lt3487 - ccdバイアス用昇圧/反転スイッチング・レギュレータ3487 g13 1000 900...
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3487f
LT3487
1
CCDバイアス用昇圧/反転
スイッチング・レギュレータ
SWN
15µH 10µH
VIN CAP
549k
FBP
VPOS
VBAT
LT3487
GND
SWP
DN
15µH
324k
47pF
FBN
RUN/SSRUN/SS
VNEG–8V
90mA
100nF
4.7µF
3487 TA01a
100nF
VPOS15V45mA
1µF
2.2µF
22µF
VIN3V TO 12V
LOAD CURRENT (mA)0
EFFI
CIEN
CY (%
)
55
60
65
60 100
3487 TA01b
50
45
4020 40 80
70
75
80POS CHANNEL AT CAP
NEG CHANNEL
POS CHANNELAT VPOS
VIN = 3.6V
特長■ リチウムイオン電池から15V/45mA、-8V/90mAを供給■ 出力の切断■ シーケンシング:正出力がレギュレーションに達した後、負チャネルがスイッチングを開始
■ ショットキー・ダイオードを内蔵■ 2MHz固定スイッチング周波数■ チャネル当り1個の抵抗だけで出力電圧を設定■ VIN範囲:2.3V~16V ■ 出力電圧:最大28V■ 短絡耐性■ コンデンサでプログラム可能なソフトスタート■ 独立したVBATピンにより、電力回路と制御回路に別の電源を使用可
■ 10ピン(3mm×3mm)DFNパッケージで供給
アプリケーション■ CCDのバイアス ■ TFT LCDのバイアス■ OLEDのバイアス ■ オペアンプ用に正負の電源電圧を発生、LT、LTCおよびLTMはリニアテクノロジー社の登録商標です。
他のすべての商標はそれぞれの所有者に所有権があります。
概要LT®3487デュアルチャネル・スイッチング・レギュレータはCCD撮像素子をバイアスする正負の出力を発生します。リチウムイオン電池から-8V/90mAおよび15V/45mA
を供給するので、多くの普及しているCCD撮像素子をバイアスすることができます。この昇圧レギュレータは出力切断機能を内蔵しており、標準的昇圧構成に存在するVINから出力負荷へのDC電流経路がありません。スイッチング周波数が2MHzなので、小型で高さの低いコンデンサとインダクタを使用したCCDソリューションが可能で、フィルタ処理しやすい低ノイズの出力を発生します。ショットキー・ダイオードは内蔵されており、出力電圧はチャネル当たり1個の抵抗で設定されますので、外付け部品点数が少なくてすみます。
インテリジェント・ソフトスタートにより、1個のコンデンサを使って2つのチャネルをシーケンシャルにソフトスタートさせることができます。正チャネルのランプの後に負チャネルの出力ランプが始まるように、ソフトスタートのシーケンスが制御されます。また、内部のシーケンシング回路により、正チャネルがその最終値の87%に達するまで負チャネルはディスエーブルされますので、2つの出力の和は常に正になります。
LT3487は10ピン(3mm×3mm)DFNパッケージで供給されます。
標準的応用例変換効率
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LT3487
3487f
2
ORDER PART NUMBER DD PART MARKING
より広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社へお問い合わせください。
LBXBLT3487EDD
PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS
Operating Voltage Range 2.3 16 V
Quiescent Current RUN/SS = 3V, Not Switching RUN/SS = 0V
3.7 5.3
5 8
mA µA
RUN/SS Voltage Threshold (Full Current) (Note 3) 1.6 V
RUN/SS Voltage Threshold (Shutdown) ● 100 160 mV
RUN/SS Pin Current RUN/SS = 0V (Note 4) 1 1.4 2 µA
FBP (Positive Channel) Pin Voltage ● 1.19 1.23 1.27 V
FBN (Negative Channel) Pin Voltage ● –7 3 12 mV
FBP Pin Voltage Line Regulation 0.007 %/V
FBN Pin Voltage Line Regulation 0.001 mV/V
FBP Pin Bias Current ● 24.4 25 25.6 µA
FBN Pin Bias Current ● 24.4 25 25.6 µA
FBP Threshold (Percent of Final Value) to Start Negative Channel
87 90 %
Switching Frequency 1.85 2 2.15 MHz
Maximum Duty Cycle ● 87 93 %
Positive Channel Switch Current Limit (Note 5) ● 750 920 mA
Negative Channel Switch Current Limit (Note 5) ● 900 1090 mA
Positive Channel VCESAT ISWP = 400mA 280 mV
Negative Channel VCESAT ISWN = 600mA 340 mV
TOP VIEW
11
DD PACKAGE10-LEAD (3mm × 3mm) PLASTIC DFN
10
9
6
7
8
4
5
3
2
1 VPOS
FBP
RUN/SS
FBN
VIN
CAP
SWP
VBAT
SWN
DN
θJA = 43°C/W, θJC = 3°C/WEXPOSED PAD (PIN 11) IS GND, MUST BE CONNECTED TO PCB
Order Options Tape and Reel: Add #TR Lead Free: Add #PBF Lead Free Tape and Reel: Add #TRPBFLead Free Part Marking: http://www.linear.com/leadfree/
絶対最大定格(Note 1) VIN電圧 ................................................................................16V VBAT電圧 ..............................................................................16V SWP、SWNの電圧 ................................................................32V CAP、VPOS .............................................................................30V DN電圧 ..............................................................................-32V RUN/SS電圧 ...........................................................................8V FBP電圧 .................................................................................6V FBN電圧 ...................................................................-0.2V~6V 最大接合部温度..............................................................125℃ 動作温度範囲.....................................................-40℃~85℃ 保存温度範囲...................................................-65℃~125℃
パッケージ/発注情報
電気的特性●は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA=25℃での値。注記がない限り、VIN = 3.6V、VBAT = 3.6V。
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3487f
LT3487
3
PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS
Schottky DP Forward Drop ISWP = 400mA 1045 mV
Schottky DN Forward Drop ISWN = 600mA 980 mV
Disconnect PNP VCE IVPOS = 50mA 205 mV
Disconnect Current Limit VCAP = 15V, VPOS = 0V 100 155 mA
VCAP – VBAT to Disconnect VBAT = 3.6V, VPOS = 0V, ICAP < 100µA 1.2 1.6 V
Disconnect Leakage VBAT = 3.6V, CAP = 3.6V, VPOS = 0V 0.1 1.0 µA
シャットダウン時の消費電流インバータをイネーブルする正出力 FBP電圧
TEMPERATURE (°C)–50 –25
0
QUIE
SCEN
T CU
RREN
T (µ
A)
4
10
0 50 75
3487 G01
2
8
6
25 100 125TEMPERATURE (°C)
–50 –2550
PERC
ENTA
GE O
F FI
NAL
FBP
VOLT
AGE
(%)
70
100
0 50 75
3487 G02
60
90
80
25 100 125TEMPERATURE (°C)
–501.200
V FBP
(V)
1.225
1.250
1.275
1.300
–25 0 25 50
3487 G03
75 100 125
電気的特性●は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA=25℃での値。注記がない限り、VIN = 3.6V、VBAT = 3.6V。
Note 1: 絶対最大定格に記載された値を超すストレスはデバイスに永続的損傷を与える可能性がある。長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に悪影響を与える可能性がある。
Note 2: LT3487Eは0℃~85℃の温度範囲で規定性能に適合することが保証されている。-40℃~85℃の動作範囲での仕様は設計、特性評価および統計学的なプロセス・コントロールとの相関で確認されている。
Note 3: 設計によって保証されているが、直接テストはされない。
Note 4: 電流はピンから流れ出す。
Note 5: 電流制限は設計および静的テストとの相関によって保証されている。高いデューティ・サイクルではスロープ補償により電流制限が低下する。
標準的性能特性
![Page 4: LT3487 - CCDバイアス用昇圧/反転スイッチング・レギュレータ3487 G13 1000 900 –25 0 50 850 800 1200 1100 1050 950 75 100 125 NEG CHANNEL POS CHANNEL DUTY CYCLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081601/61217ae87ef853083413dc31/html5/thumbnails/4.jpg)
LT3487
3487f
4
正チャネルのスイッチのVCE(SAT)
正チャネルのショットキー・ダイオードのI-V特性
負チャネルのショットキー・ダイオードのI-V特性 出力切断の電圧降下(50mA負荷)
負チャネルのスイッチのVCE(SAT)
FBN電圧 FBPバイアス電流 FBNバイアス電流
TEMPERATURE (°C)–50
V FBN
(mV)
7.5
25
3487 G04
0
–5.0
–25 0 50
–7.5
–10.0
10.0
5.0
2.5
–2.5
75 100 125TEMPERATURE (°C)
–5024.0
I FBP
(µA)
24.5
25.0
25.5
26.0
–25 0 25 50
3487 G05
75 100 125TEMPERATURE (°C)
–5024.0
I FBN
(µA)
24.5
25.0
25.5
26.0
–25 0 25 50
3487 G06
75 100 125
SWITCH CURRENT (mA)0
0POSI
TIVE
SW
ITCH
SAT
URAT
ION
VOLT
AGE
(mV)
100
200
300
400
500
100 200 300 400
3487 G07
500 600SWITCH CURRENT (mA)
00NE
GATI
VE S
WIT
CH S
ATUR
ATIO
N VO
LTAG
E (m
V)
100
300
400
500
200 400 500 900
3487 G08
200
100 300 600 700 800SCHOTTKY FORWARD DROP (mV)
6000PO
SITI
VE S
CHOT
TKY
FORW
ARD
CURR
ENT
(mA)
100
200
300
400
700 800 900 1000
3487 G09
500
600
650 750 850 950
SCHOTTKY FORWARD DROP (mV)600
NEGA
TIVE
SCH
OTTK
Y FO
RWAR
D CU
RREN
T (m
A)
400
600
1000
3487 G10
200
0700 800 900650 750 850 950
800
300
500
100
700
TEMPERATURE (°C)–50
100
V CAP
– V
POS
(mV)
150
200
250
300
–25 0 25 50
3487 G11
75 100 125
VCAP – VBAT (V)0
100
120
140
10
3487 G20
80
60
2.5 5 7.5 12.5
40
20
0
I CAP
(mA)
VCAP – VPOS = 500mVTA = 25°C
最大切断電流
標準的性能特性
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3487f
LT3487
5
TEMPERATURE (°C)–50
I RUN
/SS
(µA)
2.0
2.5
3.0
25 75
3487 G16
1.5
1.0
–25 0 50 100 125
0.5
0
VIN (V)2
0
RUN/
SS P
IN C
URRE
NT (µ
A)
0.5
1.0
1.5
2.0
4 6 8 10
3487 G17
12 14 16
出力切断電流制限 スイッチ電流制限スイッチ電流制限とデューティ・サイクル
スイッチ電流制限とRUN/SS電圧(55%デューティ・サイクル)
シャットダウン時のRUN/SSピン電流
シャットダウン時のRUN/SSピン電流とVIN
UVLO電圧
TEMPERATURE (°C)–50
100
CURR
ENT
LIM
IT (m
A)
125
150
175
200
–25 0 25 50
3487 G12
75 100 125
VCAP = 15VVBAT = 3.6VVPOS = 0V
TEMPERATURE (°C)–50
CURR
ENT
LIM
ITS
(mA)
1150
25
3487 G13
1000
900
–25 0 50
850
800
1200
1100
1050
950
75 100 125
NEG CHANNEL
POS CHANNEL
DUTY CYCLE (%)0
0
CURR
ENT
LIM
ITS
(mA)
200
400
600
800
1000
1200
20 40 60 80
3487 G14
100
NEG CHANNEL
P0S CHANNEL
RUN/SS (mV)0
0
CURR
ENT
LIM
ITS
(mA)
200
400
600
800
1000
250 500 750 1000
3487 G15
1250 1500
NEG CHANNEL
P0S CHANNEL
TEMPERATURE (°C)–50 –25
2.0
UVLO
(V)
2.2
2.5
0 50 75
3487 G18
2.1
2.4
2.3
25 100 125TEMPERATURE (°C)
–50
V RUN
/SS
(mV)
200
250
300
25 75
3487 G19
150
100
–25 0 50 100 125
50
0
RUN/SSのシャットダウン・スレッショルド
標準的性能特性
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LT3487
3487f
6
ピン機能CAP(ピン1):切断用PNPのエミッタおよび正電圧用ショットキーのカソード。中間の正(昇圧)出力として機能します。昇圧用出力コンデンサをこのピンに接続します。
SWP(ピン2):正チャネルのスイッチ・ピンおよびショットキー・ダイオードのアノード。昇圧インダクタをこのピンに接続します。
VBAT(ピン3):バッテリ電圧。 このピンは昇圧インダクタの電源電圧に接続します。切断のドライブ電流はこのピンに戻ります。CAPがVBATより1.2V上の電圧に下がるまで、切断機能は動作します。
SWN(ピン4):負(反転)チャネルのスイッチ・ピン。インバータ入力のインダクタとフライング・コンデンサをここに接続します。
DN(ピン5):インバータ用の内蔵ショットキー・ダイオードのアノード。インバータ出力のインダクタとフライング・コンデンサをここに接続します。
VIN(ピン6):入力電源ピン。VINはLT3487の制御回路に電力を供給するのに使われます。このピンは、X5RまたはX7Rのタイプのセラミック・コンデンサを使ってローカルにバイパスする必要があります。
FBN(ピン7):インバータ用帰還ピン。このピンからVNEG
に帰還抵抗R2を接続します。次式に従ってR2を選択します。
RV
µANEG2
25= –
安定化された状態ではピン電圧は0Vになります。
RUN/SS(ピン8):実行/ソフトスタート・ピン。オープン・ドレインのトランジスタに接続します。このトランジスタはRUN/SSから1.4µAをシンクする必要があります。デバイスをシャットダウンするには100mVより下に引き下げます。コンデンサをRUN/SSからグランドに接続して、ソフトスタート機能をプログラムします。ソフトスタートは昇圧チャネルをゆっくり安定化させてから、インバータをゆっくり立ち上げます。両方のチャネルが最大電流に達することができるようにするには、RUN/SSは1.6Vを超える必要があります。ソフトスタートが不要であれば、このピンをロジック信号でドライブすることができますが、RUN/SSの電圧はVINより下に留まる必要があります。
FBP(ピン9):昇圧用帰還ピン。昇圧用帰還抵抗R1をFBPからCAPに接続します。次式に従ってR1を選択します。
RV
µAPOS1
1 2325
=– .
安定化された状態ではピン電圧は1.23Vになります。
VPOS(ピン10):昇圧チャネルの出力ピン。VPOSは出力切断用PNPのコレクタです。昇圧負荷をVPOSに接続します。安定性のため、コンデンサC5をCAPとVPOSのあいだに接続します。
露出パッド(ピン11):GND。最適熱性能を得るには、パッケージの下の複数のビアを通してグランドに直接接続します。
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3487f
LT3487
7
図1.ブロック図
–
+A2
–
+
A3VCN –
+A4
–
+A149.2k
VCP
RX1
S Q
DP
Q1Q3
DN
DISCONNECTPNP ANTISAT
RAMPGENERATOR
2MHzOSCILLATOR
1.25V
CAP
C5
VPOS
VBAT
C4
SWP
VBAT
L1
R
Q2
X2
S Q
+3
10
GND11
SWN
VBAT
4
DN5
1
2R1
RAMPGENERATOR
C2
VNEG
3487 BD
C3
L2
L3
+160mV
49.2k
1.4µA
VINVBAT
VREF1.23V
6
FBP
CAP
9
RUN/SS8
FBN
VNEG
7
C1
C6
M1
RUN
R2C7
–+
Σ
Σ
ブロック図
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LT3487
3487f
8
図2.スイッチング波形
VSWP20V/DIV
VSWN20V/DIV
ISWN100mA/DIV
200ns/DIV 3487 F02VIN = 3.6VVPOS = 15V, 25mAVNEG = –8V, 50mA
ILI100mA/DIV
アプリケーション情報
動作LT3487は固定周波数の電流モード制御方式を使って、すぐれたライン・レギュレーションとロード・レギュレーションを実現します。図1のブロック図を参照すると動作をよく理解できます。発振器の各サイクルの開始点で、SRラッチX1がセットされ、パワー・スイッチQ1をオンします。スイッチ電流に比例した電圧が安定化ランプに加算され、その和がPWMコンパレータA2のプラス端子に与えられます。この電圧がA2のマイナス入力のレベルを超すと、SRラッチX1がリセットされ、パワー・スイッチQ1
をオフします。A2のマイナス入力のレベルは誤差アンプA1によって設定され、帰還電圧と1.23Vのリファレンス電圧の差を単に増幅したものです。このようにして、誤差アンプは正しいピーク電流レベルを設定し、出力を安定化された状態に保ちます。誤差アンプの出力が増加すると出力に供給される電流が増加します。誤差アンプの出力が減少すると供給される電流が減少します。2番目のチャネルは反転コンバータです。基本動作は正チャネルと同じです。SRラッチX2も発振器の各サイクルの開始点でセットされます。パワー・スイッチQ2はQ1と同時にオンします。Q2は自己の帰還ループに基づいてオフします。この帰還ループは誤差アンプA3とPWMコンパレータA4で構成されています。この負チャネルの基準電圧はグランドです。VCPとVCNの電圧クランプ(示されていません)によって電流が制限されます。標準的負荷条件でのスイッチング波形を図2に示します。
出力切断用パス・トランジスタとしてPNPのQ3が使われています。Q3はシャットダウン時に負荷を入力から切断します。
CAPがVBAT電圧より標準で1.2V、ワーストケースで1.6V
(低温時)上にある限り、飽和防止ドライバがQ3を飽和領域の端に保ちます。出力切断用PNPのドライブ電流はVBATピンに戻ります。これにより、CAP電圧がVBATの1.2V上より下に下がると、パス・トランジスタがオフすることができます。VBATピンにより、電力回路(インダクタL1とL2)と制御回路(VINピン)が異なる電源から電力供給を受けるアプリケーションが可能になります。
インダクタの選択LT3487の昇圧チャネルには、10µHのインダクタを推奨します。反転チャネルにはカップリングされていない15µH
のインダクタまたはカップリングされた10µHのインダクタを使うことができます。LT3487のほとんどのアプリケーションではサイズを小さくすることと高い効率が主要な関心事です。2MHzでコア損失とDCR(銅線抵抗)の小さなインダクタがLT3487のアプリケーションには適しています。インダクタのDCRはそのチャネルのスイッチのオン抵抗の半分程度にします。このカテゴリーに入る小型インダクタをいくつか表1に示します。
表1.推奨インダクタ PART NUMBER
INDUCTANCE
(μH)
DCR (Ω)
CURRENT RATING
(mA)
MANUFACTURERDB318C-A997AS-100M
10 0.18 580 Toko www. tokoam.com
CDRH3D18-100 CDRH2D18HP-100 CDRH3D23-100 CDRH2D18/HP-150 CDRH3D18-150 CDRH3D23-150
10 10 10 15 15 15
0.205 0.245 0.117 0.345 0.301 0.191
900 850 850 700 750 700
Sumida www.sumida.com
コンデンサの選択セラミック・コンデンサはサイズが小さいので、LT3487
のアプリケーションに適しています。X5RとX7Rのタイプのセラミック・コンデンサは、Y5VやZ5Uなど他のタイプに比べて広い電圧範囲と温度範囲で容量を維持するので推奨します。ほとんどのLT3487アプリケーションでは1µFの入力コンデンサで十分です。安定性のために必要な出力コンデンサはアプリケーションに依存します。リチウムイオン電池から+15Vと-8Vを供給する標準的アプリケーションでは、正チャネルには4.7µFの出力コンデンサ、負チャネルには少なくとも10µFのコンデンサが必要です。
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3487f
LT3487
9
表4.推奨ショットキー・ダイオード
PART NUMBER
FORWARD CURRENT (mA)
FORWARD VOLTAGE DROP (V)DIODE CAPACITANCE
(pF at 10V)
MANUFACTURERPMEG2010AEB 1000 0.51 7.5 Philips
www.semiconductors.philips.com
CMDSH2-3 200 0.49 15 Central Semiconductor www.centralsemi.com
RSX051VA-30 500 0.35 30 ROHM www.rohm.com
ZHCS400 400 0.425 18 Zetex www.zetex.com
アプリケーション情報表2.推奨セラミック・コンデンサ・メーカー
MANUFACTURER PHONE URLTaiyo Yuden (408) 573-4150 www.t-yuden.com
Murata (814) 237-1431 www.murata.comKemet (408) 986-0424 www.kemet.com
突入電流LT3487は内蔵ショットキー・ダイオードを使用しています。電源電圧がVINピンに突然加わると、VINとVCAPの電圧差によって突入電流が発生し、入力からインダクタL1
と内蔵ショットキー・ダイオードDPを通って流れ、昇圧用出力コンデンサC4を充電します。反転チャネルの場合、入力からインダクタL2の経路を通って流れ、フライング・コンデンサC2を充電し、内蔵ショットキー・ダイオードDNを通って戻ってくる同様の突入電流があります。LT3487に内蔵されているショットキー・ダイオードが耐えられる最大電流は2Aです。ピーク突入電流が2A以下になるようにインダクタとコンデンサの値を選択します。ピーク突入電流は次式から計算できます。
IV
Le SINP
IN=
– .
•• • arctan
– •arctan0 6ω
αω
ωα ωω
α
α
ω
= +
=
rL
L Cr
L
1 52
1
4 2
.•
•–
•
ここで、Lはインダクタンス、rはインダクタの抵抗値、Cは出力の容量です。DCRの低いインダクタの場合(このアプリケーションでは普通そうなっています)、ピーク突入電流は次のように簡略化することができます。
IV
LeP
IN=
– .
••
– •0 6 2ω
αω
π
部品選択のいくつかの場合について、ピーク突入電流を表3に示します。入力電圧がゆっくり立ち上がる場合、突入電流について心配する必要がないことに注意してください。
表3.ピーク突入電流VIN (V) R (Ω) L (μH) C (μF) IP (A)
5 0.18 10 4.7 1.445 0.235 15 2.2 1.06
3.6 0.18 10 4.7 0.9793.6 0.245 10 4.7 0.9583.6 0.345 15 2.2 0.704
外付けダイオードの選択前述のとおり、LT3487はショットキー・ダイオードを内蔵しています。ほとんどの昇圧アプリケーションにはショットキー・ダイオードDPで十分です。ただし、高電流インバータ・アプリケーションでは、適切に選択された外付けショットキー・ダイオードをDNと並列に接続すると効率を改善することができます。外付けダイオードの選択では、順方向電圧降下とダイオード容量の両方を考慮する必要があります。電流定格が高いショットキー・ダイオードほど一般に順方向電圧降下が低く、容量が大きいので、2MHzのスイッチング周波数で大きなスイッチング損失を生じる可能性があります。いくつかの推奨ショットキー・ダイオードを表4に示します。
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LT3487
3487f
10
図3a.ソフトスタート・コンデンサなしの場合のVRUN/SS、VPOS、VNEG、IIN
図3b.10nFのソフトスタート・コンデンサの場合のVRUN/SS、VPOS、VNEG、IIN
図3c.100nFのソフトスタート・コンデンサの場合のVRUN/SS、VPOS、VNEG、IIN
VRUN/SS2V/DIV
IIN1A/DIV
VPOS10V/DIV
VNEG10V/DIV
500µs/DIV 3487 F03a
VRUN/SS2V/DIV
IIN500mA/DIV
VPOS10V/DIV
VNEG10V/DIV
2ms/DIV 3487 F03b
VRUN/SS2V/DIV
IIN200mA/DIV
VPOS10V/DIV
VNEG10V/DIV
10ms/DIV 3487 F03c
アプリケーション情報
出力電圧の設定LT3487には精確な帰還抵抗が内蔵されており、各チャネルの帰還電流を25µAに設定するように調整されています。各チャネルの出力電圧を設定するのに1個の抵抗だけが必要です。出力電圧は次式に従って設定することができます。
RV
µA
RV
µA
POS
NEG
11 23
25
225
=
=
– .
–
精度を保つには高精度抵抗を使用します(1%抵抗を推奨します)。
ソフトスタートLT3487は両チャネル用に単一のソフトスタート制御を備えています。RUN/SSピンには1.4µAの電流源から電流が供給されます。RUN/SSピンからグランドにコンデンサを接続して、ソフトスタートのランプをプログラムすることができます。LT3487をシャットダウンするには、オープン・ドレインのトランジスタを使ってこのピンを“L”に引き下げます。トランジスタが1.4µAをシンクするのを止めると、コンデンサの充電が開始されます。RUN/SSピンが160mVまで充電されると、デバイスはスタートアップします。VCPノードの電圧はRUN/SSの電圧に追従してランプアップを続け、正チャネルがゆっくりスタートアップするのを保証します。VCNノードはランプ電圧からVBEだけ下がって追従します。これにより、負チャネルは必ず正チャネルの後にスタートアップし、しかも出力がゆっくりランプして、大きなスタートアップ電流を防ぎます。
起動シーケンシングLT3487には内部にシーケンシング回路も備わっており、昇圧チャネルの帰還電圧が約1.1V(最終電圧の87%)に達するまで負チャネルが動作するのを禁じて、2つの出力の和が常に正になるようにします。
ソフトスタート・コンデンサのサイズに依存して、負チャネルをスタートアップさせることができる2つの方法があります。ソフトスタート・コンデンサがないか、または非常に小さいと、負チャネルは正出力がその最終値の87%に達したとき起動します。十分大きなソフトスタートが使われると、正チャネルが安定化するポイントを過ぎても、RUN/SS電圧が負チャネルをクランプし続けます。ソフトスタートなし、小さなソフトスタート・コンデンサ付き、および大きなソフトスタート・コンデンサ付きの起動シーケンシングを図3に示します。
出力の切断出力の切断にはPNPトランジスタが使われており、このトランジスタを常に飽和領域の端に保つようにベース電流を変化させる回路に接続されているので、VCE(SAT)
と低消費電流のあいだで最善の妥協が実現されます。安定に保つため、この回路にはVPOSピンとCAPピンのあいだ、またはVPOSピンとグランドのあいだに接続されたバイパス・コンデンサが必要です。少なくとも0.1µFのセラミック・コンデンサを選択すれば十分です。PNPは210mV
以下のVCEで50mAの負荷電流をサポートできることを図4は示しています。切断用トランジスタは電流制限されており、短絡状態で最大155mAを供給します。
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3487f
LT3487
11
図4.出力切断のVCEとI
図5.VPOSピンとCAPピンを使った帰還接続
DISCONNECT CURRENT (mA)0
0
DISC
ONNE
CT S
ATUR
ATIO
N VO
LTAG
E (m
V)
50
100
150
200
250
300
20 40 60 80
2400 G31
100
SWN
VIN CAP
FBP
VPOS
VBAT
LT3487
GND
SWP
DN
FBN
RUN/SS
3487 F05
VPOS
SWN
VIN CAP
FBP
VPOS
VBAT
LT3487
GND
SWP
DN
FBN
RUN/SS VPOS
アプリケーション情報
帰還ノードの選択正チャネルの帰還抵抗R1はVPOSピンまたはCAPピンに接続することができます(図5を参照)。VPOSピンの安定化により、出力切断回路両端の電圧降下によって生じる出力オフセットが除去されます。ただし、VPOSピンの短絡事故の場合、LT3487はFBPピンの電圧が低いのでスイッチングを継続します。この開ループ状態で動作しているあいだ、CAPピンの電圧上昇は出力切断回路の電流制限によってだけ制限されます。最悪条件のパラメータの場合、この電圧は、リチウムイオン電池のアプリケーションでは18Vに達する可能性があります。VPOSピンから安定化している場合、VINの高いアプリケーションでは注意が必要です。短絡状態が解消すると、VPOSピンはCAP
ピンの電圧に跳ね上がり、コンデンサの電圧が安定化状態に下がるまで、プログラムされた出力電圧を超える可能性があります。
これはLT3487には無害ですが、短絡の発生が予想される場合は外部回路の関連でこのことを検討しておく必要があります。CAPピンを安定化すると、VPOSピンの電圧は短絡発生後も設定された出力電圧を超えることはありません。ただし、この構成設定では出力切断両端の電圧降下を補償しないので、出力電圧は帰還抵抗によって設定された電圧よりわずかに低くなります。CAPピンを帰還ノードとして使うと、(図4のVDISCを使って)次式に従って出力電圧を設定することによって、この電圧降下(VDISC)に対処することができます。
RV
µADISC1
1 2325
=+VPOS – .
VBAT VBATピンはLT3487の新技術で、広い範囲のアプリケーションで出力切断動作を可能にします。VBATピンにより、デバイスはCAPがVBATの1.2V上より下になるまでオン状態に留まります。これにより、負バイアスが放電する前に正バイアスが下がらないことが保証されます。アプリケーションによっては、VINとは異なる電源からインダクタに電力を供給すると都合が良いことがあります。この場合、インダクタに電力を供給する電源にVBATを接続して、適切な切断動作を可能にします。たとえば、車載システムでは、12Vバッテリから3.3Vを発生させる降圧レギュレータが既に存在するかもしれません。LT3487を使うと、ユーザーはVINには3.3V電源から電力を供給し、VBATピンとインダクタにはバッテリから直接電力を供給して、効率を上げることができます。
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LT3487
3487f
12
図6.推奨部品配置
VNEG
VIN
VBAT
VPOS
RUN
3487 F06
FBP
CAP
L1 L1
L3U1
C5 C8 R1
C6
C4
M1
C2C1
R2C7
アプリケーション情報デバイスがシャットダウンするとき、CAPノードがVBAT
プラス1.2V(この場合は13.2V)より下に下がると直ちに出力負荷は12V電源から遮断されます。VBATピンはLT3487の動作範囲より低い(2セル・アルカリ電池のような)2V電源を使っているシステムにも有用です。低電圧動作向けに設計されている昇圧コンバータによってLT3487のVINピンに3.3Vを供給することができ、インダクタとVBATには依然2V電源から電力を供給することができます。シャットダウン時には、3.3V電源はオフしますが、CAPが3.2Vより下に下がると直ちに出力切断により出力負荷が切り離されます。
基板レイアウトの検討事項すべてのスイッチング・レギュレータの場合と同様、PCB
基板のレイアウトと部品配置には細心の注意が必要です。効率を最大にするため、スイッチの立上り時間と立下り時間はできるだけ短くします。電磁干渉(EMI)の問題を防ぐには、高周波数のスイッチング経路の適切なレイアウトが不可欠です。SWPピンとSWNピンの電圧信号の立上り時間と立下り時間は数ナノ秒です。SWPピンとSWNピンに接続されるすべてのトレースの長さと面積をできるだけ小さくし、常にスイッチング・レギュレータの下のグランド・プレーンを使ってプレーン間の結合を小さく抑えます。推奨部品配置を図6に示します。
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3487f
LT3487
13
VPOSの負荷ステップに対する応答 VNEGの負荷ステップに対する応答
+15Vと-8Vの昇圧と反転のCCDバイアス
SWN
L215µH
L110µH
VIN CAPR1549k
FBP
VPOS
VBAT
LT3487
GND
SWP
DN
L315µH
R2 324k
C7 47pF
FBN
RUN/SSRUN/SS
VNEG–8V
90mA
C6100nF
C44.7µF
3487 TA02a
C5100nF
VPOS15V45mA
C11µF
C22.2µF
C322µF
VIN3V TO 12V
C1: TAIYO YUDEN EMK212BJ105MGC2: TAIYO YUDEN TMK212BJ225MGC3: TAIYO YUDEN TMK325BJ226MMC4: TAIYO YUDEN TMK316BJ475ML-TRL1: TOKO DB318C-A997AS-100ML2, L3: SUMIDA CDRH2D18/HP-150NC
VPOS100mV/DIV
AC-COUPLED
45mAIPOS 15mA
100µs/DIV 3487 TA02bVIN = 3.6V
VNEG20mV/DIV
AC-COUPLED
–50mAINEG
–90mA
100µs/DIV 3487 TA02cVIN = 3.6V
正チャネルの応答は安定しているが、減衰がわずかに小さい。位相リード・コンデンサ(C8)を追加してさらに理想的な位相マージンを与えることができる。
VPOSの負荷ステップに対する応答(位相リード・コンデンサ付き)
VPOS100mV/DIV
AC-COUPLED
45mAIPOS15mA
100µs/DIV 3487 TA02dVIN = 3.6V
CAPR2549k
C810pF
FBP3487 TA02e
標準的応用例
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LT3487
3487f
14
+15Vと-8Vの低VINのCCDバイアス
SWN
L215µH
L110µH
VIN CAPR1549k
FBP
VPOS
VBAT
LT3487
GND
SWP
DN
L315µH
R2 324k
C7 33pF
FBN
RUN/SSRUN/SS
VNEG–8V
80mA
C6100nF
C44.7µF
C1: TAIYO YUDEN EMK212BJ105MGC2: TAIYO YUDEN EMK212BJ225MD-TRC3: TAIYO YUDEN TMK325BJ226MMC4: TAIYO YUDEN TMK316BJ475ML-TRL1: TOKO DB318C-A997AS-100ML2, L3: SUMIDA CDRH2D18/HP-150NC
3487 TA03
C5100nF
C815pF
VPOS15V40mA
C11µF
C22.2µF
C322µF
VIN2.7V TO 5V
+15Vと-8Vの昇圧とチャージポンプのCCDバイアス
SWN
L215µH
L110µH
VIN CAPR1549k
FBP
VPOS
VBAT
LT3487
GND
SWP
DN
D1
R2 324k
C7 20pF
FBN
RUN/SSRUN/SS
VNEG–8V
90mA
C6100nF
C44.7µF
C1: TAIYO YUDEN EMK212BJ105MGC2: TAIYO YUDEN TMK212BJ225MGC3: TAIYO YUDEN EMK316BJ106MLC4: TAIYO YUDEN TMK316BJ475ML-TRD1: PHILIPS PMEG2010AEBL1: TOKO DB318C-A997AS-100ML2, L3: SUMIDA CDRH2D18/HP-150NC
3487 TA04
C5100nF
VPOS15V45mA
C11µF
C22.2µF
C310µF
VIN3V TO 12V
標準的応用例
![Page 15: LT3487 - CCDバイアス用昇圧/反転スイッチング・レギュレータ3487 G13 1000 900 –25 0 50 850 800 1200 1100 1050 950 75 100 125 NEG CHANNEL POS CHANNEL DUTY CYCLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081601/61217ae87ef853083413dc31/html5/thumbnails/15.jpg)
3487f
LT3487
15
DDパッケージ10ピン・プラスチックDFN (3mm×3mm)
(Reference LTC DWG # 05-08-1699)
3.00 ±0.10(4 SIDES)
NOTE:1. DRAWING TO BE MADE A JEDEC PACKAGE OUTLINE M0-229 VARIATION OF (WEED-2).
CHECK THE LTC WEBSITE DATA SHEET FOR CURRENT STATUS OF VARIATION ASSIGNMENT2. DRAWING NOT TO SCALE3. ALL DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS4. DIMENSIONS OF EXPOSED PAD ON BOTTOM OF PACKAGE DO NOT INCLUDE MOLD FLASH. MOLD FLASH, IF PRESENT, SHALL NOT EXCEED 0.15mm ON ANY SIDE5. EXPOSED PAD SHALL BE SOLDER PLATED6. SHADED AREA IS ONLY A REFERENCE FOR PIN 1 LOCATION ON THE
TOP AND BOTTOM OF PACKAGE
0.38 ± 0.10
BOTTOM VIEW—EXPOSED PAD
1.65 ± 0.10(2 SIDES)
0.75 ±0.05
R = 0.115TYP
2.38 ±0.10(2 SIDES)
15
106
PIN 1TOP MARK
(SEE NOTE 6)
0.200 REF
0.00 – 0.05
(DD10) DFN 1103
0.25 ± 0.05
2.38 ±0.05(2 SIDES)
RECOMMENDED SOLDER PAD PITCH AND DIMENSIONS
1.65 ±0.05(2 SIDES)2.15 ±0.05
0.50BSC
0.675 ±0.05
3.50 ±0.05
PACKAGEOUTLINE
0.25 ± 0.050.50 BSC
リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は一切負いません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料はあくまでも参考資料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。
パッケージ寸法
パッケージの外形
推奨する半田パッドのピッチと寸法
ピン1のトップ・マーキング(NOTE 6を参照)
露出パッドの底面NOTE: 1. 図はJEDECパッケージ・アウトラインMO-229のバリエーション(WEED-2)になる予定。 バリエーションの指定の現状についてはLTCのWebサイトのデータシートを参照2. 図は実寸とは異なる3. すべての寸法はミリメートル4. パッケージ底面の露出パッドの寸法にはモールドのバリを含まない。 モールドのバリは(もしあれば)各サイドで0.15mmを超えないこと5. 露出パッドは半田メッキとする6. 網掛けの部分はパッケージのトップとボトムのピン1の位置の参考に過ぎない
![Page 16: LT3487 - CCDバイアス用昇圧/反転スイッチング・レギュレータ3487 G13 1000 900 –25 0 50 850 800 1200 1100 1050 950 75 100 125 NEG CHANNEL POS CHANNEL DUTY CYCLE](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081601/61217ae87ef853083413dc31/html5/thumbnails/16.jpg)
LT3487
3487f
16
+24Vと-16VのLCDバイアス
SWN
L222µH
L115µH
VIN CAPR1931k
FBP
VPOS
VBAT
LT3487
GND
SWP
DN
L322µH
R2 640k
C7 33pF
FBN
RUN/SSRUN/SS
VNEG–16V
26mA
C6100nF
C410µF
C1: TAIYO YUDEN EMK212BJ105MGC2: TAIYO YUDEN TMK212BJ225MGC3: TAIYO YUDEN TMK325BJ226MMC4: TAIYO YUDEN TMK316BJ106KL-TL1: SUMIDA CDRH2D18/HP-150NCL2, L3: TOKO D53LC-A915AY-220M
3487 TA05
C5100nF
C815pF
VPOS24V24mA
C11µF
C22.2µF
C322µF
VIN3V TO 6V
LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2006
0406リニアテクノロジー株式会社〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6秀和紀尾井町パークビル8FTEL 03-5226-7291● FAX 03-5226-0268 ● www.linear-tech.co.jp
標準的応用例
関連製品製品番号 説明 注釈LT1944/LT1944-1 デュアル出力350mA/100mA ISW、固定オフ時間、 VIN:1.2V~15V、VOUT(MAX) = 34V、IQ = 20µA、ISD < 1µA、 高効率DC/DCコンバータ 10ピンMSパッケージ LT1945 デュアル出力、昇圧/インバータ、350mA ISW、 VIN:1.2V~15V、VOUT(MAX) = ±34V、IQ = 40µA、ISD < 1µA、 固定オフ時間、高効率DC/DCコンバータ 10ピンMSパッケージ LT1947 トリプル出力、3MHz、高効率DC/DCコンバータ VIN:2.6V~8V、VOUT(MAX) = ±34V、IQ = 9.5mA、ISD < 1µA、 10ピンMSパッケージ LTC®3450 トリプル出力、550kHz、高効率DC/DCコンバータ VIN:1.4V~4.6V、VOUT(MAX) = ±15V、IQ = 75µA、ISD < 2µA、 DFNパッケージ LT3463/LT3463A デュアル出力、昇圧/インバータ、250mA ISW、 VIN:2.2V~16V、VOUT(MAX) = ±40V、IQ = 2.8mA、ISD < 1µA、 固定オフ時間、高効率DC/DCコンバータ、 DFNパッケージ 内蔵ショットキー・ダイオード付き LT3471 デュアル出力、昇圧/インバータ、1.3A ISW、1.2MHz、 VIN:2.4V~16V、VOUT(MAX) = ±40V、IQ = 2.5mA、ISD < 1µA、 高効率DC/DCコンバータ DFNパッケージ LT3472/LT3472A デュアル出力、昇圧/インバータ、350mA/400mA ISW、 VIN:2.3V~15V、VOUT(MAX) = ±40V、IQ = 40µA、ISD < 1µA、 1.2MHz、高効率DC/DCコンバータ、 DFNパッケージ 内蔵ショットキー・ダイオード付き