AN8016NSH

電源レギュレータ
AN8016NSH
1.8 V動作1-ch昇圧用DC-DCコンバータ制御用IC
■ 概要
6
3.0±0.30
5
0.2±0.1
10
取付け高さ
1.7 max.
0.625±0.1
1
止
0.5
Unit : mm
AN8016NSH は , 低電圧動作が可能な , 1 チャネル
の PWM 方式 DC-DC コンバータ制御用の IC です。
本ICは, 少ない外付部品でステップアップ出力電
圧を得ることができます。
最低動作電源電圧が1.8 Vと低く, またパッケージ
は 0.5 mm ピッチの 10 ピン面実装タイプのため , 小
形高効率のポータブル電源に最適です。
■ 特長
保
0.625±0.10
守
廃
+0.1
0.15–0.05
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
• 動作電源電圧範囲が広い(1.8 V ∼ 14 V)
0.5±0.2
• 高精度基準電圧回路内蔵(1.27 V (許容差 = ±3%))
4.3±0.30
• 広い出力周波数範囲での制御が可能
6.3±0.30
(20 kHz ∼ 1 MHz)
• 出力部はトーテムポール形式で , 出力電流設定用
SSOP010-P-0225
の外付抵抗により , 電源電圧変動の少ない定電流
出力が得られる
注 ) 本製品のパッケージは，
後記の鉛フリーパッ
• 最大出力電流は ±50 mA と大きい
ケージ(SSOP010-P-0225A)になる予定です。
• タイマラッチ式短絡保護回路内蔵
(充電電流 1.3 µA typ.)
• 低入力電圧時誤動作防止回路内蔵(U.V.L.O.)
(回路動作開始電圧1.6 V typ.)
• On/Off コントロール機能内蔵
(H アクティブ, スタンバイ電流 5 µA max.)
• 最大デューティ比が固定でばらつきが小さい(80% ± 5%)
• DTC 端子とS.C.P. 端子を分けることによりソフトスタート時間を調整可能
• 外付スイッチング素子 NPN トランジスタのターンオン時における過大ベース電流を抑え , 軽負荷時の効
率アップとノイズ対策を図っている
■ 用途
発行年月 : 2002年10月
保
守
• 液晶機器 , デジタルカメラ , PDA
SDH00006CJB
1
AN8016NSH
Hアクティブ
FB
IN−
On/Off
0.7 V
基準電圧源
コントロール
三角波発振器
1.27 V
10
8
SS端子
U.V.L.O.
1
6
VCC
ラッチ
1 µA
R
S
"L"レベル検出
Comp.
"L"レベル
0.23 V
Q
"H"レベル検出Comp.
1.27 V
守
1.27 V
■ 端子説明
Pin No.
記号
0.23 V
説明
誤差増幅器反転入力端子
IN−
保
2
廃
Unlatch comp.
S.C.P.
comp.
2
S.C.P.
3
SS
4
Off
5
VCC
6
Out
7
GND
8
RB
9
OSC
10
FB
Out
0.6 V
VCC
30 kΩ
予
最一定品
2
S.C.P.
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on く 3 す廃品
ic SS だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
クランプ
RB
PWM
Error amp.
1.27 V
1
VCC
0.2 V
止
Off
4
9
5
VCC
OSC
■ ブロック図
短絡保護用時定数設定容量接続端子
ソフトスタート時定数設定容量接続端子
On/Off コントロール端子
保
守
電源電圧印加端子
プッシュプル型出力端子
接地端子
出力電流設定抵抗接続端子
発振器タイミング抵抗 / 容量接続端子
誤差増幅器出力端子
SDH00006CJB
5 µA
"L"レベル
クランプ
7
GND
AN8016NSH
■ 絶対最大定格
記号
定格
単位
電源電圧
VCC
15
V
Off 端子許容印加電圧
VOFF
15
V
IN− 端子許容印加電圧
VIN−
VCC
V
Out 端子許容印加電圧
VOUT
15
V
ICC

mA
出力ソース電流
ISO(OUT)
−50
mA
出力シンク電流
ISI(OUT)
+50
mA
PD
115
mW
−30 ∼ +85
°C
−55 ∼ +150
°C
電源電流
許容損失
*
Topr
保存温度
Tstg
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
動作周囲温度
止
項目
廃
注 ) 1. 記載されていない端子には外部より電流 , 電圧を加えてはいけません。
回路電流では , (+)は IC へ流入する電流であり , (−)は流出する電流です。
2. 許容損失 , 動作周囲温度および保存温度の項目以外はすべて Ta = 25°C とする。
3. * : Ta = 85°C, 単体での値。また , IC の消費電力と周囲温度の関係はディレーティングカーブに従うこと。
■ 推奨動作範囲
項目
範囲
単位
VCC
1.8 ∼ 14
V
VOFF
0 ∼ 14
V
ISO(OUT)
−40 (min.)
mA
ISI(OUT)
40 (max.)
mA
RT
3 ∼ 30
kΩ
CT
100 ∼ 10 000
pF
fOUT
20 ∼ 1 000
kHz
CSCP
1 000 (min.)
pF
RB
0 ∼ 10k
Ω
守
電源電圧
記号
Off コントロール端子電圧
出力ソース電流
出力シンク電流
タイミング抵抗
保
タイミング容量
発振周波数
短絡保護時定数設定容量
保
守
出力電流設定抵抗
■ 電気的特性 VCC = 2.4 V, Ta = 25°C
項目
記号
条件
最小
標準
最大
単位
1.45
1.6
1.75
V
1.23
1.27
1.31
V

1.0
10
mV
IB

0.2
1.0
µA
"H" レベル出力電圧
VEH
1.85
2.0
2.15
V
"L" レベル出力電圧
VEL


0.2
V
U.V.L.O. 部
回路動作開始電圧
VUON
誤差増幅器部
入力スレッショルド電圧
VTH
電圧フォロア
入力安定度
VdV
VCC = 1.8 V ∼ 14 V
入力バイアス電流
SDH00006CJB
3
AN8016NSH
■ 電気的特性(つづき) VCC = 2.4 V, Ta = 25°C
項目
記号
条件
最小
標準
最大
単位
VSS = 0.5 V
−3.5
−5
−6.5
µA
RT = 12 kΩ, CT = 330 pF
170
190
210
kHz
75
80
85
%
PWM コンパレータ部
出力ソース電流
ISS
出力部
発振周波数
fOUT
最大デューティ比
Dumax
VOH
IO = −15 mA, RB = 390 Ω
1.4


V
出力 Low 電圧
VOL
IO = 10 mA, RB = 390 Ω


0.2
V
出力ソース電流
ISO(OUT)
VO = 0.9 V, RB = 390 Ω
−45
−32
−20
mA
出力シンク電流
ISI(OUT)
VO = 0.3 V, RB = 390 Ω
20


mA
プルダウン抵抗
RO
20
30
40
kΩ
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
入力スレッショルド電圧
短絡保護回路部
入力スレッショルド電圧
入力スタンバイ電圧
入力ラッチ電圧
充電電流
VTHUL
0.13
0.20
0.27
V
VTHPC
1.17
1.27
1.37
V
VSTBY

60
120
mV
VIN

40
120
mV
廃
Unlatch 回路部
止
出力 High 電圧
VSCP = 0.5 V
−1.65
守
ICHG
On/Off コントロール部
−1.3 − 0.95
µA
入力スレッショルド電圧
VON(TH)
0.8
1.0
1.3
V
Off 時 SS 端子電圧
VOFF(SS)
0.13

0.27
V
VOFF(SCP)
0.13

0.27
V
Off時S.C.P.端子電圧
保
全デバイス
ICC(AV)
RB = 390 Ω, デューティ比 = 50%

3.4
5.0
mA
ラッチモード時消費電流
ICC(LA)
RB = 390 Ω

1.8
2.4
mA
スタンバイ電流
ICC(SB)


5
µA
最小
標準
最大
単位
• 設計参考資料
保
守
平均消費電流
注 ) 下記特性は設計上の理論値であり , 保証値ではありません。
項目
記号
条件
U.V.L.O. 部
リセット電圧
VR
0.8
V
誤差増幅器部
VTH 温度変動
VTHdT
Ta = −30°C ∼ +85°C
出力ソース電流
ISO(FB)
VFB = 0.5 V
−40
µA
出力シンク電流
ISI(FB)
VFB = 0.5 V
2
mA
AV
80
dB
VSS
1.22
V
オープンループゲイン
− 0.5
+ 0.5
%
PWM コンパレータ部
SS 端子電圧
4
SDH00006CJB
AN8016NSH
■ 電気的特性(つづき) VCC = 2.4 V, Ta = 25°C
• 設計参考資料
注 ) 下記特性は設計上の理論値であり , 保証値ではありません。
項目
記号
条件
最小
標準
最大
単位
出力部
RB 端子電圧
VB
RB = 390 Ω
周波数電源電圧変動
fdV
VCC = 1.8 V ∼ 14 V
−1
+1
%
周波数温度変動
fdT
Ta = −30°C ∼ +85°C
−3
+3
%
0.13
V
短絡保護回路部
比較器スレッショルド電圧
止
VTHL
On/Off コントロール部
On/Off 端子電流
等価回路
VCC
守
1
300 Ω
ラッチ
0.23 V
3 kΩ
2
1.27 V
3
S
R
Q
出力
遮断
On/Off
保
守
3 kΩ
回路へ
3 kΩ
CT PWM
Unlatch comp.
On/Off
回路へ
3
µA
説明
I/O
IN− :
誤差増幅器の反転入力端子です。
I
S.C.P. :
タイマラッチ式短絡保護回路の時定数を設
定するための容量接続端子です。
容量値は, 1 000 pF以上の範囲でご使用くだ
さい。
充電電流ICHG は, 1.3 µA typ.です。ただし, 端
子電圧が0.23 Vに至るまでは, 0.23 Vと抵抗
6 kΩ で決定される時定数で充電します。
O
SS :
PWM出力のソフトスタート期間を設定する
ための容量の接続端子です。また , 端子電圧
が約0.2 Vに至るまで, 短絡保護回路はS.C.P.
端子の充電電流を供給しません。
出力ソース電流ISS は5 µA typ.です。ただし ,
端子電圧が0.23 Vに至るまでは, 0.23 Vと抵
抗 6 kΩ で決定される時定数で充電します。
I
0.23 V
"L"レベル検出Comp.
VCC
0.23 V
3 kΩ
23
1.26 V
VCC
保
2
廃
Pin No.
V
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
■ 端子等価回路
1
VOFF = 1.5 V
IOFF
1.27
0.23 V
S.C.P.端子
SDH00006CJB
5
AN8016NSH
■ 端子等価回路
等価回路
Pin No.
説明
4
Off :
On/Off コントロール端子です。
"H" レベル入力時 → 通常動作
(VOFF > 1.3 V)
"L" レベル入力時 → スタンバイ状態
(VOFF < 0.8 V)
となり , スタンバイ状態の全消費電流は,
5 µA 以下に抑えられます。
内部回路
起動/停止
30 kΩ
4
60 kΩ
VCC :
電源電圧印加端子です。
動作電源電圧は, 1.8 V ∼ 14 V の範囲でご使
用ください。
6
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
5
止
5
VCC
I

Out :
プッシュプル出力端子です。
出力電流の絶対最大定格は, ±50 mA です。
出力電流は RB 端子外付けの抵抗によって ,
電源電圧変動およびばらつきの小さい定電
流出力が得られます。
O
GND :
接地端子です。

廃
RB
I/O
IO(SO)
6
7
守
30 kΩ
7
8
Out
R1
8
9
VCC
ラッチ
S
R
0.23 V
9
6
RB :
出力電流の設定をおこなうための抵抗接続
端子です。
抵抗値は , 0 Ω ∼ 10 kΩ の範囲でご使用くだ
さい。
なお , 内蔵抵抗 R1 は , 1.0 kΩ。RB = 390 Ω 時
の端子電圧は, 0.13 V です。
I
OSC :
発振器の周波数設定をおこなうタイミング
容量 / 抵抗の接続端子です。
容量値は100 pF ∼ 10 000 pF, 抵抗値は3 kΩ ∼
30 kΩ の範囲でご使用ください。
発振周波数は, 20 kHz ∼ 1 MHzの範囲でご使
用ください。
O
保
守
保
VCC
Q
SDH00006CJB
AN8016NSH
■ 端子等価回路(つづき)
等価回路
Pin No.
10
VCC
40 µA
C
PWM
2 mA
説明
I/O
FB :
誤差増幅器の出力端子です。
ソース電流は約−40 µA, シンク電流は約2 mA
です。
本端子と IN− 端子との間に抵抗と容量を接
続してゲインおよび位相の周波数特性の補
正を行ってください。
O
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
■ 使用上の注意事項
止
10
守
廃
• IC の損失に関する注意事項
本 IC は , 電源電圧に比例して損失が大きくなるので , パッケージ許容損失を超えないようにご設定く
ださい。
出力 On デューティ Du (Dumax = 0.85)の期間 , ご設定の出力電流が IC 内部に流れるため IC の損失 P は以
下の式で表されます。
P = (VCC − VBEQ1) × IOUT × Du + VCC × ICC < PD
■ アプリケーションノート
PD  Ta
400
386
ガラスエポキシ基板
(50 × 50 × t0.8 mm3)
Rth(j−a) = 259°C/W
許容損失 PD (mW)
300
287
保
守
保
[1] SSOP010-P-0225 パッケージの許容損失
単体
Rth(j−a) = 348°C/W
200
154
115
100
0
0
25
50
75 85 100
125
150
周囲温度 Ta (°C)
SDH00006CJB
7
AN8016NSH
■ アプリケーションノート(つづき)
[2] 主要特性
タイミング容量  発振周波数
最大デューティ  発振周波数
1 000
95
90
RT = 6.2 kΩ
最大デューティ (%)
100
RT = 12 kΩ
85
RT = 12 kΩ
80
RT = 30 kΩ
75
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
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w ホ廃
w
w ー止種、
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on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
RT = 30 kΩ
10
RT = 3 kΩ
RT = 6.2 kΩ
止
発振周波数 (kHz)
RT = 3 kΩ
70
100
1 000
10 000
10
廃
タイミング容量 (pF)
エラーアンプ VTH 温度特性
守
1.276
保
1.274
1.272
−30
−10
発振周波数温度特性
190
30
50
70
90
周囲温度 Ta (°C)
最大デューティ比 (%)
80
78
77
−30
−10
10
30
50
70
90
周囲温度 Ta (°C)
8
184
−30
−10
10
30
50
周囲温度 Ta (°C)
79
76
186
180
10
最大デューティ比温度特性
81
188
182
保
守
電圧 (V)
1.278
1 000
192
発振周波数 (kHz)
1.28
100
発振周波数 (kHz)
SDH00006CJB
70
90
AN8016NSH
■ アプリケーションノート(つづき)
[3] タイミングチャート(内部波形)
"H"
Off端子電圧
"L"
2.4 V
電源電圧(VCC)
誤差増幅器出力(FB)
2.0 V
S.C.P.端子電圧
SS端子電圧
廃
Out端子波形
保
守
ソフトスタート動作
短絡保護比較器
スレッショルドレベル
1.27 V
1.22 V
0.7 V
0.6 V
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
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w ホ廃
w
w ー止種、
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.p をて品種
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on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
三角波(CT)
止
電源投入
Out端子波形
"H"
"L"
図 1. PWM比較器動作波形
保
守
三角波(CT)
0.2 V
最大デューティ 80%
デッドタイム電圧(VDT)
誤差増幅器出力(FB)
0.4 V
2.0 V
1.27 V
0.6 V
"H"
"L"
1.27 V
S.C.P.端子電圧
0.06 V
短絡保護比較器出力
tPE
"H"
"L"
図 2. 短絡保護動作波形
SDH00006CJB
9
AN8016NSH
■ アプリケーションノート(つづき)
[4] 機能説明
1. 基準電圧部
バンドギャップ回路によって構成され , 1.27 V の温度補償された基準電圧を出力します。基準電圧
は , 電源電圧が 1.8 V 以上で安定化されます。
VOSCL ≈ 0.2 V
t1
急速充電
t2
放電
T
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
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w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
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on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
1
VOSCL
CT × RT × ln
VOSCH
≈ 0.75 ×
1
[Hz]
CT × RT
図 1. 三角波発振波形
廃
fOSC ≈ −
VOSCH ≈ 0.75 V
止
2. 三角波発振器部
OSC 端子(Pin9)にタイミング用コンデンサお
よび抵抗を接続することにより, 波高値約0.75 V,
波低値約0.2 Vののこぎり波状の三角波を発生さ
せます。
発振周波数は, 外付けのCT , RT の値によ
り任意に設定できます。発振周波数は, 20 kHzか
ら最大1 MHzまで使用可能です。三角波は, IC内
部で PWM 比較器の反転入力に接続されます。発
振周波数の計算の目安は, 以下の式でご計算くだ
さい。
となります。ただし , 上記式には , 急速充電時間および , オーバシュートとアンダシュート量は考慮
されていません。また , 主要特性の発振周波数対タイミング容量の実測グラフをご参照ください。
保
守
3. 誤差増幅器部
NPNトランジスタ入力の誤差増幅器でDC-DC
コンバータの出力電圧を検出して増幅した信号
を PWM 比較器に入力します。非反転入力には ,
内部基準電圧の 1.27 V が与えられています。
また , 誤差増幅器出力端子(Pin10)より反転入
力端子(Pin1)へ帰還抵抗および容量を接続する
ことにより, 任意のゲイン設定と位相補償が可能
です。
出力電圧VOUT は, 出力からの抵抗分割を, 図 2
のように接続することにより設定できます。
VOUT = 1.27 ×
VOUT
R1
R2
R1 + R2
R2
FB 10
IN− 1
誤差増幅器
1.27 V
PWM比較器
入力へ
図2. 誤差増幅器の接続方法
保
守
4. タイマラッチ式短絡保護回路
電源出力の過負荷や短絡状態がある一定期間継続された場合に , 外付けのメインスイッチ素子 , フ
ライホイールダイオード , およびチョークコイル等の破壊もしくは劣化の保護を行います。
タイマラッチ式短絡保護回路は , 誤差増幅器の出力レベルを検出します。DC-DC コンバータの出力
電圧が低下し , 誤差増幅器の出力レベルが , 1.27 V 以上になると "L" レベルを出力しタイマ回路が動
作し , 外付けのプロテクションイネーブル用コンデンサが充電を開始します。
このコンデンサの電圧が , 1.27 V に達するまでに誤差増幅器の出力が正常な電圧範囲に復帰しない
時 , ラッチ回路をセットし出力ドライブトランジスタを遮断し , 休止期間を 100% にします。
5. 低入力電圧時誤動作防止回路(U.V.L.O.)
電源の投入時および停止時の過渡状態において, 電源電圧の低下時に制御の誤動作によるシステム
の破壊もしくは劣化を保護します。
低入力電圧時誤動作防止回路は, 電源電圧レベルに従って変化する内部基準電圧を検出します。
電源
電圧が立ち上がり時 1.6 V に至るまでの間 , 出力ドライブトランジスタを遮断し , 休止期間を 100% に
するとともに S.C.P. 端子(Pin2)および SS 端子(Pin3)を "L" に保ちます。
10
SDH00006CJB
AN8016NSH
■ アプリケーションノート(つづき)
[4] 機能説明( つづき)
6. PWM 比較器部
PWM 比較器は , 入力電圧に応じて出力パルスの "On" 期間をコントロールします。OSC 端子(Pin9)の
三角波が , 誤差増幅器出力(Pin10)と SS 端子(Pin3)および, IC 内部固定のデッドタイム用電圧(約 0.6 V)
のいずれよりも低い期間に出力トランジスタを On させます。
最大デューティ比は , 80% (typ.)固定となります。
また, SS 端子は5 µA (typ.)の定電流ソース出力であり, 外付けにコンデンサを接続することにより,
出力パルスの "On" 期間を徐々に広げていくソフトスタートが動作します。なお , SS 端子電圧は 1.22 V
(typ.)に至ると充電を完了します。
止
7. Unlatch 部
Unlatch 回路は , 電源を起動して SS 端子電圧がソフトスタート動作を開始するレベル(約 0.23 V)に
到達するまでの間, S.C.P. 端子を "L" レベルに固定し , 起動時間の拡大に伴う短絡検出時間の拡大を抑
制します。
廃
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
8. 出力部
出力回路はトーテムポール形式です。
RB 端子に電流設定抵抗を接続することにより , 電源電圧変動
の小さい定電流ソース出力を任意に設定することが可能です。
定電流ソース出力は 50 mA までとりだすことができ , 出力端子の耐圧は 15 V です。
守
9. On/Off コントロール部
外部コントロールによって , IC 制御を On/Off させることができます。
Off 端子(Pin4)電圧を約1.3 V 以
上にすると , 内部基準電圧が立ち上がり , 制御動作を開始します。
Off端子電圧を約0.8 V以下にすると,
S.C.P. 端子および SS端子外付けの容量を放電した後に内部基準電圧をダウンし, IC 制御を停止させる
とともに , 回路電流を 5 µA 以下にします。
保
守
保
[5] タイマラッチ式短絡保護回路の時定数設定方法
図 4 にプロテクションラッチ回路の構成図を示します。短絡保護用コンパレータは , 1.27 V の基準電圧
とエラーアンプの出力 VFB と常に比較動作を行っています。
DC-DC コンバータ出力の負荷条件が安定している場合は , エラーアンプの出力変動もないため短絡保
護コンパレータも平衡を保ちます。このとき , 出力トランジスタ Q1 は導通状態にあり , S.C.P. 端子は , 約
60 mV に保持されます。
負荷条件が急激に変化し短絡保護コンパレータの非反転入力に誤差増幅器から "H" レベルの信号(1.27
V 以上)が入力されると短絡保護コンパレータは "L"レベルを出力し, 出力トランジスタ Q1を遮断します。
そして, S.C.P. 端子に接続されるコンデンサ CS が充電を開始します。外付コンデンサ CS が約1.27 V まで充
電されるとラッチ回路をセットし, 出力端子を "L" レベルに固定して休止期間を100%にします。ラッチ回
路が一旦セットされると , S.C.P. 端子電圧は約40 mV に放電されますが, ラッチ回路は電源を切るか , On/
Off コントロールで再起動しない限りリセットされません。
コンデンサ CS は , 60 mV から約 230 mV までは抵抗 6 kΩ で決まる時定数で充電され , 230 mV から1.26 V
に至る間は定電流約 1.3 µA で充電されます。
VSCP [V]
1. 0.06 ≤ VSCP [V] ≤ 0.23 の間
tPE1
VSCP = (0.23 − 0.06) × {1 − exp (−
)} [V]
短絡検出時間 tPE
6k · CS
1.27
tPE1 [s] ≈ 0.017 × CS [µF]
2. 0.23 ≤ VSCP [V] ≤ 1.26 の間
tPE2
0.52 V = 0.23 V + ICHG ×
CS
tPE2 [s] ≈ 0.058 × CS [µF]
0.23
0.06
∴ tPE [s] ≈ tPE1 + tPE2 ≈ 0.817 × CS [µF]
tPE1
tPE2
t [s]
図 3. S.C.P.端子充電波形
SDH00006CJB
11
AN8016NSH
■ アプリケーションノート(つづき)
[5] タイマラッチ式短絡保護回路の時定数設定方法(つづき)
On/Off
コントロール
内部基準
VCC
U.V.L.O.
1 µA
ラッチ
0.23 V
3 kΩ
R
S
FB 10
3 kΩ
S.C.P. comp.
止
Q1
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
S.C.P.
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
1.27 V
1.27 V
出力遮断
"H"レベル検出Comp.
1.27 V
2
IN− 1
Error amp.
Q
CS
廃
図 4. 短絡保護回路
電源起動時は , 出力短絡状態とみなされエラーアンプの出力は "H" レベルとなり , S.C.P. 端子電圧は充
電を開始します。
後段のラッチ回路をセットする前にDC-DCコンバータの出力電圧が起動するように外付
コンデンサの設定が必要です。特に , ソフトスタートをかける場合には , 起動時間が延びますので注意が
必要です。
守
[6] ソフトスタート期間の設定方法
SS端子にコンデンサを接続すると, 電源起動時に出力パルスの"On"幅を徐々に広げていくソフトスター
トがかかります。
これによって起動時の突入電流とDC-DCコンバータ出力のオーバシュートを防止します。
コンデンサCSS は, 60 mVから約230 mVまでは抵抗6 kΩで決まる時定数で充電され, 230 mVから1.22 V
に至る間は定電流約 5 µA で充電されます。
例えば , ソフトスタート時間をデューティ比 50% に至るまでに設定する場合 , 以下の式で表されます。
保
1. 0.06 ≤ VSCP [V] ≤ 0.23 の間
VSCP = (0.23 − 0.06) × {1 − exp (−
tSS1
)} [V]
6k · CS
FB
(V)
2. 0.23 ≤ VSCP [V] ≤ 1.26 の間
tSS2
0.52 V = 0.23 V + ICHG ×
CS
tSS2 [s] ≈ 0.058 × CS [µF]
1.22
保
守
tSS1 [s] ≈ 0.017 × CS [µF]
∴ tSS [s] ≈ tSS1 + tSS2 ≈ 0.075 × CS [µF]
OSC
0.75
SS
0.52
0.23
0.06
tSS1
t (s)
デューティ 50%
tSS2
ソフトスタート時間
DC-DCコンバータ出力電圧
図 5. ソフトスタート動作波形
12
SDH00006CJB
AN8016NSH
■ アプリケーションノート(つづき)
[7] 複数個 IC の並列同期運転について
本 IC は , 並列運転が可能です。図 6 のように , マスタ側とスレーブ側の IC の OSC 端子(Pin9)を直結すれ
ば , 同一の発振周波数で動作します。
止
• 並列運転時の S.C.P. 動作について
図 6 の回路にて , 並列運転時にマスタ / スレーブ IC のどちらかが短絡検出された場合には , その短
絡検出した方の IC が , ラッチモードに入ります。ラッチモード状態とは , 出力端子と RB 端子ならびに
SS 端子を "L" レベルにする出力遮断状態を指しますが , 同時に OSC 端子を"H" レベル(約 0.8 V)に固定
する機能が付加されています。
ラッチモードに入っていない方の IC は , OSC 端子が "H" レベルになると , 内部固定のデットタイム
電圧(約 0.6 V)の方が低くなり , 内部の PWM 回路により出力が停止します。すると , こちらの IC も短
絡状態となり , しかる時間の後に , ラッチモードに入ります。
したがって基本的には , 図 6 の回路で動作します。
予
1
10
最一定品
2
9
新括種 3
8
のし、
7
ht 情て保45
6
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー 1止種、10
.s ムと廃
em ペ2 表 9
ic 3 ー記8 予定
on4 ジ 7し
品
.
を
5p
an ご6 てい種
as 覧ま、
on10 くす廃品
1
だ。種
2
9ic
.
c
3
8
o. さい
を
jp
4
7
。
• 使用上の注意事項
1. 図 7 のように外付部品削減のために , 容量を共有化する場合,
• 充電電流が 2 倍になります。
• S.C.P. 端子を共有化すると短絡保護回路が動作しません。
5
4
SS
保
S.C.P.
3
2
1
AN8016NSHマスタ
AN8016NSHスレーブ
S.C.P.
SS
OSC
AN8016NSHマスタ
6
守
6
7
8
9
10
OSC
AN8016NSHスレーブ
5
廃
マスタ側の ICが短絡検出されても , スレーブ側のIC が短絡検出されていないので, S.C.P.端子を
"L" レベルに固定したままになります。したがって短絡保護機能が動作せず , max. デューティで駆
動され続けますのでご注意ください。
SS
S.C.P.
NG
図 7. スレーブ動作回路例 2
保
守
図 6. スレーブ動作回路例 1
2. 本IC(AN8016NSH)を2ch.品のAN8017SA, AN8018SAと並列同期運転することはできませんのでご
注意ください。
SDH00006CJB
13
AN8016NSH
■ 応用回路例
• 応用回路
昇圧(ステップアップ)回路
330 pF
VIN
3V
12 kΩ 390 Ω
47 µH
0.1 µF
6 Out
2SD2408
CC
予
SS 3
最一定品
新括種
Off 4
のし、
ht 情て保
V
5
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
0.033 µF 0.01 µF 1.5 V
20 kΩ
廃
6.8 kΩ
S.C.P. 2
IN− 1
AN8016NSH
10 µF
5V
200 mA
止
8 RB
7 GND
Q1
9 OSC
10 FB
1 kΩ
SBD
MA2Q738 (MA738*) V
OUT
1 µF
注) * : 旧品番
守
入力 3 V から出力 5 V に変換する昇圧回路例を示します。
AN8016NSHの出力段はトーテムポール出力なので , N-ch. MOSFET を直接駆動することができ , スイッ
チングロスを抑え , 効率アップを図ることができます。上記回路において , NPN トランジスタを N-ch.
MOSFET に置き換えることにより動作します。
保
• N-ch. MOSFET を直接駆動の場合の注意点
SBD
VIN
2. ゲートしきい値の小さいN-ch. MOSFET を選択する
AN8016NSH の Out 端子の出力H 電圧は , VCC − 1.0
V(min.)なので , ご使用の動作電源電圧に応じて , On
抵抗が十分小さい低VT N-ch. MOSFETを選択する必
要があります。
また , VGS を大きく取りたい場合 , 図 2 のようにト
ランスを用いてICのVCC 端子に入力電圧の倍電圧を
印加する方法があります。
VOUT
6
Out
保
守
1. 入力容量の小さい N-ch. MOSFET を選択する
AN8016NSHは, バイポーラトランジスタ駆動を想
定し , 定電流(50 mA max.)出力ソース電流の回路形
式であり , かつシンク電流能力も 50 mA程度なので ,
出力立ち上がり / 立ち下がり時間拡大による損失増
加に注意する必要があります。
問題のある場合は , 図 1 のようにインバータ増幅
させる方法があります。
図 1. 出力ブースト回路例
SBD
VIN
VCC
SBD
5
6
Out
VCC ≈ 2 × VIN − VD
図 2. ゲート駆動電圧増加方法
14
SDH00006CJB
VOUT
AN8016NSH
■ 応用回路例(つづき)
止
• N-ch. MOSFET を直接駆動の場合の注意点(つづき)
3. パターンレイアウト設計の注意点
低ノイズ・高効率を実現するため , 基板のレイアウトは以下の点に注意して設計してください。
1) グランドラインは極力広い配線を取り , パワー系と分離して接地してください。
2) 大電流系の配線は極力太くしてください。
3) 入力フィルタコンデンサC3は, 極力VCC 端子とGND端子の近くに配置しスイッチングノイズがIC
内部に回り込まないようご設定ください。
4) Out端子とスイッチング素子(トランジスタまたは MOSFET)への配線は, きれいなスイッチング波
形を得るために , なるべく短く行ってください。
5) 出力電圧の検出抵抗 R2 は, 低インピーダンス側を長く配線してください。
(2)
SBD
VOUT
予
8 RB
SS 3
最一定品
新括種
7 GND
Off 4
のし、
情
ht
て
tp 報保保守 V 5
6 Out
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
Q1
(4)
廃
9 OSC
10 FB
VIN
GND
(1)
• 評価ボード
Off
C3
(3)
(5)
SBD
VIN
VOUT
+
保
守
保
24
kΩ
R2
CC
S.C.P. 2
IN− 1
守
AN8016NSH
L1
Q1
C6
B C E
+
C3
GND
R6
R4
C2
C1
C4
R3
C5
R5
R1
R2
AN8016SH
DC-DC CONVERTER BOARD
SDH00006CJB
15
16
守
廃
(0.50)
1
Seating plane
0.50
0.50±0.20
0° to 10°
止
0.20+0.10
-0.05
±0.20
5
±0.10
予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
:// は守品
0.10
1.50
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
保
守
保
+0.10
0.15-0.05
4.30±0.20
6.30±0.30
AN8016NSH
■ 新外形図(単位 : mm)
• SSOP010-P-0225A (鉛フリー)
3.00±0.20
10
6
(1.00)
SDH00006CJB
Seating plane
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(1)
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がって、最終的な設計、ご購入、ご使用に際しましては、事前に最新の製品規格書または仕様書をお求め願い、ご確認
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予
最一定品
新括種
のし、
ht 情て保
tp 報保守
:// は守品
w ホ廃
w
w ー止種、
.s ムと廃
em ペ表
ic ー記予定
on ジし
.p をて品種
an ごい
as 覧ま、
on くす廃品
ic だ。種
.c さ
o. い
を
jp
。
止
(5) 設計に際しては、絶対最大定格、動作保証条件(動作電源電圧、動作環境等)の範囲内でご使用いただきますようお願
いいたします。特に絶対最大定格に対しては、電源投入および遮断時、各種モード切替時などの過渡状態においても、
超えることのないように十分なご検討をお願いいたします。保証値を超えてご使用された場合、その後に発生した機器
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社製品の動作が原因でご使用機器が人身事故、火災事故、社会的な損害などを生じさせない冗長設計、延焼対策設計、
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廃
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また、防湿包装を必要とする製品は、保存期間、開封後の放置時間など、個々の仕様書取り交わしの折に取り決めた
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守
保
保
090506
守
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