
DO3308P
DO3316P
12.95 × 9.4 × 3.0
12.95 × 9.4 × 5.21
Toko
D52LC
D62LCB
D63LCB
5.2 × 5.2 × 2.0
6.2 × 6.3 × 2.0
6.2 × 6.3 × 3.5
Würth Elektronik
WE-TPC
Assorted
WE-PD, PD2, PD3, PD4
Assorted
入出力コンデンサの選択
一定の入出力電圧を維持しながら過渡電流を供給するために、
ADP1612/ADP1613 には入出力バイパス・コンデンサが必要です。
ADP1612/ADP1613 の入力のノイズを防止するために、等価直列
抵抗値(ESR)が低い 10 µF 以上の入力コンデンサを使用してく
ださい。このコンデンサを VIN と GND 間で ADP1612/ADP1613
にできる限り近づけて配置します。ここでは ESR 特性が低い、
セラミック・コンデンサの使用を推奨します。別の方法として、
ESR が中程度で、高い容量値のコンデンサを低 ESR の 0.1 µF コ
ンデンサと並列に接続し、ADP1612/ADP1613 のできる限り近く
に配置して使用することもできます。
インダクタのピーク電流(最大入力電流とインダクタ・リップル
電流の 1/2 を合計した値)がインダクタの飽和電流定格値よりも
小さくなるようにしてください。同様に、インダクタの RMS 電
流の最大定格値はレギュレータの最大 DC 入力電流よりも大き
くなるようにしてください。
Rev. A
(V OUT − 2 × V IN )
- 13/25 -
ADP1612/ADP1613
出力コンデンサは出力電圧を維持し、 ADP1612/ADP1613 のス
イッチがオンの間に電流を負荷に供給します。出力コンデンサの
容量と特性は、レギュレータの出力電圧リップルと安定性に大き
く影響します。ESR が低いセラミック・コンデンサを使用する
とよいでしょう。出力電圧リップル(ΔVOUT)は以下の式で計算
します。
ΔV OUT =
QC
I ×t
= L ON
COUT
COUT
(8)
ここで、
QC はコンデンサから除去される電荷です。
tON はスイッチのオン時間です。
COUT は出力コンデンサです。
IL は平均インダクタ電流です。
t ON =
D
f SW
V OUT − V IN
V OUT
I L × (VOUT − V IN )
f SW × VOUT × ΔVOUT
このステップアップ・コンバータは、レギュレーション帰還ルー
プの右半分のプレーンで望ましくないゼロ周波数を生成します。
このため、クロスオーバー周波数が右半分のプレーンのゼロ周波
数よりかなり下で発生するようにレギュレータを補償する必要
があります。右半分のプレーンのゼロ周波数は、以下の式で求め
ます。
(10)
レギュレータを安定させるために、レギュレータのクロスオー
バー周波数を右半分のプレーンのゼロ周波数の 1/5 以下になるよ
うにします。
(11)
ダイオードの選択
出力ダイオードはスイッチがオフの間に、インダクタの電流を出
力コンデンサと負荷に伝達します。変換効率を高めるには、ダイ
オードの順方向電圧降下を最小にする必要があります。このため、
ショットキー・ダイオードの使用を推奨します。ただし、高電圧、
高温のアプリケーションでは、ショットキー・ダイオードの逆漏
れ電流が大きくなり、変換効率が劣化する可能性があるため、超
高速のジャンクション・ダイオードを使用してください。
レギュレータのループのゲインは、以下の式で求めます。
V
V
(14)
AVL = FB × IN × GMEA × Z COMP × GCS × Z OUT
VOUT VOUT
ここで、
AVL はループのゲインです。
VFB は帰還レギュレーション電圧1.235 Vです。
VOUT は安定化した出力電圧です。
VIN は入力電圧です。
GMEA は誤差アンプのトランスコンダクタンスのゲインです。
ZCOMP はCOMPとGND間の直列RC回路網のインピーダンスです。
GCS は電流センス・トランスコンダクタンスのゲイン(インダク
タ電流をCOMP上の電圧で除算した値)で、ADP1612/ADP1613
により内部で設定されます。
ZOUT は負荷と出力コンデンサのインピーダンスです。
ダイオードの定格が出力負荷電流の平均値を処理できるものか
確認してください。多くのダイオード・メーカーでは、デューティ
サイクルに応じてダイオードの電流能力の定格を下げています。
出力ダイオードの定格が最小のデューティサイクルで出力負荷
電流の平均値を処理できるものになっているか確めてください。
ADP1612/ADP1613 のデューティサイクルの最小値は、以下の式
から得られます。
V OUT − V IN ( MAX )
V OUT
(12)
ここで、VIN(MAX) は最大入力電圧です。
以下は、ショットキー・ダイオードの推奨メーカーです。
•
•
オン・セミコンダクタ
ダイオード社
Rev. A
(13)
ここで、
FZ(RHP)は右半分のプレーンのゼロ周波数です。
RLOAD は等価負荷抵抗値、すなわち出力電圧を負荷電流で除算し
た値です。
このアプリケーションには、多層セラミック・コンデンサの使用
を推奨します
D MIN =
2
⎞ RLOAD
⎟ ×
⎟ 2π × L
⎠
(9)
以下の式に基づいて出力コンデンサを選択してください。
COUT ≥
ADP1612/ADP1613 は、外付け部品を使用してレギュレータの
ループ補償を行うことで、任意のアプリケーションのループ・ダ
イナミックスを最適化できます。
⎛ V
FZ ( RHP) = ⎜⎜ IN
⎝ V OUT
および
D=
ループ補償
- 14/25 -
ADP1612/ADP1613
クロスオーバー周波数を求める場合、その周波数では抵抗によっ
て補償インピーダンス(ZCOMP)が決まり、出力コンデンサのイ
ンピーダンスによって出力インピーダンス(ZOUT)が決まること
に注意してください。このため、クロスオーバー周波数を求める
際に、式(クロスオーバー周波数の定義によるもの)を以下のよ
うに間単にすることができます。
V
V FB
× IN × G MEA × RCOMP × GCS ×
V OUT V OUT
1
=1
2π × f C × COUT
AVL =
(15)
ここで、
fC はクロスオーバー周波数です。
RCOMP は補償抵抗値です。
2π × f C × COUT × (V OUT )
2
(16)
V FB × V IN × G MEA × GCS
ここで、
VFB = 1.235 V
GMEA = 80 µA/V
GCS = 13.4 A/V
RCOMP =
4746 × f C × COUT × (V OUT ) 2
V IN
2
π × f C × RCOMP
(18)
ここで、CCOMP は補償コンデンサの容量です。
ERROR
AMPLIFIER
VBG
COMP
gm
1
RCOMP
CCOMP
図 35. 補償用素子
Rev. A
C2
06772-004
FB 2
ESR × COUT
RCOMP
(19)
セラミック・コンデンサのような ESR が低い出力コンデンサで
は、C2 はオプションになります。最適な過渡性能を得るには、
ADP1612/ADP1613 の負荷過渡応答性に従って RCOMP と CCOMP の
値を調整する必要があるかもしれません。大部分のアプリケー
シ ョ ン で は 、補 償 抵 抗 は 4.7 ~ 100 kΩ 、補 償 コ ン デ ンサ は
100 pF~3.3 nF の範囲に収める必要があります。
スタートアップ時に(EN ≥ 1.6 V)、5 µA の内部電流源(ISS)で
ソフトスタート用コンデンサ(CSS)を充電すると、SS 上の電圧
が徐々に上昇します。ソフトスタート用コンデンサが充電される
と、デバイスの最大許容電流が制限され、スタートアップ時の過
剰な入力電流オーバーシュートを防止できます。特定のオーバー
シュートやスタートアップ時間に対して必要なソフトスター
ト・コンデンサ CSS は、デバイスが電流制限状態のときの最大負
荷条件で計算できます。
CSS = I SS
(17)
補償抵抗値を求めたら、補償コンデンサと抵抗によって生じるゼ
ロ周波数をクロスオーバー周波数の 1/4 にするか、または以下の
式を使用します。
CCOMP =
C2 =
ソフトスタート用コンデンサ
RCOMP は以下の式で求めます。
RCOMP =
出力コンデンサのESRによって生じるゼロをキャンセルするた
めに、コンデンサC2を選択します。
C2 は以下の式で求めます。
Δt
V SS
(20)
ここで、
ISS = 5 μA(typ)
VSS = 1.2 V
Δt = 電流制限時のスタートアップ時間
負荷を加えてもデバイスが電流制限状態にならない場合は、必要
な CSS の値が小さくなります。33 nF のソフトスタート用コンデ
ンサを使用するとスタートアップ時の入力電流オーバーシュー
トがほとんど問題にならないほど小さくなるため、このコンデン
サは大部分のアプリケーションに適しています。ただし、きわめ
て大きい出力コンデンサを使用する場合は、突入電流の防止に必
要なソフトスタート期間が長くなってしまいます。
これとは反対に、高速のスタートアップが必要な場合は、ソフト
スタート用コンデンサの容量をもっと小さくするか、コンデンサ
を取り除いて、ADP1612/ADP1613 を迅速に起動することができ
ます。ただし、その場合は最大スイッチ電流が高くなります。
- 15/25 -
ADP1612/ADP1613
代表的なアプリケーション回路
ADP1612 は最低 1.8 Vの入力電圧が必要なアプリケーション向け
に設計されており、ADP1613 は 2.0 Aスイッチの出力電力能力を
必要とするアプリケーションに適しています。表 6に 2 つの大き
な相違点を示します。
ステップアップ・レギュレータ回路の例
ADP1612 ステップアップ・レギュレータ
L1
4.7µH
D1
3A, 40V VOUT = 5V
VIN = 1.8V TO 4.2V
6
表 6. ADP1612 と ADP1613 の違い
Parameter
ADP1612
ADP1613
Current Limit
Input Voltage Range
1.4 A
1.8 V to 5.5 V
2.0 A
2.5 V to 5.5 V
図 36 の 回 路 は 、 基 本 的 な ス テ ッ プ ア ッ プ 構 成 の ADP1612/
ADP1613 を示しています。
7
FREQ
8
SS
VOUT
FB 2
R2
COMP 1
GND
CSS
COUT
RCOMP
4
図 36.
ステップアップ・レギュレータ
NTGD1100L
ADP1612/
ADP1613
R3
10kΩ
CIN
Q1
B
OFF
図 37.
Rev. A
VIN
3
EN
CSS
VIN = 1.8V
VIN = 2.7V
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
1k
10k
図 39. ADP1612 の負荷電流 対 電力効率
(VOUT = 5 V、fSW = 650 kHz)
T
VOUT = 5V
fSW = 650kHz
OUTPUT VOLTAGE (50mV/DIV)
AC-COUPLED
D1
VOUT
SW 5
R1
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
FB 2
1.3MHz
650kHz
(DEFAULT)
ON
6
60
30
7
FREQ
8
SS
R2
COMP 1
GND
4
RCOMP
CCOMP
COUT
06772-006
A
70
40
L1
Q1
ADP1612
50
CCOMP
図 37の修正したステップアップ回路は、低スタンバイ電流を必
要とするバッテリ駆動のアプリケーションに最適な真のシャッ
トダウン機能を備えています。ENピンを 0.3 V以下で駆動すると、
ADP1612/ADP1613 はシャットダウンし、入力と出力の間の接続
が完全に切断されます。
VIN
CCOMP: ECJ-2VB1H332K
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
80
R1
1.3MHz
650kHz
(DEFAULT)
4
RCOMP
6.8kΩ
CCOMP
3300pF
VOUT = 5V
fSW = 650kHz
TA = 25°C
90
06772-005
CIN
COMP 1
GND
TIME (100µs/DIV)
真のシャットダウン機能を備えた
ステップアップ・レギュレータ
図 40. ADP1612 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 3.3 V、VOUT = 5 V、fSW = 650 kHz)
- 16/25 -
06772-041
EN
SS
COUT
10µF
SW 5
ON
OFF
8
R2
10kΩ
06772-042
3
D1
FREQ
FB 2
100
EFFICIENCY (%)
VIN
7
R1
30kΩ
図 38. ADP1612 ステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 5 V、fSW = 650 kHz)
L1
6
EN
L1: DO3316P-472ML
D1: MBRA340T3G
R1: RC0805FR-0730KL
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-076K8L
ステップアップ・レギュレータ
ADP1612/
ADP1613
3
CSS
33nF
「ステップアップ・レギュレータ回路の例」では、一般的な入力
条件、出力条件、負荷条件に対する推奨部品の値を示しています。
「アプリケーション情報」に記載した式を使用して部品を選択し
て、別の回路構成にすることもできます。
VIN
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1612
ON
06772-040
ADP1612 と ADP1613 は、いずれもここに示すアプリケーション
回路で使用できます。
ADP1612/ADP1613
L1
10µH
L1
4.7µH
OFF
CIN
10µF
SW 5
ADP1612
3 EN
6
FB 2
7 FREQ
COMP 1
8 SS
CSS
33nF
GND
4
L1: DO3316P-472ML
D1: MBRA340T3G
R1: RC0805FR-0730KL
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-0712KL
R2
10kΩ
COUT
10µF
90
EN
7
FREQ
8
SS
COMP 1
CSS
33nF
CCOMP: ECJ-2VB1H122K
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
GND
4
L1: DO3316P-103ML
D1: DFLS220L-7
R1: ERJ-6ENF8662V
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-0722KL
R1
86.6kΩ
COUT
10µF
R2
10kΩ
RCOMP
22kΩ
CCOMP
1800pF
CCOMP: ECJ-2VB1H182K
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
図 44. ADP1612 ステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 12 V、 fSW = 650 kHz)
100
ADP1612
VOUT = 5V
fSW = 1.3MHz
TA = 25°C
3
FB 2
RCOMP
12kΩ
CCOMP
1200pF
図 41. ADP1612 ステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 5 V、fSW = 1.3 MHz)
100
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1612
ON
R1
30kΩ
06772-043
6 VIN
ON
D1
2A, 20V VOUT = 12V
VIN = 2.7V TO 5V
06772-046
D1
3A, 40V V
OUT = 5V
VIN = 1.8V TO 4.2V
ADP1612
VOUT = 12V
fSW = 650kHz
TA = 25°C
90
70
60
50
VIN = 1.8V
VIN = 2.7V
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
1k
10k
40
図 42. ADP1612 の負荷電流 対 電圧効率
(VOUT = 5 V、fSW = 1.3 MHz)
T
OUTPUT VOLTAGE (50mV/DIV)
AC-COUPLED
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
T
VOUT = 5V
fSW = 1.3MHz
1k
VOUT = 12V
fSW = 650kHz
OUTPUT VOLTAGE (100mV/DIV)
AC-COUPLED
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
06772-045
TIME (100µs/DIV)
図 43. ADP1612 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 3.3 V、VOUT = 5 V、 fSW = 1.3 MHz)
Rev. A
VIN = 2.7V
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
VIN = 5.0V
図 45. ADP1612 の負荷電流 対 電圧効率
(VOUT = 12 V、fSW = 650 kHz)
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
TIME (100µs/DIV)
60
06772-048
30
70
50
06772-044
40
80
図 46. ADP1612 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 3.3 V、VOUT = 12 V、fSW = 650 kHz)
- 17/25 -
06772-047
EFFICIENCY (%)
EFFICIENCY (%)
80
ADP1612/ADP1613
L1
6.8µH
L1
15µH
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1612
3
EN
7
FREQ
8
SS
6
FB 2
COMP 1
CSS
33nF
GND
4
L1: DO3316P-682ML
D1: DFLS220L-7
R1: ERJ-6ENF8662V
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-0718KL
COUT
10µF
R2
10kΩ
90
EN
7
FREQ
8
SS
COMP 1
CSS
33nF
CCOMP: CC0805KRX7R9BB681
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
GND
4
L1: DO3316P-153ML
D1: DFLS220L-7
R1: ERJ-6ENF1103V
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-0722KL
R1
110kΩ
COUT
10µF
R2
10kΩ
RCOMP
22kΩ
CCOMP
1800pF
CCOMP: ECJ-2VB1H182K
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
図 50. ADP1612 ステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 15 V、fSW = 650 kHz)
100
ADP1612
VOUT = 12V
fSW = 1.3MHz
TA = 25°C
3
FB 2
RCOMP
18kΩ
CCOMP
680pF
図 47. ADP1612 ステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 12 V、fSW = 1.3 MHz)
100
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1612
ON
R1
86.6kΩ
06772-049
6
ON
D1
2A, 20V VOUT = 15V
VIN = 2.7V TO 5V
06772-052
D1
2A, 20V VOUT = 12V
VIN = 2.7V TO 5V
ADP1612
VOUT = 15V
fSW = 650kHz
TA = 25°C
90
70
60
50
VIN = 2.7V
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
VIN = 5.0V
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
1k
40
図 48. ADP1612 の負荷電流 対 電力効率
(VOUT = 12 V、fSW = 1.3 MHz)
T
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
T
OUTPUT VOLTAGE (100mV/DIV)
AC-COUPLED
1k
VOUT = 15V
fSW = 650kHz
OUTPUT VOLTAGE (200mV/DIV)
AC-COUPLED
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
06772-051
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
TIME (100µs/DIV)
図 49. ADP1612 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 3.3 V、VOUT = 12 V、fSW = 1.3 MHz)
Rev. A
VIN = 2.7V
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
VIN = 5.0V
図 51. ADP1612 の負荷電流 対 電力効率
(VOUT = 15 V、fSW = 650 kHz)
VOUT = 12V
fSW = 1.3MHz
TIME (100µs/DIV)
60
06772-054
30
70
50
06772-050
40
80
図 52. ADP1612 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 3.3 V、VOUT = 15 V、fSW = 650 kHz)
- 18/25 -
06772-053
EFFICIENCY (%)
EFFICIENCY (%)
80
ADP1612/ADP1613
ADP1613 ステップアップ・レギュレータ
L1
10µH
L1
10µH
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1612
3
EN
7
FREQ
8
SS
6
R1
110kΩ
FB 2
COMP 1
CSS
33nF
GND
4
L1: DO3316P-103ML
D1: DFLS220L-7
R1: ERJ-6ENF1103V
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-0710KL
COUT
10µF
R2
10kΩ
CCOMP: ECJ-2VB1H182K
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
90
8
SS
COMP 1
GND
4
COUT
10µF
R2
10kΩ
RCOMP
12kΩ
CCOMP
2200pF
CCOMP: ECJ-2VB1H222K
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
ADP1613
VOUT = 12V
fSW = 650kHz
TA = 25°C
90
80
EFFICIENCY (%)
70
60
70
60
50
VIN = 2.7V
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
VIN = 5.0V
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
1k
30
10
100
LOAD CURRENT (mA)
T
VOUT = 15V
fSW = 1.3MHz
1k
VOUT = 12V
fSW = 650kHz
OUTPUT VOLTAGE (200mV/DIV)
AC-COUPLED
OUTPUT VOLTAGE (200mV/DIV)
AC-COUPLED
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
06772-057
TIME (100µs/DIV)
1
図 57. ADP1613 の負荷電流 対 電力効率
(VOUT = 12 V、fSW = 650 kHz)
図 54. ADP1612 の負荷電流 対 電力効率
(VOUT =15 V、fSW = 1.3 MHz)
T
VIN = 2.7V
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
VIN = 5.0V
40
06772-056
40
TIME (100µs/DIV)
図 58. ADP1613 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 5 V、VOUT = 12 V、fSW = 650 kHz)
図 55. ADP1612 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 3.3 V、VOUT =15 V、fSW = 1.3 MHz)
- 19/25 -
06772-059
50
06772-060
EFFICIENCY (%)
FREQ
R1
86.6kΩ
図 56. ADP1613 ステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 12 V、fSW = 650 kHz)
80
Rev. A
7
L1: DO3316P-103ML
D1: MBRA340T3G
R1: ERJ-6ENF8662V
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-0712KL
ADP1612
VOUT = 15V
fSW = 1.3MHz
TA = 25°C
EN
CSS
33nF
100
100
3
FB 2
RCOMP
10kΩ
CCOMP
1800pF
図 53. ADP1612 ステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT =15 V、fSW = 1.3 MHz)
30
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1613
ON
06772-055
6
ON
D1
3A, 40V VOUT = 12V
VIN = 2.7V TO 5V
06772-058
D1
2A, 20V VOUT = 15V
VIN = 2.7V TO 5V
ADP1612/ADP1613
L1
6.8µH
L1
15µH
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1613
3
EN
7
FREQ
8
SS
6
FB 2
COMP 1
CSS
33nF
GND
4
L1: DO3316P-682ML
D1: MBRA340T3G
R1: ERJ-6ENF8662V
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-0710KL
COUT
10µF
R2
10kΩ
CCOMP: ECJ-2VB1H102K
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
90
8
SS
COMP 1
GND
4
R2
10kΩ
COUT
10µF
RCOMP
10kΩ
CCOMP
1800pF
CCOMP: ECJ-2VB1H182K
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
ADP1613
VOUT = 15V
fSW = 650kHz
TA = 25°C
90
80
EFFICIENCY (%)
70
60
70
60
50
VIN = 2.7V
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
VIN = 5.0V
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
1k
30
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
T
VOUT = 12V
fSW = 1.3MHz
VOUT = 15V
fSW = 650kHz
OUTPUT VOLTAGE (200mV/DIV)
AC-COUPLED
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
06772-063
OUTPUT VOLTAGE (100mV/DIV)
AC-COUPLED
TIME (100µs/DIV)
1k
図 63. ADP1613 の負荷電流 対 電力効率
(VOUT = 15 V、fSW = 650 kHz)
図 60. ADP1613 の負荷電流 対 電力効率
(VOUT = 12 V、fSW = 1.3 MHz)
T
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
VIN = 5.0V
VIN = 5.5V
40
06772-062
40
TIME (100µs/DIV)
図 64. ADP1613 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 5 V、VOUT = 15 V、fSW = 650 kHz)
図 61. ADP1613 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 5 V、VOUT = 12 V、fSW = 1.3 MHz)
- 20/25 -
06772-065
50
06772-066
EFFICIENCY (%)
FREQ
R1
110kΩ
図 62. ADP1613 のステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 15 V、fSW = 650 kHz)
80
Rev. A
7
L1: DO3316P-153ML
D1: MBRA340T3G
R1: ERJ-6ENF1103V
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-0710KL
ADP1613
VOUT = 12V
fSW = 1.3MHz
TA = 25°C
EN
CSS
33nF
100
100
3
FB 2
RCOMP
10kΩ
CCOMP
1000pF
図 59. ADP1613 ステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 12 V、fSW = 1.3 MHz)
30
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1613
ON
R1
86.6kΩ
06772-061
6
ON
D1
3A, 40V VOUT = 15V
VIN = 3.3V TO 5.5V
06772-064
D1
3A, 40V VOUT = 12V
VIN = 2.7V TO 5V
ADP1612/ADP1613
L1
10µH
L1
15µH
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1613
3
EN
7
FREQ
8
SS
6
FB 2
COMP 1
CSS
33nF
GND
4
L1: DO3316P-103ML
D1: MBRA340T3G
R1: ERJ-6ENF1103V
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-078K2L
R2
10kΩ
COUT
10µF
90
100
8
SS
COMP 1
GND
4
R2
10kΩ
COUT
10µF
RCOMP
18kΩ
CCOMP
820pF
CCOMP: CC0805KRX7R9BB821
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
ADP1613
VOUT = 20V
fSW = 650kHz
TA = 25°C
90
EFFICIENCY (%)
80
70
60
50
70
60
50
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
1k
30
図 66. ADP1613 の負荷電流 対 電力効率
(VOUT = 15 V、fSW = 1.3 MHz)
T
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
1k
図 69. ADP1613 の負荷電流 対 電力効率
(VOUT = 20 V、fSW = 650 kHz)
T
VOUT = 15V
fSW = 1.3MHz
OUTPUT VOLTAGE (200mV/DIV)
AC-COUPLED
VOUT = 20V
fSW = 650kHz
OUTPUT VOLTAGE (200mV/DIV)
AC-COUPLED
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
06772-069
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
TIME (100µs/DIV)
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
VIN = 5.0V
VIN = 5.5V
40
TIME (100µs/DIV)
図 67. ADP1613 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 5 V、VOUT = 15 V、fSW = 1.3 MHz)
06772-072
30
図 70. ADP1613 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 5 V、VOUT = 20 V、fSW = 650 kHz)
- 21/25 -
06772-071
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
VIN = 5.0V
VIN = 5.5V
06772-068
EFFICIENCY (%)
FREQ
R1
150kΩ
図 68. ADP1613 のステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 20 V、fSW = 650 kHz)
ADP1613
40
Rev. A
7
L1: DO3316P-153ML
D1: MBRA340T3G
R1: RC0805JR-07150KL
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-0718KL
80
20
EN
CSS
33nF
CCOMP: ECJ-2VB1H122K
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
VOUT = 15V
fSW = 1.3MHz
TA = 25°C
3
FB 2
RCOMP
8.2kΩ
CCOMP
1200pF
図 65. ADP1613 のステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 15 V、fSW = 1.3 MHz)
100
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1613
ON
R1
110kΩ
06772-067
6
ON
D1
3A, 40V VOUT = 20V
VIN = 3.3V TO 5.5V
06772-070
D1
3A, 40V VOUT = 15V
VIN = 3.3V TO 5.5V
ADP1612/ADP1613
SEPICコンバータ
D1
3A, 40V VOUT = 20V
VIN = 3.3V TO 5.5V
OFF
CIN
10µF
SW 5
VIN
ADP1613
3
EN
7
FREQ
R1
150kΩ
FB 2
8
COMP 1
SS
CSS
33nF
GND
4
L1: DO3316P-103ML
D1: MBRA340T3G
R1: RC0805JR-07150KL
R2: CRCW080510K0FKEA
RCOMP: RC0805JR-078K2L
R2
10kΩ
COUT
10µF
RCOMP
8.2kΩ
CCOMP
1200pF
CCOMP: ECL-2VB1H122K
CIN: GRM21BR61C106KE15L
COUT: GRM32DR71E106KA12L
CSS: ECJ-2VB1H333K
06772-073
6
ON
図 74の回路は、シングルエンド・プライマリ・インダクタンス・
コンバータ(SEPIC)構成のADP1612/ADP1613 を示しています。
この回路構成は、入力電圧が 2.7~5Vで変化するバッテリ駆動ア
プリケーションなどの非安定化入力電圧に利用でき、安定化した
出力電圧は入力電圧の範囲内に収まります。
入力と出力は、カップリング・コンデンサ(C1)によって DC 絶
縁されています。定常状態では、C1 の平均電圧が入力電圧にな
ります。ADP1612/ADP1613 のスイッチがオンになり、ダイオー
ドがオフになると、入力電圧から L1 にエネルギーが供給され、
さらに C1 から L2 にエネルギーが供給されます。 ADP1612/
ADP1613 のスイッチがオフになり、ダイオードがオンになると、
L1 と L2 のエネルギーが放出され、出力コンデンサ(COUT)とカッ
プリング・コンデンサ(C1)が充電され、負荷に電流が供給さ
れます。
図 71. ADP1613 のステップアップ・レギュレータの構成
(VOUT = 20 V、fSW = 1.3 MHz)
100
VIN = 2.0V TO 5.5V
CIN
10µF
70
OFF
60
CSS
VIN
3
EN
7
FREQ
8
SS
40
VIN = 3.3V
VIN = 4.2V
VIN = 5.0V
VIN = 5.5V
30
20
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
L2
DO3316P
4.7µH
図 72. ADP1613 の負荷電流 対 電力効率
(VOUT = 20 V、fSW = 1.3 MHz)
T
VOUT = 20V
fSW = 1.3MHz
OUTPUT VOLTAGE (200mV/DIV)
AC-COUPLED
LOAD CURRENT (50mA/DIV)
R1
16.9kΩ
COMP 1
GND
4
RCOMP
82kΩ
CCOMP
220pF
R2
10kΩ
COUT
10µF
SEPIC コンバータ
TFT LCDバイアス電源
図 75に、TFT LCDモジュール・アプリケーション向けの電源回
路を示します。この回路には、+10 V、−5 V、+22 Vの出力があ
ります。+10 Vの出力はステップアップ構成で生成し、−5Vと+22V
の出力はチャージ・ポンプ回路で生成します。ステップアップ動
作時に、SWノードが+10Vとグラウンド電位の間で切り替わりま
す(ダイオードの順方向電圧降下とスイッチのオン抵抗値は無視
します)。SWノードがハイレベルのときに、C5 が最大+10 Vま
で充電します。SWノードがローレベルのときは、C5 が電荷を保
持し、D8 を順方向にバイアスし、C6 を−10 Vまで充電します。
ツェナー・ダイオードのD9 は、出力を−5 Vにクランプし安定さ
せます。
VGH 出力は、チャージ・ポンプ用コンデンサ C1、C2、C4 によっ
て同様の方法で生成されます。出力電圧が 3 倍になり、ツェナー・
ダイオード D5 によって 22V に安定化されます。
06772-075
TIME (100µs/DIV)
VOUT = 3.3V
FB 2
図 74.
1k
MBRA210LT
2A, 10V
SW 5
50
06772-074
EFFICIENCY (%)
6
C1
10µF
ON
80
図 73. ADP1613 の 50~150 mA の負荷過渡電流
(VIN = 5 V、VOUT = 20 V、fSW = 1.3 MHz)
Rev. A
ADP1612/
ADP1613
ADP1613
VOUT = 20V
fSW = 1.3MHz
TA = 25°C
90
L1
DO3316P
4.7µH
06772-008
L1
10µH
- 22/25 -
ADP1612/ADP1613
BAV99
BAV99
R4
200Ω
VGL
–5V
D8
C3
10µF
C5
10nF
C6
10µF
D9
BZT52C5VIS
R3
200Ω
D5
C4
10nF
D5
BZT52C22
VGH
+22V
D4
D7
C1
10nF
BAV99
D3
C2
1µF
DO3316P
4.7µH
D2
ADP1612/
ADP1613
6
VIN
3
EN
7
FREQ
8
SS
D1
ON
CIN
10µF
OFF
R1
71.5kΩ
FB 2
1.3MHz
650kHz
(DEFAULT)
CSS
R2
10kΩ
COMP 1
GND
4
図 75.
Rev. A
VOUT = 10V
SW 5
RCOMP
27kΩ
CCOMP
1200pF
TFT LCD バイアス電源
- 23/25 -
COUT
10µF
06772-007
VIN = 3.3V
ADP1612/ADP1613
PCボードのレイアウトのガイドライン
06772-076
高い変換効率、優れたレギュレーション、安定性のためには、PC
ボードのレイアウトに注意する必要があります。
ADP1612/ADP1613 ブースト・アプリケーションの
レイアウト例(上面層)
06772-077
図 76.
PCボードを設計するときは、以下のガイドラインに従ってくだ
さい。(図 34のブロック図と図 3のピン配置も参照してくださ
い。)
•
ESRが低い入力コンデンサCIN(図 76のC7)をVINとGNDの
近くに配置してください。こうすれば、ボードの寄生イン
ダクタンスに起因するデバイスのノイズを最小限に抑えら
れます。
CIN(図 76のC7)からインダクタのL1、SW、GNDに至る高
•
電流の経路はできる限り短くしてください。
•
VINからL1、ダイオードD1、出力コンデンサCOUT(図 76の
C4)に至る高電流の経路はできる限り短くしてください。
高電流のパターンはできる限り短く、太くしてください。
•
•
ノイズのピックアップを防止するために、帰還抵抗はでき
る限り FB の近くに配置してください。GND ピンへのケル
ビン接続を行う AGND プレーンに帰還回路網のグラウンド
を直接接続します。
•
補償用部品はできる限り COMP の近くに配置してください。
GND ピンへのケルビン接続を行う AGND プレーンに補償回
路網のグラウンドを直接接続します。
•
ソフトスタート・コンデンサCSS (図 76のC1)はできる限
りデバイスの近くに配置してください。GNDピンへのケル
ビン接続を行うAGNDプレーンにソフトスタート・コンデン
サのグラウンドを接続します。
•
放散したノイズが混入するのを防止するために、補償抵抗
や帰還抵抗からの高インピーダンス・パターンが SW に接続
するノードやインダクタの近くを通らないように配線して
ください。
図 77. ADP1612/ADP1613 ブースト・アプリケーションの
レイアウト例(底面層)
Rev. A
- 24/25 -
ADP1612/ADP1613
外形寸法
3.20
3.00
2.80
8
1
5
5.15
4.90
4.65
4
D06772-0-9/09(A)-J
3.20
3.00
2.80
PIN 1
IDENTIFIER
0.65 BSC
0.95
0.85
0.75
15° MAX
1.10 MAX
0.40
0.25
6°
0°
0.23
0.13
0.70
0.55
0.40
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
図 78.
091709-A
0.15
0.05
COPLANARITY
0.10
8 ピン ・ミニ・スモール・アウトライン・パッケージ[MSOP]
(RM-8)
寸法単位:mm
オーダー・ガイド
Model
Temperature Range
Package Description
Package Option
Branding
ADP1612ARMZ-R7 1
ADP1613ARMZ-R71
ADP1612-5-EVALZ1
ADP1612-BL1-EVZ1
ADP1613-12-EVALZ1
ADP1613-BL1-EVZ1
−40°C to +125°C
−40°C to +125°C
8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP]
8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP]
Evaluation Board, 5 V Output Voltage Configuration
Blank Evaluation Board
Evaluation Board, 12 V Output Voltage Configuration
Blank Evaluation Board
RM-8
RM-8
L7Z
L96
1
Z = RoHS 準拠製品
Rev. A
- 25/25 -
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