lt3513 - tft-lcdパネル向け2mhz高電流5出力レ …...fb5 voltage l 0.61 0.6 0.625 0.63 0.65...

LT3513

�3513fb

標準的応用例

概要特長

アプリケーション

TFT-LCDパネル向け 2MHz高電流

5出力レギュレータ

LT®3513は、大型 TFT-LCDパネルに電力を供給する調整可能な 5出力スイッチング・レギュレータです。38ピンの 5mm × 7mm QFN パッケージで供給されるこのデバイスは、3.3Vまたは 5Vのロジック電源を生成するとともに、TFT-LCDパネルに必要なトリプル出力電源を生成します。また、内部リニア･レギュレータによってドライブされる外付け NPNを追加することにより、より低電圧の補助ロジック電源を生成することもできます。降圧レギュレータは最大 1.2Aの電流で低電圧出力VLOGICを供給し、4.5V～ 30Vの広い入力範囲で動作可能です。高電力の昇圧コンバータ、比較的低電力の昇圧コンバータ、反転コンバータにより、LCD パネルに必要な 3つの出力電圧 AVDD、VON、VOFFを個別に供給します。ハイサイド PNPは VON信号を遅延付きでオンし、最大 30mAを処理できます。保護回路により、4 つの出力のいずれかが設定電圧を 10%以上下回ると、VONがディスエーブルされます。

n 車載TFT-LCDディスプレイn 大型TFT-LCDデスクトップ・モニタn フラット・パネルTV

n 入力電圧範囲： 4.5V～30Vn 4個のスイッチを内蔵： 2.2A降圧スイッチ、1.5A昇圧スイッチ、0.25A昇圧スイッチ、0.25A反転スイッチ（最小電流制限を保証）

n 外付けNPN LDOのドライバn 固定周波数、低ノイズ出力n 降圧用のインダクタ電流センスn 全出力にソフトスタート機能搭載n 外部設定可能なVON遅延n 3個のショットキー・ダイオードを内蔵n PGOODピンによるAVDD出力切断n PanelProtect™ 回路により、フォールト時にVONをディス

エーブルn 熱特性が改善された38ピン5mm × 7mm QFNパッケージ

起動時波形

AVDD 10V/DIV

RUN/SS 2V/DIVVLOGIC 5V/DIV

IIN(AVG) 1A/DIV

VOFF 10V/DIV

VE3 20V/DIV

VON 20V/DIV

5ms/DIV 3513 TA01b

L、LT、LTC、LTMはリニアテクノロジー社の登録商標です。 PanelProtectはリニアテクノロジー社の商標です。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。

VC1

7.5k 4.7k

2.7nF 4.7nF

10µF

VLDO3.3V0.5A

VLOGIC5V

0.5A

VOFF–10V

20mA

VIN8V TO 16V

22µF

4.7µH 0.22µF47nF 15nF 15nF 15nF

VON22V20mA

2.2µF

VC3

30k

165k

232k

10k

1.5nF

VC2VC1 GND

13k

2.2nF

VC4

VIN

VLOGIC5V

LDOPWR

LT3513

UVLO SW2

2.2µF

FB5 FB3BD

FB1SENSE–SENSE+SW1

BOOSTBIAS

SW36.8µH

42.2k

10k

30.1k

10k

69.8k

10µH

0.47µF

10k

60.4k

178k 53.6k 100k

10k

10µF

10µH

AVDD8V

80mA

10µF

0.47µF

NFB4

D4

SW4

RUN-SS3/4CT

RUN-SS2

RUN-SS1

VONSINK

E3

VON

VON_CLK VON_CLK

PGOOD

FB2

VLOGIC5V

3513 TA01a

LT3513

�3513fb

鉛フリー仕上げテープアンドリール製品マーキング* パッケージ温度範囲LT3513EUHF#PBF LT3513EUHF#TRPBF 3513 38-Lead (5mm × 7mm) Plastic QFN –40°C to 125°CLT3513IUHF#PBF LT3513IUHF#TRPBF 3513 38-Lead (5mm × 7mm) Plastic QFN –40°C to 125°C

13 14 15 16

TOP VIEW

39

UHF PACKAGE38-LEAD (5mm 7mm) PLASTIC QFN

17 18 19

38 37 36 35 34 33 32

24

25

26

27

28

29

30

31

8

7

6

5

4

3

2

1FB5

VC1

RUN-SS3/4

FB3

RUN-SS2

SW3

E3

VON

VONSINK

VON_CLK

PGOOD

VC3

SENSE+

SENSE–

BIAS

BOOST

LDOPWR

BD

SW4

D4

NFB4

RUN-SS1

VC4

VC2

UVLO

V IN

V IN

SW1

SW1

GND

FB1

C TGN

D

SW2

SW2

GND

BIAS FB

2

23

22

21

20

9

10

11

12

TJMAX = 125°C, θJA = 34°C/W, θJC = 1°C/W

EXPOSED PAD (PIN 39) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB

PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

Minimum Input Voltage l 4.5 V

Quiescent Current Not Switching VRUNSS1 = 0V

7.5 30

12 65

mA µA

RUN-SS1, RUN-SS2, RUN-SS3/4 Pin Current RUN-SS1= RUN-SS2 = RUN-SS3 = RUN-SS4 = 0.4V

2 µA

RUN-SS1, RUN-SS2, RUN-SS3/4 Threshold 0.8 V

BIAS Pin Voltage to Begin RUN-SS2, RUN-SS3/4 l 2.25 2.7 V

BIAS Pin Current BIAS = 3.1V, All Switches Off 16.5 20 mA

（Note 1）VIN、LDOPWR電圧 ..................................................................... 32VUVLO電圧 ................................................................................. 32VSW2、SW3、SW4電圧 ................................................................ 40VE3ピン電圧 ............................................................................... 40VVON、VONSINK電圧 ...................................................................... 40VPGOOD電圧 ............................................................................... 40VD4電圧 .............................................................................. 1V、–40VBOOST電圧 ............................................................................... 37VBOOST Over SW1 ........................................................................ 8VSENSE+、SENSE–電圧 ................................................................ 10VVON_CLK電圧 .............................................................................. 10VBIAS、BD電圧 ............................................................................ 10VCTピン電圧.................................................................................. 5VRUN-SS1、RUN-SS2、RUN-SS3/4電圧 ........................................ 5VFB1、FB2、FB3、FB5電圧 ............................................................... 5VNFB4電圧 ............................................................................ 5V、–5VVC1、VC2、VC3、VC4電圧 ................................................................ 5V接合部温度（Note 8） .............................................................125℃動作温度範囲（Note 2） ...........................................–40℃～125℃保存温度範囲..........................................................–65℃～125℃

l 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 = 12V、BIAS = 3V。

ピン配置

発注情報

絶対最大定格

電気的特性

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。 *温度等級は出荷時のコンテナのラベルで識別されます。鉛フリー仕様の製品のマーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/ をご覧ください。テープアンドリール仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/ をご覧ください。

http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/

http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/

LT3513

�3513fb


FB Threshold Offset to Begin CT Charge (Note 3) 90 125 160 mV

CT Pin Current Source All FB Pins = 1.5V, CT = 0.35V 16 20 25 µA

CT Threshold to Power VON All FB Pins = 1.5V 1 1.1 1.2 V

VON Switch Drop VON Current = 30mA 200 400 mV

Maximum VON Current VE3 = 30V l 30 50 mA

VON_CLK Input Voltage High 1.5 V

VON_CLK Input Voltage Low 0.3 V

VONSINK Voltage On VONSINK Current = 1µA l 1.2 V

Master Oscillator Frequency l

1.90 1.80

2 2.12 2.22

MHz MHz

Foldback Switching Frequency FB2 = 0V, FB3 = 0V, NFB4 = 0V 200 kHz

UVLO Pin Threshold UVLO Pin Voltage Rising 1.25 V

UVLO Pin Hysteresis Current VUVLO = 1V 3.4 3.9 4.4 µA

PGOOD Threshold Offset 90 125 160 mV

PGOOD Sink Current PGOOD Connected to 40V Through 100k 4 mA

PGOOD Pin Leakage VPGOOD = 40V 1 µA

Switch 1 (2.2A Buck)

FB1 Voltage l

1.215 1.205

1.235 1.255 1.265

V V

FB1 Voltage Line Regulation 4.5V < VIN < 30V 0.01 0.03 %/V

FB1 Pin Bias Current (Note 4) l 30 200 nA

Error Amplifier 1 Voltage Gain 250 V/V

Error Amplifier 1 Transconductance ΔI = 10µA 220 µmhos

Maximum Duty Cycle l 75 85 %

Switch 1 Current Limit Duty Cycle = 35% (Note 6) 2.2 3 3.5 A

Switch 1 VCESAT ISW = 1.5A 430 mV

Switch 1 Leakage Current FB1 = 1.5V, RUN-SS1 = 0V 0.1 10 µA

Minimum BOOST Voltage Above SW1 Pin ISW = 1.5A (Note 7) 1.8 2.5 V

BOOST Pin Current ISW = 1.5A 30 50 mA

BOOST Schottky Diode Drop I = 170mA 700 mV

Switch 2 (1.5A BOOST)

FB2 Voltage l

1.20 1.19

1.22 1.24 1.25

V V





Switch 2 Current Limit (Note 6) 1.5 1.85 2.3 A

Switch 2 VCESAT ISW2 = 1.2A 360 mV


BIAS Pin Current Due to SW2 ISW2 = 1.2A 45 mA

Maximum Duty Cycle (SW2) l 75 90 %

電気的特性l 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 = 12V、BIAS = 3V。

LT3513

�3513fb


Switch 3 (250mA BOOST)

FB3 Voltage l

1.20 1.19

1.22 1.24 1.25

V V









Maximum Duty Cycle (SW3) l 84 88 %

Schottky Diode Drop I = 170mA 900 mV

Switch 4 (250mA Inverter)

NFB4 Voltage l

–1.205 –1.215

–1.180 –1.155 –1.145

V V

NFB4 Voltage Line Regulation 4.5V < VIN < 30V 0.01 0.03 %/V

NFB4 Pin Bias Current (Note 4) l 5 16 µA





Switch 4 Leakage Current NFB4 = –1.5V, RUN-SS1 = 0V 0.1 1 µA


Maximum Duty Cycle (SW4) 84 88 %

Schottky Diode Drop (D4) I = 170mA 700 mV

NPN LDO

FB5 Voltage l

0.61 0.6

0.625 0.63 0.65

V V


Base Drive Current FB5 = 0.5V 6 8 10 mA

LDOPWR Minimum Voltage BD = 3.5V 4.5 V

Note 1: 絶対最大定格に記載された値を超える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: LT3513Eは0℃～125℃の接合部温度範囲で仕様性能に適合することが保証されている。–40℃～125℃の動作接合部温度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。LT3513Iは –40ºC～125ºCの動作接合部温度範囲での性能が保証されている。Note 3: CTピンは FB1、FB2、FB3、NFB4がすべて立ち上がってFBスレッショルド・オフセットを上回るまで"L"を維持。Note 4: 電流は、FB1、FB3、NFB4、FB5から出力。

Note 5: 電流はFB2に流入またはFB2から流出。このテストの絶対値を使用。Note 6: 電流制限は、設計上やスタティック・テストとの関連で保証されている。デューティ・サイクルが高くなると、スロープ補償により電流制限が軽減される。Note 7: 内蔵電源スイッチの完全飽和を保証するのに必要な昇圧コンデンサの最小電圧。Note 8: このデバイスには一時的な過負荷状態の間デバイスを保護するための過熱保護機能が備わっている。過熱保護機能がアクティブなときは、接合部温度は最大動作接合部温度範囲を超える。規定された最大動作接合部温度を超えた動作が継続するとデバイスの信頼性を損なうおそれがある。

l 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 = 12V、BIAS = 3V。

電気的特性

LT3513

�3513fb

標準的性能特性

VLOGIC = 3.3V時の最大出力電流 SW1電流制限とデューティ・サイクル起動および実行時のVLOGIC = 3.3V

BOOSTピン電流 SW2電流制限 SW3電流制限

SW4電流制限 SW1 VCESAT SW2 VCESAT

VIN (V)0

2.0

2.2

2.6

15

3513 G01

1.8

1.6

5 10 20

1.4

1.2

2.4

I OUT

(MAX

) (A)

L = 2.4µH

L = 4.3µH

DUTY CYCLE (%)25

0

SW1

CURR

ENT

LIM

IT (A

)

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

35 45 55 65

3513 G02

75

SW1 CURRENT LIMITvs DUTY CYCLE

MINIMUM

LOAD CURRENT (A)0.001

4

V IN

(V)

6

8

0.01 0.1 1

3513 G03

2

3

5

7

1

0

VIN(MIN) START

VIN(MIN) RUN

SWITCH CURRENT (mA)0

70

60

50

40

30

20

10

01500 2500

3513 G04

500 1000 2000 3000

BOOS

T CU

RREN

T (m

A)

AMBIENT TEMPERATURE (°C)–40

1.5

SW C

URRE

NT L

IMIT

(A)

1.6

1.8

1.9

2.0

2.5

2.2

10 60 85

3513 G05

1.7

2.3

2.4

2.1

–15 35 110AMBIENT TEMPERATURE (°C)

–50

SW C

URRE

NT L

IMIT

(mA)300

350

400

110

3513 G06

250

200

100–10 30 70–30 10 50 90

150

500

450


SW C

URRE

NT L

IMIT

(mA)

300

350

400

110

3513 G07

250

200

100–10 30 70–30 10 50 90

150

500

450

SW1 CURRENT (mA)0

0

V CES

AT (m

V)

200

400

600

500 1000 1500 2000

3513 G08

2500

800

1000

100

300

500

700

900

3000ISW2 (mA)

0

V CE2

SAT

(mV)

200

400

600

100

300

500

400 800 1200 1600

3513 G09

20000

注記がない限り、TA = 25℃。

LT3513

�3513fb


SW3 VCESAT SW4 VCESAT VON 電流制限

発振器周波数周波数の折り返しリファレンス電圧

BIASピン電流効率、AVDD = 13V 効率、VLOGIC = 5V

ISW3 (mA)0

V CE3

SAT

(mV)

200

250

300

150 250

3513 G10

150

100

50 100 200 300 350

50

0

ISW (mA)0

200

250

350

150 250

3513 G11

150

100

50 100 200 300 350

50

0

300

V CES

AT (m

V)

VE3 (V)0

0

I ON

LIM

IT (m

A)

5

15

20

25

20

45

3513 G12

10

105 25 3015 35

30

35

40


FREQ

UENC

Y (M

Hz)

2.1

2.2

2.3

3513 G13

2.0

1.9

1.70 50 100

1.8

2.5

2.4

VFB (mV)0

SWIT

CHIN

G FR

EQUE

NCY

(kHz

)

1500

2000

2500

450 750 1200

3513 G14

1000

500

0150 300 600 900 1050

TEMPERATURE (°C)–40 –15

1.20

REFE

RENC

E VO

LTAG

E (V

)1.22

1.25

10 60 85

3513 G15

1.21

1.24

1.23

35 110

TEMPERATURE (°C)–50

0

BIAS

CUR

RENT

(mA)

10

20

30

40

50

60

0 50 100 150

3513 G16

L2 = 10µHL3 = 10µHL4 = 10µH

ISW2 = 0AISW3 = 0AISW4 = 0A

LOAD CURRENT (mA)1

40

EFFI

CIEN

CY (%

)

50

60

70

80

90

100

100 200 300 400

3513 G17

500IOUT (mA)

100

EFFI

CIEN

CY (%

)

70

80

90

100

700 1100

3513 G18

60

50

300 500 900 1300 150040


LT3513

�3513fb


LDO電流制限と温度 VUVLOと温度

FB5 （ピン 1）：帰還ピン。抵抗タップをこのピンに接続し、VLDO = 0.625 • (1 + R14/R15)に基づいて LDO出力を設定します。記号名称などは、図 1に対応しています。

VC1（ピン 2）：内部誤差アンプ用制御電圧と補償ピン。このピンの直列 RCをグランドに接続して、スイッチング・レギュレータ 1を補償します。

RUN-SS3/4（ピン 3）：実行 /ソフトスタート・ピン。レギュレータ 3とレギュレータ4を切り替えるソフトスタート・ピンです。ここにソフトスタート・コンデンサを配置して突入電流と出力電圧のランプ・レートを制限します。BIASピンが 2.25Vに達すると、2µA電流源でコンデンサを充電します。このピンの電圧が 0.8Vに達すると、スイッチ 3と4がオンになってスイッチングを開始します。起動を遅くするには、容量の大きなコンデンサを使用します。完全にシャットダウンするには、RUN-SS3/4をグランドに接続します。

FB3（ピン 4）：帰還ピン。このピンに抵抗タップを接続して、VON = 1.22V • (1 + R8/R9) – 150mVに基づいて VON

を設定します。記号名称などは、図 1に対応しています。

RUN-SS2（ピン 5）：実行 /ソフトスタート・ピン。スイッチング・レギュレータ 2用のソフトスタート・ピンです。ここにソフトスタート・コンデンサを配置して突入電流と出力電圧のランプ・レートを制限します。BIASピンが2.25Vに達すると、2µA電流源でコンデンサを充電します。このピンの電圧が 0.8Vに達すると、スイッチ 2がオンになってスイッチングを開始します。起動を遅くするには、

容量の大きなコンデンサを使用します。完全にシャットダウンするには、RUN-SS2をグランドに接続します。

SW3（ピン 6）：スイッチ・ノード。SW3ピンは、スイッチング・レギュレータ 3用の内蔵 NPNバイポーラ・トランジスタのコレクタです。EMIを抑えるためにこのピンの配線エリアを最小限にしてください。

E3（ピン 7）：スイッチング・レギュレータ 3の出力で、出力切断 PNPのエミッタです。ここで出力コンデンサと抵抗分割器を接続します。

VON（ピン 8）：スイッチング・レギュレータ 3用の遅延出力。内蔵 CTタイマのタイムアウト後に VONがプログラム設定された電圧に達します。保護回路により、4 つの出力のいずれかが通常電圧を 10%以上下回ると、VON

がディスエーブルされます。この出力は、VON_CLKが"H"になったときもディスエーブルします。

VONSINK（ピン 9）：オープン・コレクタ出力で、VON_CLK

ピンによって制御されます。VON_CLKが "L"のときは、このピンには電流は流れず、VON_CLKが "H"のときに電流が流れます。

VON_CLK （ピン 10）：このピンは、出力切断デバイスとVONSINKのオープン・コレクタを制御します。このピンが "L"のとき、VONピンはイネーブルとなり、VONSINK

ピンはハイ・インピーダンス状態となります。このピンが "H"のとき、VONピンはディスエーブルとなり、VONSINKピンで電流がグランドに流れます。

FB5、LDO用基準電圧


0BASE

CUR

RENT

LIM

IT O

F IN

TERN

AL P

NP (m

A)

1

3

4

5

50

9

3513 G19

2

0–25 75 10025 125

6

7

8

AMBIENT TEMPERATURE ( C)–50

1.30

1.31

1.33

100

3513 G20

1.29

1.28

0 50

1.27

1.26

1.32

UVLO

(V)

UVLO FORSTART

UVLO MINIMUMFOR RUN

TEMPERATURE (°C)–40

640

650

670

35 85

3513 G21

630

620

–15 10 60 110

610

600

660

REFE

RENC

E VO

LTAG

E (m

V)


ピン機能

LT3513

�3513fb

PGOOD（ピン 11）：パワー・グッド・コンパレータ出力。これはパワー・グッド・コンパレータのオープン・コレクタ出力であり、外部 PチャネルMOSFETと併用して図2に示すような AVDDの出力切断を行います。スイッチャ2の出力が設定電圧の約 90%に達すると、PGOODがグランドにプルされます。それによってMOSFETのゲートがプルダウンされ、AVDDを接続します。スイッチャ 2の出力が "L"のときは、ソースと PチャネルMOSFETのゲート間の 100kΩプルアップ抵抗がオフ状態になります。


CT （ピン 13）：タイミング・コンデンサ・ピン。VONタイマの入力で、4つの帰還ピンの時間遅延をプログラミングし、1.125Vに達すると、VONをオンにします。CT

コンデンサの値は C = (20µA • tDELAY)/1.1Vの式を使用して設定することができます。

GND（ピン 14、17、33）：グランド。

SW2（ピン 15、16）：スイッチ・ノード。SW2ピンは、スイッチング・レギュレータ 2用の内蔵NPNバイポーラ・トランジスタのコレクタです。EMIを抑えるためにこのピンの配線エリアを最小限にしてください。

BIAS（ピン 18、29）：BIASピンを使用して高入力電圧時の動作効率を改善します。このピンをスイッチング・レギュレータ 1の出力に接続すると、ほとんどの内部回路の動作電流が強制的に VINからではなく、VLOGICから流れるようになります。スイッチ 2、3、4のドライバとLDOは、BIASによって供給されます。スイッチ 2、3、4と LDOは、BIASピンが約 2.7Vに到達しないと機能しません。BIASピンは、両方とも VLOGICに接続する必要があります。

FB2（ピン 19）：帰還ピン。抵抗分割器タップをこのピンに接続し、AVDDを AVDD = 1.22V • (1 + R5/R6)に基づいて設定します。記号名称などは、図 2に対応しています。



RUN-SS1（ピン 22）：実行 /ソフトスタート・ピン。スイッチング・レギュレータ 1用のソフトスタート・ピンです。ここにソフトスタート・コンデンサを配置して突入電流と出力電圧のランプ・レートを制限します。VINピンに電源を投入すると、2µA電流源によってコンデンサが充電されます。このピンの電圧が 0.8Vに達すると、スイッチ 1がオンになってスイッチングを開始します。起動を遅くするには、容量の大きなコンデンサを使用します。完全にシャットダウンするには、RUN-SS1をグランドに接続します。

NFB4（ピン 23）：負帰還ピン。抵抗分割器タップをこのピンに接続し、VOFFを VOFF = –1.18 • (1 + R3/R4)に基づいて設定します。記号名称などは、図2に対応しています。

D4（ピン 24）：内部ショットキー・ダイオード・ピン。このピンは、内部ショットキー・ダイオードの陽極で、もう一方がグランドに接続されています。このショットキー・ダイオードを使用して VOFF出力を生成します。

SW4（ピン 25）：スイッチ・ノード。SW4ピンは、スイッチング・レギュレータ 4用の内蔵 NPNバイポーラ・トランジスタのコレクタです。EMIを抑えるためにこのピンの配線エリアを最小限にしてください。

BD（ピン 26）：NPN LDOベース・ドライブ。このピンで外部 NPN LDOトランジスタのベースを制御します。

LDOPWR（ピン 27）：LDOドライバの入力電圧。このピンで NPN LDOベースに電流を供給します。このピンは、VINに接続することができます。高電圧の VINの電力を節約するためにこのピンを AVDD電源に接続することもできます。

BOOST（ピン 28）：BOOSTピンを使用して VINより高いドライブ電圧をスイッチ 1ドライブ回路に供給します。内部ショットキー・ダイオードは BIASと BOOST間に接続されています。コンデンサを BOOSTと SW1間に接続する必要があります。

SENSE– （ピン 30）：負電流センス入力。このピン (SENSE+ ピンと共に）を使用して、降圧スイッチング・レギュレータのインダクタ電流を検出します。

ピン機能

LT3513

�3513fb

SENSE+ （ピン 31）：正電流センス入力。このピン（SENSE–

ピンと共に）を使用して、降圧スイッチング・レギュレータのインダクタ電流を検出します。

FB1 （ピン 32）：帰還ピン。抵抗分割器タップをこのピンに接続し、VLOGICを VLOGIC = 1.235V • (1 + R1/R2)に基づいて設定します。記号名称などは、図 2に対応しています。

SW1（ピン 34、35）：スイッチ・ノード。SW1ピンは、スイッチング・レギュレータ 1用の内蔵NPNバイポーラ・トランジスタのエミッタです。正常に動作させるためには、これらのポイントを結線する必要があります。これらのピンをインダクタ、キャッチ・ダイオード、および昇圧コンデンサに接続します。

VIN（ピン 36、37）：入力電圧。このピンで LT3513の内部回路に電流を供給します。このピンは、コンデンサでローカルにバイパスする必要があります。

UVLO（ピン 38）：低電圧ロックアウト。VINに接続された抵抗分割器をこのピンに接続して LT3513が動作する最小入力電圧を設定します。このピンが内部基準電圧1.25Vと比較されます。UVLOが 1.25Vを下回るときは、スイッチング・レギュレータは動作しません（RUN/SSピンを使用して各スイッチング・レギュレータをオンにすることはできます）。このピンが 1.25Vを下回るときは、3.9µAがピンからプルされて UVLOのプログラマブル・ヒステリシスを提供します。

露出パッド（ピン 39）：グランド。パッケージの露出パッドは、グランドに電気的に接触しているのみならず、プリント基板への良好な熱接点を提供しています。正常な動作のためには、露出パッドを回路に半田付けする必要があります。

ピン機能

LT3513

�03513fb

6

12

+–

+–

+

S Q

1.22V

gm

1.18V

1.22V

1.1V

1.235V

R

DRIVER

BIAS

VC3

SW3

9VONSINK

10VON_CLK

VON_CLK

7E3

3513 F01

FOLDBACKOSCILLATOR

25

21

+–

+–

+–

+–

+–

+

S QR

DRIVER

BIAS

VC4

23NFB4100k100k

SW4

24D4

FOLDBACKOSCILLATOR

20

+–

+–

+

1.1V

FB2

+

+

S QR

DRIVER

VC2

30SENSE–

31

28

SENSE+

SW2

15, 16

BIAS

18, 29

FOLDBACKOSCILLATOR

gm

gm

2

+–

+–

+

S QR

DRIVER

BIAS

CURRENTSENSE AMP

VC1

SW134, 35

BOOST

VINSLOPE COMP/ONE-SHOT

gm

gm

––––+

13CT

22RUN-SS1

3RUN-SS3/4

BIAS

38UVLO

11PGOOD

UVLO1.25V

3.9µA

2µA

2µA

20µA

19FB2

32FB1

BD

1FB5

LDOPWR

GND

14,17,33

VIN

36,37

2.7V

+–

1.1V

VON_CLK

+–

SW3LOCKOUT

INTERNALREGULATOR

AND REFERENCE

MASTEROSCILLATOR

2MHz

5RUN-SS2

4FB3

8VON

SW2LOCKOUT

+0.625V

26

27

+–

図1

ブロック図

LT3513

��3513fb

LT3513は 4つの独立したスイッチング・レギュレータと低損失（LDO）リニア・レギュレータで構成される高集積電源 ICです。スイッチング・レギュレータ 1は、降圧 2.2Aレギュレータで、インダクタ電流センスと昇圧ショットキー・ダイオードを内蔵しています。スイッチング・レギュレータ 2は、昇圧コンバータまたは SEPICコンバータとして設定でき、1.5Aスイッチを内蔵しています。スイッチング・レギュレータ 3は、0.25Aスイッチ付き昇圧レギュレータと内蔵ショットキー・ダイオードで構成されています。スイッチング・レギュレータ4は、0.25Aの電流制限スイッチ付きの負のレギュレータと内蔵ショットキー・ダイオードで構成されています。リニア・レギュレータ 5は、外部 NPNトランジスタのベースに 8mAの電流を供給することができます。レギュレータでは、入力ソース、基準電圧、マスタ発振器を共通回路として共有しています。回路全体の動作は、図 1のブロック図を参照すると一番よく理解することができます。

RUN-SS1ピンをグランドにプルすると、LT3513がシャットダウンされ、VINに接続された入力源から 30µAが流入します。内部 2µA電流源は外部ソフトスタート・コンデンサを充電し、このピンに電圧ランプを生じさせます。RUN-SS1ピンが 0.8Vを超えると、内部レギュレータ、基準電圧、2MHzマスタ発振器を含む内部バイアス回路が起動します。マスタ発振器は、4つのクロック信号を生成し、それぞれが各スイッチング・レギュレータに対応しています。スイッチング・レギュレータ 1は、RUN-SS1ピンが 0.8Vに達したときにのみ動作を開始します。スイッチャ 1によって、VLOGICが生成されますが、これは、BIASピンに接続する必要があります。BIASが2.8Vに達すると、RUN-SS2と RUN-SS3/4ピンをプルダウンする NPNがオフとなり、RUN-SS2および RUN-SS3/4ピンに接続された外部コンデンサが内部 2µA電流源によって充電されます。RUN-SS2の電圧が 0.8Vになると、スイッチャ 2がオンになります。それにともなって RUN-SS3/4の電圧が 0.8Vになると、スイッチャ 3と4がオンになります。さらに AVDD、E3および VOFFが一定速度で立ち上がり始めます。この速度は、RUN-SS2と RUN-SS3/4ピンに接続したコンデンサによって確定したものです。4つのスイッチング出力がすべて設定電圧の 90%に達すると、CTピンをプルダウンする NPNがオフとなり、CTピンに接続された外部コンデンサが内部 20µA電流源によって充電されます。CTピンが 1.1Vになると、出力切断 PNPがオンとなり、VONを E3に接続します。4つの出力のいずれかが設定電圧の 90%を下回ると、PanelProtect回路が CTピンを GNDにプルし、VONをオフにします。

パワー・グッド・コンパレータが AVDDをモニタし、FB2が安定化した値の 90%以上になると、オンになります。この出力はオープン・コレクタ・トランジスタで、出力が安定してないときは、オフの状態であり、外部抵抗によってピンが "H"にプルされます。このピンはPチャネルMOSFETと併用することができ、AVDDの出力切断として機能します。

4つのスイッチャは、電流モードのレギュレータです。電源スイッチのデューティ・サイクルを直接変調するのではなく、帰還ループが各サイクルのスイッチのピーク電流を制御します。電圧モード制御に比べて、電流モード制御のほうがループ・ダイナミクスが改善され、サイクル単位で電流制限を行うことができます。

(2a)

(2b)

図2. LT3513電源投入シーケンス。（両方の写真の表示データはいずれも同じトリガに同期しています）

RUN-SS 2V/DIVVLOGIC 5V/DIV

IL1 1A/DIV

IL2 500µA/DIV

SS-234 2V/DIV

AVDD 10V/DIV

PGOOD 20V/DIV

5ms/DIV 3513 F02a

VOFF 10V/DIVVSS3/4 2V/DIV

VCT 2V/DIV

IL4 500mA/DIV

IL3 500mA/DIVVE3 20V/DIV

VON 20V/DIV

5ms/DIV 3513 F02b

動作

LT3513

��3513fb

4つのスイッチャはいずれも固定周波数電流モード制御方式を採用しています。降圧レギュレータであるスイッチャ 1は、他のスイッチャに比べて、インダクタ電流センスがわずかに異なります。スイッチの電流をモニタリングをせずに、電流ノードを使用してインダクタ経由の電流を測定します。インダクタ電流センスでは、最小オンタイムの問題が発生しないため、入力電圧と出力電圧の比にかかわりなくそのスイッチの電流は常に制限された状態になります。スイッチャ 1はつねにマスタ発振器に同期しています。それ以外の 3つのスイッチャはそれぞれのスレーブ発振器を持っています。帰還電圧が0.75Vを下回ると、スレーブ発振器の周波数が減少し、「標準的性能特性」の周波数の折り返しのグラフからも分かるようにそのスレッショルド未満は直線的な減少を示しています。これらの 2つの差異以外は、制御ループはいずれも 4つのスイッチで類似しています。スイッチャ 1のマスタ発振器のパルスまたはその他の 3つのスイッチャのスレーブ発振器のパルスによって RSラッチが設定され、内蔵 NPNバイポーラ電源スイッチをオンにします。スイッチと外部インダクタの電流が増加し始めます。この電流が VCの電圧で規定されたレベルを超えると電流コンパレータがラッチをリセットし、スイッチをオフにします。インダクタの電流がショットキー・ダイオードを通過し、減少し始めます。発振器の次のパルスでこのサイクルが再度開始します。このようにして VCピンの電圧がインダクタ経由で出力への電流を制御します。連続的に VCピン電圧を調整しながら内蔵誤差アンプが出力を安定化させます。VCピンをオンにするスレッショルドは 0.8Vで、1.8Vのアクティブ・クランプは、VC電圧に制約を加えます。スイッチャ 2、3および 4にも VC

またはデューティ・サイクルに依存しない独立した電流制限があります。スイッチャ 1の電流制限は、VC電圧によって制御され、デューティ・サイクルによって変化します。4つのスイッチャはいずれもスロープ補償を使用しており、50%を超えるデューティ・サイクルでの電流モード方式の安定性を確保しています。RUN-SS1、RUN-SS2、RUN-SS3/4ピンは、帰還ピンの立ち上がり速度を制御します。

SW1用スイッチ・ドライバは、VINあるいは BOOSTピンのいずれかから動作します。外部コンデンサと内蔵ショットキー・ダイオードを使用して入力電源より高い電圧を BOOSTピンに発生させます。これによってドライバに内部バイポーラ NPN電源スイッチを飽和させ、動作を効率よくします。

入力電圧レンジを下げることの検討事項スイッチャ 1の最小動作電圧は、約 4Vの LT3513の低電圧ロックアウトまたはその最大デューティ・サイクルで決まります。ユーザ定義された低電圧ロックアウトは、UVLOピンにおいて内部低電圧ロックアウトよりも高い電圧に設定されます。デューティ・サイクルは、内部スイッチがオンになっている間のほんの一瞬であり、次式の入力電圧と出力電圧で決まります。

DC =

VOUT + VFVIN – VSW + VF

ここで、VFは、キャッチ・ダイオードの順方向電圧降下（約 0.4V）であり、VSWは、内部スイッチの電圧降下（最大負荷時の約 0.3V）です。これが次式の最小入力電圧になります。

VIN(MIN) =

VOUT + VFDCMAX – VF + VSW

ここで、DCMAX = 0.75です。

ユーザ定義された低電圧は、UVLOピンに接続された抵抗分割器によって設定されます。UVLOピンが 1.25Vより高いときは、コンパレータによって 3µAがピンからプルされます。ヒステリシスと最小入力電圧の式はそれぞれ次のようになります。

VHYS = R2+ 2k( ) • 3.9µA

VIN(MIN) = 1.25VR1+R2

R1

R2

R1

UVLO

3513 A1

VIN

38

動作

LT3513

��3513fb

インダクタの選択と最大出力電流最初に選択するインダクタの値として最適な値は、次式で求められます。

L =

VOUT + VF1.8

ここで、VFは、キャッチ・ダイオードの電圧降下（約 0.4V）で、Lの単位は、µHです。インダクタの RMS電流定格は、最大負荷電流よりも大きく、その飽和電流は少なくとも30%以上大きい必要があります。高い効率を得るには、直列抵抗（DCR）は、0.1Ω未満にする必要があります。表 1に推奨できるインダクタのタイプとメーカを示します。

表1. インダクタのメーカメーカ URL 部品シリーズタイプCoilcraft www.coilcraft.com MSS7341 シールド

村田製作所 www.murata.com LQH55D オープンTDK www.component.tdk.com SLF7045

SLF10145シールドシールド

東光 www.toko.com DC62CB D63CB D75C D75F

シールドシールドシールドオープン

スミダコーポ

レーション

www.sumida.com CR54 CDRH74

CDRH6D38 CR75

オープンシールドシールドオープン

アプリケーションによっては、ここに挙げたインダクタとは違うものが最適のものであることもあります。インダクタの値が大きくなると、最大負荷電流が大きくなり、出力電圧リップルが減少します。使用負荷が最大負荷電流よりも小さいとインダクタの値をゆるめることができ、よりリップルの大きい電流で動作します。これによって物理的に小さなインダクタの使用が可能になるか、DCRの値が小さくなり、結果的に効率を高めることができます。最大負荷電流は入力電圧に依存することを念頭においてください。本データ・シートの「標準性能特性」のグラフから、VOUT = 3.3Vのとき、最大負荷電流が入力電圧とインダクタ値の関数であることが分かります。さらに、インダクタンスが低いと動作モードが不連続になり、それがさらに最大負荷電流を低減させます。最大出力電流と不連続動作モードの詳細は、弊社の「アプリケーション・ノート No.44」をご覧ください。結局、デューティ・サイクルが50%を超えると（VOUT/VIN > 0.5）、低調波発振を避けるた

めに最小インダクタンスが必要になります。詳細は、弊社の「アプリケーション・ノート No.19」をご覧ください。

インダクタの電流は、負荷電流と等価の平均値を持つ三角波です。ピークスイッチ電流は、出力電流にピーク・トゥ・ピーク・インダクタ・リップル電流の 1/2を加えたものになります。LT3513は、過負荷フォールトからデバイスとシステムを保護するためにスイッチ電流に制限を加えています。したがって、LT3513が供給する最大出力電流は、スイッチ電流制限値、インダクタ値、入出力電圧値に依存します。スイッチを切ると、インダクタ間の電位が出力電圧とキャッチ・ダイオードの降下を加えたものになります。したがって、インダクタのピーク・トゥ・ピークのリップル電流は次式のようになります。

∆IL =

1–DC( ) VOUT + VF( )L • f

ここで、fは LT3513のスイッチング周波数、Lはインダクタ値です。ピーク・インダクタとスイッチの電流の関係は、次式のようになります。

ISW(PK) = ILPK = IOUT +

∆IL2

出力の安定性を維持するには、このピーク電流をLT3513のスイッチ電流制限値の ILIMより低くする必要があります。SW1では、ILIMは DC = 0.35時に少なくとも2Aで、「標準性能特性」のグラフに示すようにDC = 0.75の 1.5Aまで直線的に減少しています。最大出力電流は、次式に示すように選択したインダクタ値の関数です。

IOUT(MAX) = ILIM –

∆IL2

= 2.5A • 1– 0.57 •DC( ) –∆IL2

リップル電流が小さくなるようにインダクタ値を選択すると、スイッチ電流制限値に近い最大出力電流値を得ることができます。インダクタの選択方法としては、まず上記の簡単なルールにしたがって利用可能なインダクタを検討し、コストとスペースに合致したものを選択することになります。それからこれらの式を使って LT3513で必要な出力電流を得ることができるかどうかをチェックします。これらの式は、インダクタ電流が連続的であることを前提にしていることに注意してください。IOUT

が ΔIL/2未満のときに動作モードが不連続になります。

動作

LT3513

��3513fb

出力コンデンサの選択5Vおよび 3.3V出力を得るには、出力に 10µF 6.3Vセラミック・コンデンサ（X5Rまたは X7R）を置くと、出力電圧のリップルを非常に低くすることができ、過渡応答も良好になります。他のタイプおよび値のものを使用することもできます。出力リップルと過渡応答のパフォーマンスを比較、検討してそれらの値を決定する方法を以下に説明します。

出力コンデンサによってインダクタ電流にフィルタがかけられ、低電圧リップルの出力を得ることができます。コンデンサによってエネルギーを蓄え、過渡負荷を満足させるとともに、LT3513の制御ループを安定させます。LT3513は、高周波数で動作するため、最小限の出力コンデンサが必要です。さらに制御ループは、出力コンデンサ直列抵抗（ESR）があってもなくても十分に動作します。したがって、非常に低い出力リップルと小さな回路サイズを実現するセラミック・コンデンサはオプションになります。

出力リップルは、次式で推測することができます。

VRIPPLE =

∆IL8 • f • COUT

（セラミック・コンデンサの場合）

VRIPPLE = ΔIL • ESR （電極コンデンサ（タンタルおよびアルミニウム）の場合）

ここで、ΔILは、インダクタのピーク・トゥ・ピーク・リップル電流です。このリップルの RMS成分は、非常に少ないため、出力コンデンサの RMS電流定格は通常、無視します。次式で推測することができます。

IC(RMS) =

∆IL12

出力コンデンサのもう 1つの制約条件は、インダクタより大きなエネルギーを蓄えておく必要があるという点です。インダクタの蓄積エネルギーが出力に移動すると、その結果として電圧ステップは、レギュレーション電圧に比べて小さな値にする必要があります。5%のオーバーシュートの場合、出力コンデンサの条件は次式のようになります。

COUT >10 •L •

ILIMVOUT

2

低 ESRと小型セラミック・コンデンサは、LT3513のアプリケーションとして好ましいタイプです。しかし、セラミック・コンデンサはすべて同じではありません。容

量の大きなコンデンサの多くは、温度が高くなり、電圧係数が高くなると、誘電性が悪くなります。特に Y5Vおよび Z5Uタイプは、印加された状態で極端に高い温度になると、かなりの容量が失われます。

ループの安定性と過渡応答は、COUTの値に依存するため、この損失は許容できるものではありません。X7Rおよび X5Rタイプを使用するようにしてください。電極コンデンサもオプションとして考えられます。多くのアルミニウム電極コンデンサの ESRは、低出力リップルを得るには大きすぎます。電源用としてタンタル・コンデンサおよびより新しい ESRの低い有機電極コンデンサが適切で、メーカごとに ESRが規定されています。所定の出力リップルに応じて ESRが十分に低いコンデンサを選択してください。コンデンサの容量によってESRが決定付けられるため、同じリップル性能を持つセラミック・コンデンサよりサイズも値も大きくなります。メリットの 1つは、容量の大きなコンデンサほど負荷電流の大きな変化に対して過渡応答がよいことです。表 2に代表的なコンデンサ・メーカを示します。

表2. 低ESRの表面実装コンデンサメーカタイプシリーズ

太陽誘電セラミック X5R、X7R

AVX セラミックタンタル

X5R、X7R TPS

Kemet タンタルタンタル有機アルミ有機

T491、T494、T495 T520 A700

三洋タンタルまたはアルミ有機

POSCAP

パナソニックアルミ有機 SP CAP

TDK セラミック X5R、X7R

ダイオードの選択キャッチ・ダイオード（図 1の D1）は、スイッチ・オフ時にのみ電流を流します。通常動作時の平均順方向電流は、次式から計算することができます。

ID(AVG) = IOUT

VIN – VOUTVIN

通常動作時に必要以上に大きな電流定格のダイオードを検討する唯一の理由は、出力短絡時のワースト・ケースを想定したときのためです。そのとき、ダイオード電流は、標準的なピーク・スイッチ電流にまで増加します。ピーク逆電圧は、レギュレータ入力電圧と等価になります。

動作

LT3513

��3513fb

入力電圧より大きな逆電圧定格を持つダイオードを使用します。表 3にショットキー・ダイオードとそれらのメーカを示します。

表3. ショットキー・ダイオード製品番号 VR (V) IAVE (A) VF@1A (mV) VF@2A (mV)

On Semiconductor

MBRM120E 20 1 530

MBRM140 40 1 550

MBRS240 40 2

MBRA340 40 3 450

Diodes Inc.

B120 20 1 500

B240 40 2 500

B340A 40 3 450

昇圧ピン検討事項LT3513アプリケーションの最小動作電圧は、約 4Vの低電圧ロックアウトと最大デューティ・サイクルによって制約を受けます。適切な起動に必要な最小入力電圧は昇圧回路によっても制約を受けます。出力がすでに安定しているときに入力電圧がゆっくり立ち上がったり、LT3513がオンになると、昇圧コンデンサがフルに充電されないことがあります。昇圧コンデンサはインダクタに蓄積されたエネルギーで充電されるため、昇圧回路が正常に動作するためには、回路はある程度最小負荷電流に依存しています。この最小負荷は、入出力電圧に依存しています。最小負荷電流が 3.3V出力の入力電圧の関数として立ち上がるプロット図を「標準性能特性」のグラフに示します。回路がいったん立ち上がると、最小負荷電流は通常、ゼロになります。出力負荷電流がなくても、多くの場合、放電された出力コンデンサによって負荷がスイッチャに提供され、それによって起動します。

インバータ/昇圧の検討事項

正出力電圧の安定化出力電圧は、出力と FBピン間の抵抗分割器によって設定されます。抵抗を次式にしたがって選択します。

R3=R4

VOUT1.25

– 1

バイアス電流エラーを防ぐために、R4は 10kΩ以下にしてください。

負出力電圧の安定化LT3513には、ゲイン 1の反転オペ・アンプが搭載されています。NFB4ピンは、他の FBピンと同じように機能します。抵抗を次式にしたがって選択します。

R6 =

VOUT •R51.25

–R5

バイアス電流エラーを防ぐために、R5は 2.5kΩ以下にしてください。

R6

R5

NFB4

3513 A2

–VOUT

22

デューティ・サイクルの範囲LT3513スイッチング・レギュレータの最大デューティ・サイクル（DC）は、SW2では 75%、SW3と SW4では84%です。昇圧またはチャージ・ポンプのトポロジを使用した所定のアプリケーションのデューティ・サイクルは、次式で求めます。

DC =

VOUT – VIN

VOUT

インバータまたは SEPICを使用した所定のアプリケーションのデューティ・サイクルは、次式で求めます。

DC =

VOUT

VIN + VOUT

上式で求めたデューティ・サイクルが最大値より大きいアプリケーションの場合でも LT3513を使用することができます。ただし、実際のデューティ・サイクルが小さくなるようにデバイスは不連続モードで動作させる必要があります。

動作

LT3513

��3513fb

インダクタの選択LT3513に最適なインダクタとそのメーカおよびタイプを表 1に示します。詳細な情報および関連部品のフル・ラインナップはそれぞれのメーカにご確認ください。最良の効率を得るには、フェライト・コア・インダクタを使用します。1MHzを超える周波数では、フェライト・コアを使用したほうが鉄粉よりもコアの損失が大幅に少ないためです。ほとんどの LT3513昇圧およびチャージ・ポンプ設計では、10µH～ 22µHのインダクタが最良の選択です。飽和せずにスイッチ電流をすべて伝えることのできるインダクタを選択してください。反転レギュレータおよび SEPICレギュレータには、結合インダクタまたは個別で 2つのインダクタを選択することができます。結合インダクタを使用するときは、飽和せずに少なくともスイッチ電流に対応できるものを選択してください。非結合インダクタを使用するときは、各インダクタは全スイッチ電流の約半分を処理できるだけで十分です。ほとんどの LT3513の反転および SEPIC設計では、通常、4.7µH～ 15µHの結合インダクタか、10µH～22µHの非結合インダクタ 2つで最良の選択となります。

出力コンデンサの選択出力には、低 ESR （等価直列抵抗）コンデンサを使用して出力リップル電圧を最小限に抑えます。多層セラミック・コンデンサは ESRが極めて低く、非常に小型化されたパッケージもあるため、選択肢としては優れています。誘電体としては、X7R、それに引き続くものとしてX5Rを推奨します。これらは広い電圧範囲と温度範囲にわたって容量を保持します。ほとんどの LT3513アプリケーションには、10µF～ 22µFの出力コンデンサで十分です。|VOUT| > 20V または |IOUT| < 100mAの出力の場合は、さらにそれより少ない容量で済む場合もあります。固体タンタルまたは OS-CONコンデンサでもよいのですが、ボード上の占有面積が増え、セラミック・コンデンサよりも ESRが高くなります。必ず十分な電圧定格のコンデンサを使用してください。

ダイオードの選択LT3513のスイッチャ 2とスイッチャ 4との併用時には、ショットキー・ダイオードを推奨します。スイッチャ3用のショットキー・ダイオードは LT3513に内蔵されています。スイッチャ 2とスイッチャ 4のダイオード

は、負荷電流よりも大きな平均電流に対応し、最大ダイオード電圧に対応した定格のものを選択します。昇圧および SEPIC設計の平均ダイオード電流は、負荷電流と等価です。チャージ・ポンプ構成の 2つのダイオードはそれぞれ負荷電流相当の平均ダイオード電流を流します。チャージ・ポンプのグランド接続ダイオードは、LT3513に内蔵されています。昇圧およびチャージ・ポンプ構成の最大ダイオード電圧は、|VOUT|と等価です。SEPICおよび反転構成の最大ダイオード電圧は、VIN + |VOUT|です。

入力コンデンサの選択LT3513回路の入力を X7Rまたは X5Rタイプの 4.7µF以上のセラミック・コンデンサでバイパスします。バルク電極コンデンサによる追加バイパスがあるか、入力ソース・インピーダンスが低い場合は、値の小さなまたは安価な Y5Vタイプを使用することもできます。入力コンデンサの検討事項を以下にやや詳細に説明します。降圧レギュレータは、入力電源から急峻な立ち上がり、立ち下がり時間のパルスで電流を引き込みます。LT3513に生じる電圧リップルを低減し、強制的にこのスイッチング電流を高密度ローカル・ループに入れ、EMIを最小限にするには入力コンデンサが必要です。これを効率的に行うには、入力コンデンサにはスイッチング周波数に同期した低インピーダンスが必要で、適切なリップル電流定格である必要があります。入力コンデンサ RMS電流は、次式に示すように降圧出力電圧、出力電流、入力電圧から計算することができます。

CIN(RMS) = IOUT

VOUT VIN – VOUT( )VIN

<IOUT

2

この値は、VIN = 2VOUT 時に最大になります（50%デューティ・サイクル時）。他のチャネルからのリップル電流は最小限になります。スイッチャ 1からの最大負荷電流が約3Aであることを考慮すると、RMSリップル電流は、1.5A未満になります。LT3513が高周波数に対応しているため、入力コンデンサのエネルギー蓄積条件が低減され、必要容量が 10µF未満で済みます。セラミック・コンデンサにおける小型サイズと低インピーダンスの組み合わせ（低ESR）の選択が推奨されます。低 ESRの結果、電圧リップルが非常に小さくなります。セラミック・コンデンサは、同じ容量の他のコンデンサ・タイプのものに比べ、より大きなリップル電流に対応することができます。X5Rおよび

動作

LT3513

��3513fb

X7Rタイプを使用してください。大容量のセラミック・コンデンサに代わるものとして、小容量のものを大容量の電解コンデンサと併用する方法があります。たとえば、1µFセラミック・コンデンサと低 ESRのタンタル・コンデンサを併用します。電解コンデンサの場合、ESRとリップル電流の条件に合致するには、10µFを超える容量が必要になります。電源を投入すると、入力コンデンサには大量の突入電流が生じるため、適切な突入電流定格があれば、タンタル・コンデンサだけを検討してください。メーカは、コンデンサの定格電圧未満の動作も推奨しています。最適なノイズ・イミュニティを実現するために、1µFセラミック・コンデンサをできるだけ VINと GNDピンの近くに配置してください。

入力部でのセラミック・コンデンサの使用についても注意が必要です。セラミック入力コンデンサが漂遊インダクタンスと組み合わさって共鳴タンク回路を形成することがあります。電源を急速に投入すると（回路を通電した電源に接続するなど）、このタンクがリンギングを生じ、入力電圧が倍になって LT3513を損傷することがあります。これの解決には、セラミック・コンデンサと並列に損失性コンデンサ（電解コンデンサ）を追加して入力電圧をクランピングするか、タンク回路を減衰する方法があります。詳細は、「アプリケーション・ノート No.88」をご覧ください。

ソフトスタートとシャットダウンRUN-SS1（実行 /ソフトスタート）ピンを使用してスイッチング・レギュレータと内部バイアス回路をシャットダウン・モードにします。これはまた、RUN-SS2およびRUN-SS3/4とともにソフトスタート機能を提供します。RUN-SS1ピンをグランドにプルすると、LT3513はシャットダウン・モードとなり、レギュレータがすべてオフになるとともに消費電流が約 30µAに減少します。内部2µA電流源が、RUN-SS1、RUN-SS2、RUN-SS3/4ピンでプルアップします。RUN-SS1ピンが約 0.6Vに達すると、内部バイアス回路が起動し、消費電流が通常レベルに上昇します。

RUN-SS1、RUN-SS2または RUN-SS3/4ピンのコンデンサがグランドに接続されていると、内部プルアップ電流によってこれらのピンに電圧ランプが生成されます。

この電圧は VCピンをクランプし、ピーク・スイッチ電流を制限するとともに起動時の入力電流を制限します。RUN-SS1ピンが VC1、RUN-SS2ピンが VC1、RUN-SS3/4ピンが VC3と VC4ピンをそれぞれクランプします。ソフトスタート・コンデンサの最適値は、COUT/10,000です。ここで、COUTは、最大出力コンデンサの容量です。

VONピンの検討事項VONピンは、スイッチング・レギュレータ 3の遅延出力です。CTピンが 1.1Vになると、出力切断 PNPがオンとなり、VONを E3に接続します。VONピンは電流制限されており、LT3513と入力源が短絡出力から保護されます。

VONピン出力もVON_CLKピンから制御されます。VON_CLK

が "L"のときは、VON出力は、CTピンが 1.1Vを超えるとオンになります。VON_CLKが "H"で、1.5Vを超えると、VON出力がオフとなり、VONSINKオープン・コレクタ・デバイスがオンになります。VONSINKピンが抵抗を通して VONに接続されていると、VON電圧が高電圧VON_CLKとともに減衰します。VON_CLKが水平スキャニング周波数に同期して、LCD画像品質が改善されます。

低損失電圧リニア・レギュレータLT3513は、外部 NPNトランジスタ LDOをドライブする出力を装備しており、低電圧ロジック供給電圧を提供します。この出力は、NPNのベースに 10mA電流を供給することができます。LDOの出力は、FB5ピンによって制御されます。抵抗値を次式にしたがって選択します。

R8 =R7

VLDO0.625V

– 1

バイアス電流エラーを防ぐために、R8は 10kΩ以下にしてください。

LDOの内部補償は、2.2µF～ 20µFの値の低 ESRセラミック・コンデンサに依存しています。誘電体としては、X7R、それに引き続くものとして X5Rを推奨します。これらは広い電圧範囲と温度範囲にわたって容量を保持します。

動作

LT3513

��3513fb

プリント基板のレイアウト正常動作を実現し、EMIを最小限に抑えるには、プリント基板（PCB）のレイアウトには注意が必要です。降圧レギュレータ回路における大電流経路を図 3に示します。降圧レギュレータでは、大量のスイッチングされた電流が電源スイッチ、キャッチ・ダイオード、入力コンデンサ内を流れます。昇圧レギュレータでは、大量のスイッチングされた電流が電源スイッチ、スイッチング・ダイオード、出力コンデンサ内を流れます。SEPICおよび反転レギュレータでは、大量のスイッチングされた電流が電源スイッチ、スイッチング・ダイオード、タンク・コンデンサ内を流れます。スイッチングされた電流経路の部品によって形成されるループは、できる限り、小さくする必要があります。これらの部品は、インダクタや出力コンデンサとプリント基板の同じ側に配置し、同じ層で接続してください。これらの部品の下にローカルで連続的なグランド・プレーンを配置し、このグランド・プレーンを 1点、理想的には出力コンデンサ C2のグラ

ンド端子でシステム・グランドに接続します。さらに、SWおよび BOOSTノードは、できるだけ小さくします。

熱に関する検討事項LT3513を冷却するのに、PCBにヒート・シンクを設けます。パッケージ底面の露出パッドは、グランド・プレーンに半田付けします。このグランドは、下位にある他の銅の層にサーマル・ビア経由で接続します。LT3513によって消費された熱がこれらの層で放熱されます。キャッチ・ダイオードの近くには、ビアを追加します。最上層と最下位層にさらに銅を追加し、これらの銅をビアを通して内部プレーンと接続するとさらに熱抵抗を削減することができます。これらの対策をとることで、ダイ（または接合部）から周囲への熱抵抗を θJA = 25℃以下に低減することができます。100LFPMの通風で、この熱抵抗をさらに 25%落とすことができます。通風量をさらに増やすことでさらに熱抵抗を下げることができます。

VIN SW

GND

(3a)

VIN

VSW

C1 D1 C2

3519 F03

L1SW

GND

(3c)

VIN SW

GND

(3b)

IC1

図3. （3a）スイッチオフ時の電流からスイッチオン時の電流を差し引く、（3b）高周波数スイッチング電流の経路表示、（3c）このループを小型化。SWとBOOSTノードの電圧もスイッチング可能。これらのノードは可能な限り、小さくしてください。回路がローカル・グランド・プレーンでシールドされていることを確認。

図4. PCB最上面のレイアウト

動作

LT3513

��3513fb

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。

UHFパッケージ38ピン・プラスチックQFN（5mm×7mm）

(Reference LTC DWG # 05-08-1701 Rev C)

5.00 0.10

注記:1.図面はJEDECのパッケージ外形M0-220のバリエーションWHKDに適合

2.図は実寸とは異なる3.すべての寸法はミリメートル

ピン1のトップ・マーキング(NOTE 6)

37

1

2

38

露出パッドの底面

5.50 REF5.15 ± 0.10

7.00 0.10

0.75 0.05

R = 0.125TYP

R = 0.10TYP

0.25 0.05

(UH) QFN REF C 1107

0.50 BSC

0.200 REF

0.00 – 0.05

推奨する半田パッド･レイアウト半田されていない部分に半田マスクをかける

3.00 REF

3.15 ± 0.10

0.40 0.10

0.70 0.05

0.50 BSC5.5 REF

3.00 REF 3.15 ± 0.05

4.10 0.05

5.50 0.05 5.15 ± 0.05

6.10 0.05

7.50 0.05

0.25 0.05

パッケージの外形

4.パッケージの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0.20mm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

ピン1ノッチR = 0.30 TYPまたは0.35 45 の面取り

パッケージ寸法

LT3513

�03513fb

LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2008

LT 0309 REV B • PRINTED IN JAPAN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紀尾井町パークビル8F TEL 03- 5226-7291 l FAX 03-5226-0268 l www.linear-tech.co.jp

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