ltc3877 - vidによる出力電圧設定と値の小さいdcrによる検 …...n...

LTC3877

13877f

詳細： www.linear-tech.co.jp/LTC3877

標準的応用例

特長n 6ビットのパラレルVID（電圧識別）入力により、

0.6V～1.23Vの出力電圧を10mVステップで設定n 出力電圧範囲：0.6V～5V（VIDを使用しない場合）n 極めて値の小さいDCR/RSENSEによる電流検出n 全温度範囲での全レギュレーション電圧精度：±1%（最大）n リモート検出デュアル差動アンプn tON（MIN） = 40ns、高周波数で非常に低いデューティ・サイクルが可能

n 位相同期可能な周波数：250kHz～1MHzn チャネル間の電流ミスマッチ：5%（最大）n 調整可能なソフトスタート電流ランピングおよび

トラッキングn 最多12フェーズまでの複数デバイス動作 n 広い入力電圧範囲：4.5V～38V n デュアル･パワーグッド出力電圧モニタ n 出力過電圧保護n フォールドバック出力電流制限と穏やかな回復

アプリケーションn FPGAおよびプロセッサの電源n サーバおよびコンピューティング

概要

VIDによる出力電圧設定と値の小さいDCRによる検出を備えた

2フェーズ同期整流式降圧コントローラ

LTC®3877は、高度な独自のアーキテクチャを採用した、VIDで設定可能な固定周波数電流モード降圧コントローラです。この新しいアーキテクチャにより電流検出信号の信号対ノイズ比が向上するので、DC抵抗が非常に小さいパワー・インダクタを使用して大電流アプリケーションでの効率を最大限に高めることができます。また、この特長により電流検出誤差が劇的に低減されるので、DCRの小さなマルチフェーズ・アプリケーションにおいて電流分担が大幅に改善されます。さらに、最小オン時間がわずか40nsなので、降圧比が大きい場合でも高いスイッチング周波数を使用できます。

LTC3877の特長は、2つの高速リモート検出差動アンプ、プログラム可能な電流検出制限、およびDCRによる温度補償により全温度範囲にわたって最大出力電流を高精度で制限できることです。LTC3877は±0.5%の精度を保証した0.6V高精度リファレンスも備えています。LTC3877は高さの低い44ピンの7mm×7mm QFNパッケージで供給されます。

高効率の2相単一出力、400kHz、0.9V/60A降圧コンバータ効率および電力損失と負荷電流

L、LT、LTC、LTM、Burst Mode、OPTI-LOOP、PolyPhase、Linear Technologyおよびリニアのロゴはリニアテクノロジー社の登録商標です。その他すべての商標の所有権は、それぞれの所有者に帰属します。5481178、5705919、5929620、6100678、6144194、6177787、6304066、6580258を含む米国特許により保護されています。

LTC3877

+

INTVCC

INTVCC10µF×4

0.1µF 0.1µF

BOOST1

SW1

BG1 BG2

GND

SNSA2+

SNS2–

SNSD2+

FREQVFB2

–ITH2

VFB1

SNSA1+

SNS1–

SNSD1+

DIFFOUT

VOSNS1+

VOSNS1–

ITH1

VFB2+

BOOST2

SW2

0.25µH(0.32mΩ DCR)

CHL_SEL

RUN

VIN

TK/SS2 VID0,5TK/SS1

270µF 4.7µF

VIN6V TO 20V

0.25µH(0.32mΩ DCR)

86.6k0.1µF

330µF×3

100µF×2

330µF×3

3.57k

715Ω

3.57k

715Ω

+

VOUT

8.45k

3877 TA01

VOUT0.9V60A

1.5nF

220nF

10k

34.8kFROM

µP

10k

20k

220nF

220nF

220nF

100µF×2

+

TG2TG1

VID_ENVID1,2,3,4

PINS NOT SHOWN IN THIS CIRCUIT: CLKOUT EXTVCC PGOOD1 PGOOD2 PHASMD ITEMP

ILIM MODE/PLLIN

LOAD CURRENT (A)0

70

EFFI

CIEN

CY (%

)

75

80

85

90

100

10 20 30 40

3877 TA01b

50 60

95

0

4

3

2

1

6

5

8

7

10

9

VOUT = 1.2VVOUT = 0.9VVOUT = 1.2VVOUT = 0.9V

EFFICIENCY

POWER LOSS

12V VIN400kHzCCM

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LTC3877

23877f


ピン配置絶対最大定格

入力電源電圧（VIN） ...............................................–0.3V～40V トップサイド・ドライバ電圧

（BOOST1、BOOST2） ..........................................–0.3V～46V スイッチ電圧（SW1、SW2） .......................................–5V～40V SNSA1+、SNSD1+、SNS1–、SNSA2+、SNSD2+、

SNS2–の電圧 ...............................................–0.3V～ INTVCC（BOOST1-SW1）、（BOOST2-SW2）の電圧 ...............–0.3V～6V

RUNの電圧 ..............................................................–0.3V～9VPGOOD1、PGOOD2、 EXTVCCの電圧 ....................................................–0.3V～6VMODE/PLLIN、FREQ、PHASMDの電圧 .............–0.3V～ INTVCCCHL_SEL、VID、VID_ENの電圧 ........................–0.3V～ INTVCCTK/SS1、TK/SS2の電圧 ....................................–0.3V～ INTVCCITH1、ITH2、ITEMP、ILIMの電圧 ..........................–0.3V～ INTVCCVFB1、VOSNS1+、VOSNS1–、VFB2+、

VFB2–の電圧 .................................................–0.3V～ INTVCCINTVCCのピーク出力電流 ............................................... 100mA動作接合部温度範囲（Note 2、Note 3） ............ –40°C～125°C保存温度範囲.................................................... –65°C～125°C

（Note 1）TOP VIEW

UK PACKAGE44-LEAD (7mm × 7mm) PLASTIC QFN

SNSA1+ 1TK/SS1 2

VOSNS1+ 3

VOSNS1– 4

DIFFOUT 5VFB1 6ITH1 7ITH2 8

TK/SS2 9VFB2

+ 10VFB2

– 11

33 SW132 TG131 BOOST130 BG129 VIN28 INTVCC27 EXTVCC26 BG225 BOOST224 TG223 SW2

44 S

NS1–

43 S

NSD1

+

42 IT

EMP

41 V

ID0

40 V

ID1

39 V

ID2

38 V

ID3

37 V

ID4

36 V

ID5

35 V

ID_E

N34

CHL

_SEL

SNSA

2+ 1

2SN

S2–

13SN

SD2+

14

I LIM

15

RUN

16FR

EQ 1

7M

ODE/

PLLI

N 18

PHAS

MD

19PG

OOD1

20

PGOO

D2 2

1CL

KOUT

22

45SGND/PGND

TJMAX = 125°C, θJA = 34°C/W, θJC = 3.0°C/W EXPOSED PAD (PIN 45) IS SGND/PGND, MUST BE SOLDERED TO PCB

発注情報

無鉛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LTC3877EUK#PBF LTC3877EUK#TRPBF LTC3877UK 44-Lead（7mm×7mm）Plastic QFN –40°C to 125°CLTC3877IUK#PBF LTC3877IUK#TRPBF LTC3877UK 44-Lead（7mm×7mm）Plastic QFN –40°C to 125°Cさらに広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。非標準の鉛ベース仕上げの製品の詳細については、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。無鉛仕上げの製品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の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/LTC3877http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/

LTC3877

33877f


電気的特性

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

メイン制御ループVIN Input Voltage Range 4.5 38 V

VOUT Output Voltage Range When VID Control Disabled

VINTVCC = 5.5V, With Low DCR Sensing (Note 10) Without Low DCR Sensing (Note 9)

0.6 0.6

3.5 5

V V

VOUT_VID Output Voltage When VID Control Enabled (Diff Amp and Error Amp Included)

(Note 4) ITH1 Voltage = 1.2V VID0,1,2,3,4,5 = 0V VID0 = 1V, VID1,2,3,4,5 = 0V VID0,5 = 0V, VID1,2,3,4 = 1V VID1,2,3,4 = 0V, VID0,5 = 1V VID0,1,2,3,4,5 = 1V

l

l

l

l

l

594 604 891 921

1.218

600 610 900 930 1.23

606 616 909 939

1.242

mV mV mV mV

V

IQ Input DC Supply Current Normal Operation Shutdown

(Note 5) VIN = 15V, VRUN = 5V, No Switching, EXTVCC Float VRUN = 0V

7.3 33

10 50

mA µA

UVLO Undervoltage Lockout Threshold VINTVCC Ramping Down 3.6 3.8 4.1 V

UVLOHYS UVLO Hysteresis 0.5 V

VFB2+ Regulated VOUT Feedback Voltage Including Diffamp Error (Channel 2)

(Note 4), ITH2 Voltage = 1.2V (–40°C to 85°C) (Note 4), ITH2 Voltage = 1.2V (–40°C to 125°C)

l

597 595.5

600 600

603 604.5

mV mV

IFB1 Channel 1 Feedback Current (Note 4) 2 20 nA

IFB2+ Channel 2 Feedback Current (Note 4) 40 100 nA

DFMAX Maximum Duty Cycle In Dropout, fOSC = 625kHz l 94 96 %

VOVL Feedback Overvoltage Lockout Measured at VFB1, VFB2+ 650 670 690 mV

VREFLNREG Reference Voltage Line Regulation VIN = 4.5V to 38V (Note 4) 0.002 0.01 %/V

VLOADREG Output Voltage Load Regulation (Note 4) In Servo Loop; ∆ ITH Voltage = 1.2V to 0.7V In Servo Loop; ∆ ITH Voltage = 1.2V to 1.6V

l

l

0.01 –0.01

0.1 –0.1

% %

gm1,2 EA Transconductance ITH1,2 Voltage = 1.2V; Sink/Source 5μA (Note 4) 2.5 mmho

ITEMP DCR Temp.Compensation Current VITEMP = 0.5V 29 30 31 μA

tSSINT Internal Soft Start Time VTK/SS = 5V (Note 8) 600 µs

ITK/SS1,2 Soft Start Charge Current VTK/SS = 0V l 1.0 1.25 1.5 µA

VRUN RUN Pin ON Threshold VRUN Rising l 1.1 1.22 1.35 V

VRUN HYS RUN Pin ON Hysteresis 80 mV

IRUN HYS RUN Pin Current Hysteresis 4.5 µA

電流検出ISNSA+ AC Sense Pin Bias Current VSNSAn+ = 1V l 55 120 nA

ISNSD+ DC Sense Pin Bias Current VSNSDn+ = 1V l 30 50 nA

AVT_SNS Total Sense Gain to Current Comp 5 V/V

lは全動作接合部温度範囲での規格値を意味する。それ以外はTA ＝25°Cでの値（Note 3）。注記がない限り、VIN = 15V、VRUN = 5V。

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LTC3877

43877f


電気的特性lは全動作接合部温度範囲での規格値を意味する。それ以外はTA ＝25°Cでの値（Note 3）。注記がない限り、VIN = 15V、VRUN = 5V。SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

VSENSE(MAX)DC Maximum Current Sense Threshold with Low DCR Sensing (Note 10)

VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 0V VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 1/4 INTVCC VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 1/2 INTVCC VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 3/4 INTVCC VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = INTVCC

9 14 19

23.5 28.5

10 15 20 25 30

11 16 21

26.5 31.5

mV mV mV mV mV

–40°C to 125°C VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 0V VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 1/4 INTVCC VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 1/2 INTVCC VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 3/4 INTVCC VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = INTVCC

l

l

l

l

l

8.5 13.5 17.5 22

26.5

10 15 20 25 30

11.5 16.5 22.5 28

33.5

mV mV mV mV mV

VSENSE(MAX)NODC Maximum Current Sense Threshold without Low DCR Sensing (Note 11)

VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 0V VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 1/4 INTVCC VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 1/2 INTVCC VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = 3/4 INTVCC VSNS–(s) = 0.9V, ILIM = INTVCC

l

l

l

l

l

45 70 95

117.5 142.5

50 75 100 125 150

55 80 105

132.5 157.5

mV mV mV mV mV

IMISMATCH Channel-to-Channel Current Mismatch ILIM = Float 5 %

差動アンプ1ICL Maximum Output Current 3 5 mA

VOUT(MAX) Maximum Output Voltage IDIFFOUT = 300μA INTVCC – 1.5V V

GBW Gain Bandwidth Product (Note 8) 3 4.5 MHz

Slew Rate Differential Amplifier Slew Rate (Note 8) 2V V/µs

VIDパラメータRTOP VID Top Resistance (Note 8) 3.33 kΩ

デジタル入力VID0,1,2,3,4,5、VID_EN、CHL_SELVIH Input High Threshold Voltage 0.7 V

VIL Input Low Threshold Voltage 0.3 V

Rpd Pin Pull-down Resistor 100 kΩ

ゲート・ドライバTG RUP1,2 TG Pull-Up RDS(ON) TG High 2.6 Ω

TG RDOWN1,2 TG Pull-Down RDS(ON) TG Low 1.5 Ω

BG RUP1,2 BG Pull-Up RDS(ON) BG High 2.4 Ω

BG RDOWN1,2 BG Pull-Down RDS(ON) BG Low 1.1 Ω

TG1,2 tr TG1,2 tf

TG Transition Time Rise Time Fall Time

(Notes 6, 8) CLOAD = 3300pF CLOAD = 3300pF

25 25

ns ns

BG1,2 tr BG1,2 tf

BG Transition Time Rise Time Fall Time

(Notes 6, 8) CLOAD = 3300pF CLOAD = 3300pF

25 25

ns ns

TG/BG t1D Top Gate Off to Bottom Gate On Delay CLOAD = 3300pF Each Driver 30 ns

BG/TG t2D Bottom Gate Off to Top Gate On Delay CLOAD = 3300pF Each Driver 30 ns

tON(MIN) Minimum On-Time (Note 7) 40 ns


LTC3877

53877f


電気的特性lは全動作接合部温度範囲での規格値を意味する。それ以外はTA ＝25°Cでの値（Note 3）。注記がない限り、VIN = 15V、VRUN = 5V。SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

INTVCCリニア・レギュレータVINTVCC Internal LDO Output Voltage 6V < VIN < 38V 5.3 5.5 5.7 V

VLDO INT INTVCC Load Regulation ICC = 0 to 20mA 0.5 2.0 %

VEXTVCC EXTVCC Switchover Voltage EXTVCC Rising l 4.5 4.7 V

VLDO EXT EXTVCC Voltage Drop ICC = 20mA, VEXTVCC = 5.5V 40 100 mV

VLDOHYS EXTVCC Hysteresis 300 mV

発振器とフェーズロック・ループfNOM Nominal Frequency VFREQ = 1.22V 575 625 675 kHz

fRANGE PLL SYNC Range l 250 1000 kHz

VSYNC MODE/PLLIN Sync Input Threshold VSYNC Rising VSYNC Falling

1.6 1

V V

RMODE/PLLIN MODE/PLLIN Input Resistance 250 kΩ

IFREQ Frequency Setting Current VFREQ = 1.2V 9 10 11 μA

VCLKOUT High Output Voltage Low Output Voltage

VINTVCC = 5.5V 4 5.5 0

0.2

V V

Φ2 – Φ1 Channel 2 to Channel 1 Phase Delay VPHSMD = 0V VPHSMD = Float VPHSMD = INTVCC

180 180 240

Deg Deg Deg

ΦCLKOUT – Φ1 CLKOUT to Channel 1 Phase Delay VPHSMD = 0V VPHSMD = Float VPHSMD = INTVCC

60 90 120

Deg Deg Deg

パワーグッド出力VPGL PGOOD Voltage Low IPGOOD = 2mA 0.1 0.3 V

IPGOOD PGOOD Leakage Current VPGOOD = 5.5V 2 µA

VPG PGOOD Trip Level VFB1, VFB2+ with Respect to Set Output Voltage VFB1, VFB2+ Ramping Up VFB1, VFB2+ Ramping Down

10 –10

% %

TDELAY VPGOOD High to Low Delay Time 50 µs

TBLANK PGOOD Bad Blanking Time Measure from VID Transition Edge 235 µs

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。また、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おそれがある。Note 2：TJは、周囲温度TAおよび電力損失PDから次式に従って計算される。 TJ = TA＋（PD • 34°C/W）Note 3：LTC3877はTJがTAにほぼ等しいパルス負荷条件でテストされる。LTC3877Eは、0°C～85°Cの接合部温度で仕様に適合することが保証されている。–40°C～125°C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。LTC3877Iは−40°C～125°Cの全動作接合部温度範囲で保証されている。これらの仕様と合致する最大周囲温度は、基板レイアウト、パッケージの定格熱インピーダンスおよび他の環境要因と関連した特定の動作条件によって決まることに注意。Note 4：LTC3877は帰還ループを使ってVITH1,2を規定電圧にサーボ制御し、そのときのVOSNS1+、VFB2+ 電圧を測定してテストされる。Note 5：動作時の電源電流は、スイッチング周波数で供給されるゲート電荷によって増加する。

「アプリケーション情報」を参照。

Note 6：立ち上がり時間と立ち下がり時間は10%と90%のレベルを使って測定する。遅延時間は50%レベルを使って測定する。Note 7：最小オン時間条件は、IMAXの40%以上のインダクタのピーク・トゥ・ピーク・リップル電流に対して規定される（「アプリケーション情報」セクションの「最小オン時間に関する検討事項」を参照）。Note 8：設計により保証されている。Note 9：VID_ENピンおよびSNSD+ピンを、両方ともGNDに接続する。チャネル1の出力で5Vを得るには、VOSNS1+ピンを外付け抵抗分割器の中点に接続し、VFB1ピンをDIFFOUTピンに短絡する必要がある。Note 10：SNSD+ピンをVOUTに接続する。Note 11：SNSD+ピンをGNDに接続する。


LTC3877

63877f


標準的性能特性

負荷ステップ（図16のアプリケーション回路）（強制連続モード）

負荷ステップ（図16のアプリケーション回路）（パルススキップ・モード）

軽負荷時のインダクタ電流プリバイアスした0.6V出力同時出力トラッキング

効率と出力電流およびモード（最後のページの回路）

効率と出力電流およびモード（最後のページの回路）効率と出力電流および電圧

負荷ステップ（図16のアプリケーション回路）（Burst Mode動作）

LOAD CURRENT (A)

30

EFFI

CIEN

CY (%

)

90

100

20

10

80

50

70

60

40

0 1510 2520 30

3877 G01

05

CONTINUOUS MODEBURST MODE

VIN = 12VVOUT = 1.2V

LOAD CURRENT (A)

30EF

FICI

ENCY

(%)

90

100

20

10

80

50

70

60

40

0 15 20 3025

3877 G02

0105

CONTINUOUS MODEBURST MODE

VIN = 12VVOUT = 0.9V

LOAD CURRENT (A)

60

EFFI

CIEN

CY (%

)

90

95

55

85

70

80

75

65

0 15 20 3025

3877 G03

50105

VOUT = 1.8VVOUT = 1.2VVOUT = 0.9V

VIN = 12VCCM

ILOAD40A/DIV

5A TO 40A

VOUT100mV/DIV

AC-COUPLED

50µs/DIV 3877 G04VIN = 12VVOUT = 0.9V

IL1, IL210A/DIV

ILOAD40A/DIV

5A TO 40A

VOUT100mV/DIV

AC-COUPLED


IL1, IL210A/DIV

ILOAD40A/DIV

5A TO 40A

VOUT100mV/DIV

AC-COUPLED


IL1, IL210A/DIV

VIN = 12VVOUT = 0.9VILOAD = 2A

5µs/DIV 3877 G07

FORCEDCONTINUOUS

MODE10A/DIV

Burst ModeOPERATION

10A/DIV

PULSE-SKIPPING

MODE10A/DIV

VOUT500mV/DIV

VFB500mV/DIV

TK/SS500mV/DIV

2.0ms/DIV 3877 G08VIN = 12VVOUT = 0.9VCCM: NO LOAD

RUN2V/DIV

VOUT1VOUT2

500mV/DIV

20ms/DIV 3877 G09VIN = 12VVOUT1 = 1.2V, RLOAD = 12Ω, CCMVOUT2 = 0.9V, RLOAD = 6Ω, CCM

VOUT1

VOUT2


LTC3877

73877f



トラッキングアップ /トラッキングダウン、外部ランプ信号を使用

TK/SSのプルアップ電流と温度

安定化された帰還電圧と温度

INTVCCの入力レギュレーション電流検出しきい値とITHの電圧

最大電流検出しきい値と同相電圧最大電流検出しきい値と帰還電圧（電流フォールドバック）

発振器周波数と入力電圧発振器周波数と温度

TK/SS1TK/SS22V/DIV

VOUT1VOUT2

500mV/DIV

10ms/DIV 3877 G10VIN = 12VVOUT1 = 0.9V, 1Ω LOADVOUT2 = 1.2V, 1.5Ω LOAD

VOUT1

VOUT2

INPUT VOLTAGE (V)

3

INTV

CC V

OLTA

GE (V

)

6

2

1

5

4

0 20 25 30 35 40

3877 G11

010 155

ITH VOLTAGE (V)0

–10

CURR

ENT

SENS

E TH

RESH

OLD

(mV)

–5

5

10

15

40

25

0.5 1

3877 G12

0

30

35

20

1.5 2

ILIM = 0ILIM = 1/4 INTVCCILIM = 1/2 INTVCCILIM = 3/4 INTVCCILIM = INTVCC

VSENSE COMMON MODE VOLTAGE (V)0

20

25

35

3

3877 G13

15

10

1 2 4

5

0

30

CURR

ENT

SENS

E TH

RESH

OLD

(mV)

ILIM = INTVCC

ILIM = 3/4 INTVCC

ILIM = 1/2 INTVCC

ILIM = 1/4 INTVCC

ILIM = GND

FEEDBACK VOLTAGE (V)0

35

30

25

20

15

10

5

00.3 0.5

3877 G14

0.1 0.2 0.4 0.6

MAX

IMUM

CUR

RENT

SEN

SE T

HRES

HOLD

(mV)

ILIM = INTVCC

ILIM = 3/4 INTVCC

ILIM = 1/2 INTVCC

ILIM = 1/4 INTVCC

ILIM = GND

TEMPERATURE (°C)

600

FEED

BACK

VOL

TAGE

(mV)

603

599

598

602

601

–55 3520 806550 95 110125

3877 G15

597–25–40 –10 5

TEMPERATURE (°C)–55 –40 –25 –10

OSCI

LLAT

OR F

REQU

ENCY

(kHz

)

600

800

1000

125

3877 G16

400

200

05 20 35 50 65 80 95 110

1400

VFREQ = INTVCC

VFREQ = 1.22V

VFREQ = GND

1200

INPUT VOLTAGE (V)0

OSCI

LLAT

OR F

REQU

ENCY

(kHz

)

500

600

700

40

3877 G17

400

300

200

0105 15 20 25 30 35

100

900

VFREQ = INTVCC

VFREQ = 1.22V

VFREQ = GND

800

TEMPERATURE (°C)

1.25

TK/S

S CU

RREN

T (µ

A)

1.4

1.2

1.15

1.35

1.3

–55 20 655035 80 95 110125

3877 G18

1.1–40–25–10 5


LTC3877

83877f



シャットダウン電流と温度

静止電流と温度（EXTVCCなし）

静止電流と入力電圧（EXTVCCなし）

低電圧ロックアウトしきい値（INTVCC）と温度

シャットダウン電流と入力電圧

VIDの過渡電圧（図16のアプリケーション回路）

全てのVIDピンが“L”の場合のVID_ENの過渡電圧（図16のアプリケーション回路）

全てのVIDピンが“H”の場合のVID_ENの過渡電圧（図16のアプリケーション回路）

シャットダウン（RUN）のしきい値と温度

VID0 ~ VID5

VOUT

50µs/DIV 3877 G25

IL1, IL220A/DIV

VID_EN HIGHCCM, 40mΩ LOADVOUT = 0.6V TO 1.23V TO 0.6V

VID_EN

VOUT

50µs/DIV 3877 G26

IL1, IL220A/DIV

ALL VID PINS LOWCCM, 40mΩ LOADVOUT = 0.9V TO 0.6V TO 0.9V

VID_EN

VOUT

50µs/DIV 3877 G27

IL1, IL220A/DIV

ALL VID PINS HIGHCCM, 40mΩ LOADVOUT = 0.9V TO 1.23V TO 0.9V

TEMPERATURE (°C)

1.15

RUN

PIN

THRE

SHOL

D (V

)

1.35

1.3

1.1

1.05

1.25

1.2

–55 205 35 6550 9580 110

ON

OFF

125

3877 G19

1–40 –10–25

TEMPERATURE (°C)–55–40

5

4.5

4

3.5

335 6550 110

3877 G20

–25–10 205 9580 125

UVLO

THR

ESHO

LD (V

)FALLING

RISING

TEMPERATURE (°C)

6.5

V IN

QUIE

SCEN

T CU

RREN

T (m

A)

9.5

10

6.0

5.5

9.0

7.5

8.5

8.0

7.0

–55 7045 95 120 145

3877 G21

5.020–5–30

INPUT VOLTAGE (V)

3

V IN

QUIE

SCEN

T CU

RREN

T (m

A)

9

10

2

1

8

5

7

6

4

0 20 30 40

3877 G22

010

TEMPERATURE (°C)–550

V IN

SHUT

DOW

N CU

RREN

T (µ

A)

20

60

–10 65 80

3877 G23

10

50

40

30

–40–25 5035205 95 110125INPUT VOLTAGE (V)

00

V IN

SHUT

DOW

N CU

RREN

T (µ

A)

5

15

20

25

50

35

10 20 25

3877 G24

10

40

45

30

5 15 30 35 40


LTC3877

93877f


ピン機能RUN（ピン16）：実行制御入力。このRUNピンの電圧が1.22Vを超えると、デバイスがオンします。このピンの電圧を1.14Vより下に強制すると、デバイスがシャットダウンします。このピンに1.0μAのプルアップ電流が流れます。RUNピンの電圧が1.22Vより高くなると、ピンのプルアップ電流が4.5μA増加します。VINが十分高くなるまでデバイスがオンしないようにするために、抵抗分割器をVINおよびSGND間に接続し、中間タップをRUNピンに接続することを強く推奨します。

VID0、VID1、VID2、VID3、VID4、VID5（ピン41、ピン40、ピン39、ピン38、ピン37、ピン36）：出力電圧を設定するためのデジタルVID入力。これらのピンの内部では、100kΩのプルダウン抵抗がそれぞれ接続されています。

VID_EN（ピン35）：VIDのイネーブル・ピン。このピンがアサートされると、起動が完了した後に、VID入力によってチャネル1の出力が設定されます。CHL_SELピンを“H”にしてLTC3877を2相単一出力コントローラとして構成した場合、LTC3877の出力は、VID_ENがアサートされた後に、VIDピンを通じて設定されます。VID_ENがアサートされる前に、チャネル1の出力は外付け抵抗分割器によって設定されます。このピンの内部では、100kΩのプルダウン抵抗が接続されています。

CHL_SEL（ピン34）：チャネル構成ピン。このピンがアサートされると、2つのチャネルが2相単一出力レギュレータとして構成され、VID_ENがアサートされた場合に、VID入力によって出力電圧を設定できます。このピンを接地した場合、2つのチャネルは独立して動作します。チャネル1の出力は、VID_ENが“H”の場合に、VID入力によって設定できますが、チャネル2の出力は、外付け抵抗分割器によって設定する必要があります。このピンの内部では、100kΩのプルダウン抵抗が接続されています。

VOSNS1+（ピン3）：チャネル1のリモート検出差動アンプの正入力。このピンはリモート負荷電圧に直接接続します。

VOSNS1–（ピン4）：チャネル1のリモート検出差動アンプの負入力。このピンは、負荷の近くの出力コンデンサの負端子に接続します。

DIFFOUT（ピン5）：チャネル1のリモート検出差動アンプの出力。チャネル1でリモート検出を使用する場合、このピンを抵抗分割器を介してVFB1に接続します。

VFB1（ピン6）：チャネル1のエラーアンプの帰還入力。このピンは、出力両端の外付け抵抗分割器からの、リモート検出された帰還電圧を受け取ります。チャネル1のエラーアンプは、VID_ENがアサートされた場合、このピンから切り離されます。

VFB2+（ピン10）：チャネル2のリモート検出差動アンプの正入力。このピンは、出力両端の外付け抵抗分割器からの、リモート検出された帰還電圧を受け取ります。差動アンプの出力は、デバイスの内部でエラーアンプの入力に直接接続されます。

VFB2–（ピン11）：チャネル2のリモート検出差動アンプの負入力。リモート検出機能を使用する場合は、このピンを負荷の近くの出力コンデンサの負端子に接続します。

SNSA1+、SNSA2+（ピン1、ピン12）：AC電流検出コンパレータの入力の正端子。AC電流コンパレータへの（+）入力は通常、DCR検出ネットワークに接続されます。各チャネルのSNSD+ピンがこのネットワークに接続された場合、デバイスに発生するチャネルのACリップル電圧が、実質的に5倍に増加します。

SNSD1+、SNSD2+（ピン43、ピン14）：DC電流検出コンパレータの入力の正端子。DC電流コンパレータへの（+）入力は通常、DC電流検出ネットワークに接続されます。このピンを接地した場合、各相の電流制限が5倍に増加します。

SNS1–、SNS2–（ピン44、ピン13）：ACおよびDC電流検出コンパレータの入力の負端子。電流コンパレータへの（–）入力は、インダクタ（または、電流検出抵抗を使用する場合は、その電流検出抵抗）の出力に接続します。

ILIM（ピン15）：電流コンパレータの検出電圧範囲入力。このピンに加えられるDC電圧は、最大電流検出しきい値を、電流コンパレータの5つの異なるレベルのいずれかに設定します。

ITH1、ITH2（ピン7、ピン8）：電流制御しきい値およびエラーアンプの補償点。電流コンパレータのトリップしきい値は、この制御電圧に応じて増加します。


LTC3877

103877f


TK/SS1、TK/SS2（ピン2、ピン9）：出力電圧トラッキングとソフトスタート入力。1つのチャネルがマスタになるように構成されていると、このピンからグランドに接続したコンデンサによってマスタ・チャネルの出力電圧のランプ・レートが設定されます。チャネルがスレーブになるように構成されていると、マスタ・チャネルの帰還電圧が抵抗分割器によって再生され、このピンに印加されます。これらのピンは1.25μAの内部ソフトスタート電流によって充電されます

ITEMP（ピン42）：温度検出コンパレータの入力。このピンは、インダクタDCRの温度係数を補償するように設定できます。CHL_SELがアサートされた場合、このピンの電圧を使用して両方のチャネルの温度を補償できます。CHL_SELが接地された場合、このピンの電圧は、温度に対してチャネル1の電流制限のみを補償します。このピンは適切なインダクタの近くに配置した外付けNTC抵抗ネットワークに接続します。このピンをフロート状態にすると、DCR温度補償機能をディスエーブルします。

PGOOD1、PGOOD2（ピン20、ピン21）：各チャネルのパワーグッド・インジケータの出力。オープンドレインのロジックで、各チャネルの出力が±10%のレギュレーション範囲から外れると、50μsの内部パワーバッド・マスク・タイマ時間が経過してからグランドに引き下げられます。VIDの遷移時に、PGOODは235μsの間ブランキングされます。

MODE/PLLIN（ピン18）：強制連続モード、Burst Modeまたはパルススキップ・モードの選択ピンおよび位相検出器への外部同期入力ピン。デバイスを強制的に強制連続モード動作に設定するには、このピンをSGNDに接続します。パルススキップ・モード動作をイネーブルするにはINTVCCに接続します。このピンをフロート状態にしておくと、Burst Mode動作がイネーブルされます。このピンにクロックを印加すると、デバイスを強制的に連続動作モードに設定し、内部発振器をこのピンのクロックに同期させます。PLL補償ネットワークがデバイスに搭載されています。

FREQ（ピン17）：発振器周波数制御入力。このピンから10μAの高精度電流が流れ出します。このピンからグランドに抵抗を接続すると電圧が設定され、その電圧によって周波数が設定されます。これに代わる方法として、このピンをDC電圧で駆動して内部発振器の周波数を変更することもできます。

PHASMD（ピン19）：位相設定ピン。このピンはSGNDに接続するか、INTVCCに接続するか、フロート状態のままにしておくことができます。このピンは、内部コントローラ間の相対位相と、CLKOUT信号の位相調整を決定します。詳細は、「動作」のセクションの表1を参照してください。

CLKOUT（ピン22）：クロック出力ピン。PolyPhaseシステムでの複数のLTC3877の使用を可能にするために、PHASMDによって位相を変更できるクロック出力。信号振幅は、INTVCCからグランドまでです。

BOOST1、BOOST2（ピン31、ピン25）：昇圧されたフローティング・ドライバ電源。ブートストラップ・コンデンサの（+）端子をこれらのピンに接続します。これらのピンは、INTVCCよりダイオードの電圧降下分だけ低い電圧からVIN＋INTVCCまで振幅します。

TG1、TG2（ピン32、ピン24）：上側ゲート・ドライバ出力。これらは、電圧振幅がスイッチ・ノード電圧にINTVCCを重ね合わせた電圧に等しいフローティング・ドライバの出力です。

SW1、SW2（ピン33、ピン23）：インダクタに接続するスイッチ・ノード。これらのピンの電圧振幅は、グランドより（外付け）ショットキ・ダイオードの電圧降下分だけ低い電圧からVINまでです。

BG1、BG2（ピン30、ピン26）：下側ゲート・ドライバ出力。これらのピンは、下側のNチャネルMOSFETのゲートをPGNDとINTVCCの間で駆動します。

VIN（ピン29）：主入力電源。このピンは、0.1μF～1μFのコンデンサによってPGNDにバイパスしてください。

INTVCC（ピン28）：内蔵5.5Vレギュレータの出力。制御回路には、この電圧源から給電されます。最小4.7μFの低ESRタンタル・コンデンサまたはセラミック・コンデンサを使って、このピンをPGNDにバイパスしてください。

EXTVCC（ピン27）：INTVCCに接続された内部スイッチへの外部電源入力。EXTVCCが4.7Vより高くなると、この内部スイッチが閉じ、内部低ドロップアウト・レギュレータをバイパスしてデバイスに電力を供給します。このピンの電圧が6Vを超えないようにしてください。

SGND/PGND（露出パッドのピン45）：信号/電源グランド・ピン。このピンは、下側のNチャネルMOSFETのソースおよびVINとINTVCCのバイパス・コンデンサの負端子の近くに接続します。また、全ての小信号用部品および補償用部品もこのグランドに接続してください。

ピン機能


LTC3877

113877f


ブロック図

– + –+ +

SLEEP

INTVCC

0.55V

– +

– +

0.5V

SS

1.22V

– +RUN 1.25µAVIN

EA1

ITH

R4VID_EN

VFB_VID

VFB1

GND

DIFFOUT

CHL_SEL

R3

VID0

VID1

VID2

VID3

VID4

VID5

RCCC1

CSS

VFB1INT

VFB2INT

RUN TK/SS

0.6VREF

SR Q

5.5VREG

ACTIVE CLAMP

OSC

5k

MODE/SYNCDETECT

SLOPE COMPENSATION

UVLO

150kITHB

1µA/5.5µA

FREQ

CLKOUT

MODE/PLLIN PHASMD

ITEMP30µA

0.6V

BURST EN

EXTVCC

KNTC

ILIM

–

+ –

+ICMP IREV

F

– +

4.7V

F

–

+

–

+

OV1

UV1

–

+DIFFAMP2

–

+AMP

0.555V

PGOOD

GND CVCC

CBM1

M2

VOUT1

VOUT2

VIN

COUT

R6

R5

DB

BG

SNS–

SNSA+

SW

TG

BOOST

INTVCC

VFB2–

VFB2+

SNSD+

0.66V

40k 40k

40k

40k

SWITCHLOGIC

ANDANTISHOOT-THROUGH

OV

RUN

ON

FCNT

PLL-SYNC

TEMPSNS

+

CIN+

VIN

SNS–

R2

R1

40k 40k

3877 BD

VOSNS1–

VOSNS1+

40k

40k

VID

LOGI

C

–

+DIFFAMP1 –

+BUFFER1

–

+BUFFER2

UV2

OV2

EA2


LTC3877

123877f


動作メイン制御ループLTC3877は、両方のチャネルが180°または240°位相をシフトして動作する、固定周波数、電流モード降圧コントローラです。通常動作時は、各チャネルのクロックがRSラッチをセットすると、そのチャネルの上側MOSFETがオンし、メインの電流コンパレータICMPがRSラッチをリセットするとオフします。ICMPがRSラッチをリセットするときのピーク・インダクタ電流は、各エラーアンプEAの出力であるITHピンの電圧によって制御されます。リモート検出アンプ（DIFFAMP）は、出力（または、動作モードによっては、出力帰還抵抗分割器）で検出された差動電圧を、SGNDを基準にする内部電圧に変換します。この帰還信号は、EAによって内部0.6Vリファレンス電圧と比較されます。負荷電流が増加すると、0.6Vのリファレンスに対して帰還電圧がわずかに減少し、その結果、ITH電圧は、平均インダクタ電流が新たな負荷電流に釣り合うまで上昇します。上側のMOSFETがオフした後は、インダクタ電流が逆流し始めて逆電流コンパレータIREVがそれを検出するまでか、または次のサイクルが始まるまで、下側のMOSFETがオンします。

INTVCC/EXTVCC電源上側と下側のMOSFETドライバおよび他の大部分の内部回路への電源は、INTVCCピンから供給されます。EXTVCCピンをオープンのままにするか4.5Vより低い電圧に接続すると、内部の5.5Vリニア・レギュレータが INTVCCの電力をVINから供給します。EXTVCCが4.7Vを超えると、5.5Vレギュレータはオフし、内部スイッチがオンして、EXTVCCからデバイスに電力を供給できます。EXTVCCを使用する場合、VINの電圧は、常にEXTVCCの電圧より高くなければならず、EXTVCCが印加されるより前に印加される必要があります。そうでないと、EXTVCCの電流が内部スイッチのボディー・ダイオードを通ってVINに逆流し、デバイスを損傷するおそれがあります。EXTVCCピンを使用することにより、高効率の外部電源からINTVCCの電力を得ることができます。

各上側MOSFETドライバはフローティング状態のブートストラップ・コンデンサCBからバイアスされます。このコンデンサは通常、上側MOSFETがオフしているとき、各オフサイクル中に外付けのダイオードを通じて再充電されます。入力電圧VINがVOUTに近い電圧まで低下してくると、ループがドロップアウト状態に入り、上側のMOSFETを連続してオンしようとすることがあります。ドロップアウト検出器がこれを検出し、3サイクル毎にクロック周期の約1/12の時間に100nsを加えた期間トップMOSFETを強制的にオフして、CBの再充電を可

能にします。ただし、ドロップアウトへの移行時には負荷が与えられているか、またはデバイスが低周波数で動作するようにして、CBを確実に再充電することを推奨します。

チャネル選択（CHL_SELピン）：LTC3877には、CHL_SELピンで選択できる2つの代替構成があります。CHL_SELがアサートされると、コントローラは2相単一出力構成になります。チャネル2の差動アンプ（DIFFAMP2）およびエラーアンプ（EA2）がディスエーブルされている間、チャネル1がマスタ・チャネルになります。2つのチャネルはチャネル1のエラーアンプ（EA1）を共有し、2つのチャネルの帰還電圧が内部で短絡します。また、内部回路は、インダクタのDCR温度補償を2つのチャネル間で共有できるようにします。また、VID_ENがアサートされた場合、6ビットの電圧識別（VID）入力によって出力を設定できます。そうでない場合、出力は、VFB1ピンに接続された外付け抵抗分割器によって設定されます。

CHL_SELピンが接地された場合、2つのチャネルは独立して動作します。チャネル2の出力は、VFB2+ピンおよびVFB2–ピンの間の外付け抵抗分割器によって設定されます。チャネル1の出力は、VID_ENピンが“H”の場合はVID入力によって設定され、VID_ENが接地された場合はVFB1ピンの外付け抵抗分割器によって設定されます。

CHL_SELピンの内部では、100kのプルダウン抵抗が接続されています。このピンは、ロジック“L”状態にする必要がある場合、フロート状態にするのではなく、接地することが推奨されます。CHL_SELピンのロジック“L”しきい値は0.3V、ロジック“H”しきい値は0.7Vです。

出力電圧設定（VID0～VID5ピン）および VIDモード（VID_ENピン）LTC3877の出力電圧は、VID_ENピンの状態に応じて、内部電圧識別（VID）抵抗バンクまたは外付け抵抗分割器によって設定できます。VID_ENが“H”に駆動される前に、出力電圧は、VFB1ピンに接続された外付け抵抗分割器によって設定されます。VID_ENが“H”になると、VFB1ピンの電圧が無視され、0.6V～1.23Vの出力電圧を10mVステップで指定する6ビットのパラレルVID入力によって、出力電圧がデジタルに設定されます。CHL_SELピンが接地されると、VIDモードはチャネル1でのみ使用可能になります。CHL_SELがアサートされると、VIDモードは両方のチャネルで使用可能になります。全てのVID入力ピンおよびVID_ENピンの内部では、100kのプ


LTC3877

133877f


動作

ルダウン抵抗が接続されています。これらのピンは、ロジック“L”状態にする必要がある場合、フロート状態にするのではなく、接地することが推奨されます。VIDピンおよびVID_ENピンのロジック“L”しきい値は0.3V、ロジック“H”しきい値は0.7Vです。

図1に、FPGAの電力を供給するLTC3877の概念的な例を示します。最初に、LTC3877が起動します。出力電圧は、外付け抵抗分割器によって、0.9Vなどの初期電圧に設定されます。LTC3877の起動が完了すると、LTC3877のパワーグッド（PGOOD）ピンが“H”になり、シーケンスの2番目のDC/DCレギュレータをオンします。この2番目のレギュレータは、LTC3877であっても、LTC3877でなくても構いません。2番目のレギュレータの出力電圧の準備ができると、パワーグッド信号（PGOOD2）によって3番目のレギュレータが起動されます。

これが、全てのレギュレータがパワーアップするまで繰り返されます。最後のレギュレータは、PGOOD3などのレディ信号を送信します。その後、FPGAが初期化され、FPGAのレディ信号（INIT_DONE）を送信します。これら2つのレディ信号がアサートされると、外部のANDゲートがLTC3877のVID_ENピンを“H”に駆動します。このとき、LTC3877は、FPGAから供給されるVID入力に従って、その出力電圧を安定化します。VID信号は、VID_ENがアサートされる前、またはアサートされた後にLTC3877に送信できます。VID_ENが“H”になる前は、VID入力は無視されます。

シャットダウンと起動（RUNおよびTK/SS1、TK/SS2の各ピン）LTC3877はRUNピンを使ってシャットダウンすることができます。RUNピンの電圧を1.14Vより下げると、両方のチャネルと、INTVCCレギュレータを含むほとんどの内部回路がディスエーブルされます。RUNを解放すると、1μAの内部電流源がRUNピンをプルアップし、コントローラをイネーブルします。あるいは、RUNピンを外部から引き上げるか、またはロジックで直接ドライブすることもできます。このピンの絶対最大定格である6Vを超えないように注意してください。

各チャネルの出力電圧（VOUT）の起動はTK/SSピンの電圧によって制御されます。TK/SSピンの電圧が0.6Vの内部リファレンス電圧より低いと、LTC3877はVFBの電圧を0.6Vのリファレンス電圧ではなくTK/SSピンの電圧に制御します。このため、外付けコンデンサをTK/SSピンからSGNDに接続することにより、TK/SSピンを使ってソフトスタート期間を設定することができます。1.25μAの内部プルアップ電流源がこのコンデンサを充電し、TK/SSピンに電圧ランプを発生します。TK/SS電圧が0Vから0.6V（さらにそれより上）に直線的に上昇するのに応じて、出力電圧VOUTもゼロからその最終値まで円滑に上昇します。代わりに、TK/SSピンを使って、VOUTの起動を別の電源の起動に追従させることができます。このためには通常、別の電源からグランドに接続された外付け抵抗分圧器をTK/SSピンに接続する必要があります（「アプリケーション情報」のセクションを参照）。RUNピンを“L”にしてコントローラをディスエーブルするか、またはINTVCCが低電圧ロックアウトしきい値である3.7Vより低くなると、TK/SSピンは内部のMOSFETによって“L”になります。低電圧ロックアウト時には、両方のチャネルがディスエーブルされ、外部MOSFETはオフに保たれます。

VID_EN VOLTAGE_ID

VCC1

M2

C2

0.9V

FPGA

LTC3877

PGOOD

VID0VID1VID2VID3VID4VID5

DC/DCREGULATOR

VCC2 1.8V

TK/SS

PGOOD2

DC/DCREGULATOR

VCC3 3.3V

INIT_DONE

TK/SS

PGOOD33877 F01

M3

C3

図1．推奨されるFPGA VIDレギュレータの図


LTC3877

143877f


内部ソフトスタートデフォルトでは、出力電圧の起動は通常、内部ソフトスタート・ランプによって制御されます。この内部ソフトスタート・ランプは、エラーアンプの非反転入力のうち1つです。VFB信号は、エラーアンプの3つの非反転入力（内部ソフトスタート・ランプ、TK/SSピン、または600mVの内部リファレンス）のうちの最も低い値に安定化されます。ランプ電圧が約600μsの間に0Vから0.6Vまで上昇すると、出力電圧はプリバイアスされた値から最終的な設定値までスムーズに上昇します。アプリケーションによっては、負荷電圧がゼロでない状態でコンバータが起動することがあります。この場合、コンバータのスイッチング開始時に出力コンデンサに電荷が残っています。このような状態のときに出力の放電を防止するため、ソフトスタート電圧がVFBを超えるまで上側および下側のMOSFETはディスエーブルされます。

軽負荷電流動作（Burst Mode®動作、パルススキップ、または連続導通）LTC3877は、高効率Burst Mode動作、固定周波数パルススキップ・モード、または強制連続導通モードに入るようにイネーブルすることができます。強制連続動作を選択するには、MODE/PLLINピンを0.6Vより低いDC電圧（たとえばSGND）に接続します。パルススキップ・モードの動作を選択するには、MODE/PLLINピンをINTVCCに接続します。Burst Mode動作を選択するには、PLLIN/MODEピンをフロート状態にします。コントローラがBurst Mode動作にイネーブルされているとき、ITHピンの電圧が低い値を示していても、インダクタのピーク電流は最大検出電圧の約1/3に設定されます。平均インダクタ電流が負荷電流より大きい場合、エラー・アンプ（EA）はITHピンの電圧を低下させます。ITH電圧が0.5Vより下になると、内部のスリープ信号が“H”になり（スリープ・モードがイネーブルされ）、両方の外部MOSFETがオフします。

スリープ・モードでは、負荷電流が出力コンデンサによって供給されます。出力電圧が低下するにつれて、EAの出力は上昇し始めます。出力電圧が十分低下すると、スリープ信号は“L”になり、コントローラは、内部発振器の次のサイクルで上側の外付けMOSFETをオンすることにより、通常の動作を再開します。コントローラがBurst Mode動作するようにイネーブルされていると、インダクタ電流は反転できません。インダクタ電流がゼロに達する直前に、逆電流コンパレータ（IREV）が外付けの下側MOSFETをオフし、インダクタ電流が反転して負になるのを防ぎます。したがって、コントローラは不連続動作状態で動作します。

動作強制連続動作の場合は、軽負荷時または大きなトランジェント状態でインダクタ電流が反転できます。ピーク・インダクタ電流はITHピンの電圧によって決まります。このモードでは、軽負荷での効率がBurst Mode動作よりも低下します。ただし、連続モードには出力リップルが小さく、オーディオ回路への干渉が少ないという利点があります。

MODE/PLLINピンが INTVCCに接続されていると、LTC3877は軽負荷時にPWMパルススキップ・モードで動作します。非常に軽い負荷では、電流コンパレータICMPは数サイクルにわたって作動したままになることがあり、上側の外付けMOSFETを同じサイクル数だけ強制的にオフにする（つまり、パルスをスキップする）ことがあります。インダクタ電流は反転することができません（不連続動作）。強制連続動作と同様、このモードでは、Burst Mode動作に比べて出力リップルとオーディオ・ノイズが小さくなり、RF干渉が減ります。低電流での効率が強制連続動作より高くなりますが、Burst Mode動作ほど高くはありません。

出力電圧の差動検出（VOSNS1+ピン、VOSNS1–ピン、 DIFFOUTピン、VFB2+ピン、VFB2–ピン） LTC3877は、真のリモート検出を必要とするアプリケーション用に、低オフセット、高入力インピーダンス、広帯域幅の差動アンプ（diffamp）を2個備えています。LTC3877の差動アンプは、両方とも2V/μsの標準出力スルーレートを備えており、それらの正端子は、どちらも高インピーダンスです。各アンプはユニティゲインに構成されています。つまり、各入力間の差はSGNDを基準にしたアンプの出力に変換されます。負荷を差動検出すると、高電流、低電圧のアプリケーションの安定化に大きな利点が得られます。このようなアプリケーションでは、基板上の配線による損失が全誤差のかなりの部分を占めることがあります。

ただし、2つのチャネルの差動アンプの構成は異なっています。チャネル1の差動アンプ（DIFFAMP1）の3つの端子は、図2aに示すように、一般的な配置になっています。その正端子VOSNS1+および負端子VOSNS1–は、出力コンデンサの2つの端子間の電圧を直接検出します。処理された差動信号は、DIFFOUTピンおよびSGND間に現れます。これは、内部のVID抵抗バンクが出力電圧を設定するために使用する信号です。外付け抵抗分割器をDIFFOUTピンとSGNDの間に接続し、外付け抵抗分割器の中間タップをVFB1ピンに接続して、起動時またはVID_ENピンがアサートされる前の出力電圧を設定する必要があります。VID出力電圧の設定が不要な場合は、チャネル1の差動アンプをチャネル2の差動アンプと


LTC3877

153877f


動作同様に構成できます。図2bを参照してください。この構成では、VOSNS1+ピンを出力負荷の両端の帰還抵抗分割器の中間タップに接続し、DIFFOUTピンおよびVFB1ピンを相互に短絡します。VID_ENピンおよびSNSD+ピンが両方とも接地された場合、図2bのように接続すると、チャネル1の出力を最大5Vにすることができ、図2aのように接続すると、チャネル1の出力を最大3.5Vにすることができます。図2aのように接続する場合、通常は、VINTVCCを出力電圧よりも1.5V以上高くする必要があります。

第2チャネルの差動アンプ（DIFFAMP2）の正端子VFB2+は抵抗分割器によって分割された出力を検出し、負端子VFB2–は負荷のリモート・グランドを検出します（図2cを参照）。この差動アンプの出力は、コントローラに内蔵されたエラーアンプの負端子に接続されます。したがって、このアンプの差動出力信号にはデバイスの外部からアクセスできません。差動検出が望まれる標準的なアプリケーションでは、VFB2+ピンを出力負荷の帰還抵抗分割器の中間タップに接続し、VFB2–ピンを負荷のグランドに接続します。差動検出が不要な場合は、VFB2–ピンをローカル・グランドに接続できます。

–

+DIFFAMP1

DIFFOUT

LTC3877

COUT

VOUT

VOSNS1+

VOSNS1–

VFB1(INTERNAL CONNECTION

TO EA1)

3877 F02a

FEEDBACKDIVIDER

RD1

RD2

DIFFOUT

LTC3877

VFB1(INTERNAL CONNECTION

TO EA1)3877 F02b

CF1COUT1

FEED

BACK

DIV

IDER

COUT2

VOUT

VOSNS1+

VOSNS1–

RD1

RD210Ω

10Ω

–

+DIFFAMP1

図2a．

図2b．

図2c．

図2．差動アンプの接続

LTC3877

0.6V

INTSS2

TK/SS2

3877 F02c

CF1

ITH2

COUT1

FEED

BACK

DIV

IDER

COUT2

VOUT

VFB2+

VFB2–

RD1

RD210Ω

10Ω

–

+DIFFAMP2

+++–

EA2


LTC3877

163877f


出力電圧をリモートで検出する場合、VOSNS1+とVOSNS1–のPCBトレースは、基板上でデバイスからリモート検出ポイントまで全経路にわたって相互に平行に配線するよう注意します。VFB2+およびVFB2–のPCBトレースについても同様に配線します。また、これらの敏感なトレースは回路内のどの高速スイッチング・ノードからも離します。理想的には、これらのトレースは低インピーダンスのグランド・プレーンによってシールドし、信号品質を維持します。

巻線抵抗（DCR）が非常に小さいインダクタによる電流検出低出力電圧で大電流のアプリケーションでは、巻線抵抗（DCR）が小さいインダクタを使用して巻線の伝導損失を最小限に抑え、電源効率を最大限に高めることがよくあります。また、インダクタDCRによる電流検出を使用して、電流センス抵抗とその伝導損失を不要にすることもできます。ただし、極めて低いインダクタDCR値（1mΩ以下）では、AC電流検出信号リップルが、10mVP-P未満になる場合があります。これによって、電流ループがPCBのスイッチング・ノイズの影響を受けやすくなり、スイッチング・ジッタを発生させます。

LTC3877は、独自の電流検出アーキテクチャを使用して、このような状況における信号対ノイズ比（SNR）を改善します。これにより、LTC3877は、1mΩ以下の非常に小さいDCR値での小さな検出信号で動作が可能です。その結果、電力効率が向上し、信号を乱すスイッチング・ノイズによるジッタが減少します。LTC3877は、PCBを慎重にレイアウトした場合、0.2mΩまでの小さなDCR値を検出できます。LTC3877は、2本の正のSENSEピン（SNSD+およびSNSA+）を使用して信号を取得します。このデバイスはこれらの信号を内部で処理し、出力電圧帰還ループに影響を与えずに、信号対ノイズ比が14dB（5倍）向上したDCR検出信号とともに応答を発生します。そのため、検出精度も5倍向上します。一方、電流制限しきい値は、インダクタのピーク電流×インダクタのDCR値の関数であり、その精度も5倍向上するため、ILIMピンを使用して10mV～30mVの範囲で5mVのステップで正確に設定可能です（インダクタDCRによる検出の接続については図4bを参照）。SNSD+のフィルタ時定数（R1 • C1）は出力インダクタのL/DCRと一致する必要があり、SNSA+のフィルタはSNSD+のフィルタより5倍大きい帯域幅が必要です（すなわち、R2 • C2はR1 • C1の5分の1に等しくなります）。

動作インダクタDCRによる検出の温度補償（ITEMPピン）インダクタDCR電流検出は、瞬時電流を損失なしに検出できる手法です。したがって、高出力電流のアプリケーションの効率を向上させることができます。ただし、銅インダクタのDCRは一般に正の温度係数を持っています。インダクタの温度が上がるにつれ、DCRの値が増加します。その結果、コントローラの電流制限値が低下します。

LTC3877は、インダクタの近くにNTC温度センス抵抗を配置することによってこの不正確さに対処する手法を備えています。ITEMPピンからは30μAの高精度電流が常に流れ出しています。線形化したNTC抵抗ネットワークをITEMPピンからSGNDに接続することにより、最大電流検出しきい値を次式に従って全温度範囲にわたって変化させることができます。

VSENSEMAX(ADJ) = VSENSE(MAX) •2.2– VITEMP

1.5ここで、

VSENSEMAX（ADJ）は調整された最大電流検出スレッショルドです。

VSENSE（MAX）は「電気的特性」の表で規定されている最大電流検出しきい値です。これは ILIMピンの電圧によって決まり、標準で10mV、15mV、20mV、25mV、または30mVです。

VITEMPは ITEMPピンの電圧です。

ITEMPピンのDCR温度補償の有効電圧範囲は0.7V～SGNDであり、0.7V以上ではDCR温度の補正は行われません。

NTC抵抗の温度係数は負なので、その抵抗値は温度の上昇とともに減少します。したがって、VITEMP電圧はインダクタの温度の上昇とともに低下し、VSENSEMAX（ADJ）は上昇してインダクタのDCRの温度係数を補償します。ただし、NTC抵抗は非線形であり、ユーザーは普通の抵抗を使った抵抗ネットワークを構築してその値を線形化することができます。詳細については、NTCメーカーのデータシートを参照してください。

LTC3877のITEMPピンは1つだけです。CHL_SELピンがアサートされた場合、NTC抵抗を2つのチャネルのインダクタの間に配置することで、VITEMP電圧を使用して両方のチャネルの温度係数を補償できます。CHL_SELピンが接地された場合、VITEMP電圧は、チャネル1の温度係数のみを補償します。


LTC3877

173877f


動作

表1PHASMD GND フロート INTVCCPhase 1 0° 0° 0°Phase 2 180° 180° 240°CLKOUT 60° 90° 120°

NTCで補償したDCRによる検出のほか、ITEMPピンのもう1つの用途は、VSENSE（MAX）の値を10mV、15mV、20mV、25mV、30mVの公称値の間にくる値に調整して、より高精度の電流制限を実現することです。これは、ITEMPピンに0.7Vより低い電圧を印加することによって行われます。VSENSE（MAX）は上の式に従って変化します。センス抵抗とDCRによる検出のどちらでも、この方法を使って電流制限を調整することができます。

詳細については、「アプリケーション情報」の「NTCサーミスタを使用した、インダクタDCRによる検出の温度補償」を参照してください。

周波数の選択とフェーズロック・ループ（FREQピンとMODE/PLLINピン）スイッチング周波数の選択は効率と部品サイズの間の兼ね合いによって決まります。低周波数動作は、MOSFETのスイッチング損失を低減して効率を向上させますが、出力リップル電圧を低く保つには大きなインダクタンスや容量が必要になります。LTC3877のコントローラのスイッチング周波数はFREQピンを使って選択することができます。MODE/PLLINピンが外部クロック・ソースによってドライブされていない場合、FREQピンを使ってコントローラの動作周波数を250kHz～1MHzに設定することができます。FREQピンから10μAの高精度電流が流れ出しているので、SGNDとの間に接続した1本の抵抗を使ってコントローラのスイッチング周波数を設定することができます。FREQピンの電圧とスイッチング周波数の関係を表す曲線が、後述の「アプリケーション情報」のセクションに示されています。LTC3877にはフェーズロック・ループ（PLL）が組み込まれており、MODE/PLLINピンに接続された外部クロック信号源に内部発振器を同期させることができます。コントローラは、同期するときは強制連続モードで動作します。LTC3877にはPLLのループ・フィルタ・ネットワークも内蔵されています。フェーズロック・ループは250kHz～1MHzの範囲内の任意の周波数にロックすることができます。外部クロックにロックするまでのコントローラの初期スイッチング周波数を設定するために、周波数設定抵抗は必ず接続してください。この方法でロックイン時間を最小限に抑えることができます。

パワーグッド（PGOOD1ピン、PGOOD2ピン）いずれかの帰還電圧が0.6Vのリファレンス電圧の±10%の範囲から外れると、それぞれのPGOODピンが“L”になります。チャネルがソフトスタート、UVLO、またはトラッキング段階にある場合も、PGOODピンは“L”に引き下げられます。RUNピンが1.14Vを下回ると、両方のPGOODピンは“L”に引き下げられます。PGOODピンの帰還電圧がリファレンス電圧の±10%の範囲内に入ると、PGOODピンは直ちにパワーグッドを示します。ただし、帰還電圧が±10%の範囲から外れると、50μsの内部パワーバッド・マスクが生じます。VIDピンによってロジックが変更されると、最初の間、出力電圧が新しく設定されたレギュレーション・ポイントの±10%の範囲を外れる可能性があります。PGOODからの不要な表示を防ぐには、PGOOD信号を235μsの間ブランキングします。PGOODピンは、外付け抵抗によって最大6Vの電源にプルアップさせることができます。

マルチチップ動作（PHASMDピンおよびCLKOUTピン）PHASMDピンは、表1に示すように、内部チャネル間およびCLKOUT信号間の相対的な位相を決定します。表に記載されている位相は、位相1の立ち上がりエッジとして定義されている0°を基準にしています。

CLKOUT信号を使用して、単一の大電流出力または異なる出力に電力を供給するマルチフェーズ電源ソリューションで追加のパワー段を同期することができます。入力コンデンサからのピーク電流は、使用する位相の数で実質的に分割され、電力損失は実効値電流の2乗に比例するので、入力容量の

ESR要件と効率低下が大幅に抑えられる可能性があります。2段の単一出力電圧を実装することにより、入力経路の電力損失を75%低減し、入力コンデンサに要求されるRMS電流定格値を大幅に減らすことができます。


LTC3877

183877f


LTC3877

MODE/PLLIN

PHASMD

CLKOUT

LTC3877

MODE/PLLIN

PHASMD

3877 F03a

CLKOUT

0°, 240° 120°, 300°

120°

INTVCC

LTC3877

MODE/PLLIN

PHASMD

CLKOUT

LTC3877

MODE/PLLIN

PHASMD

3877 F03b

CLKOUT

0°, 180° 90°, 270°

90°

LTC3877

MODE/PLLIN

PHASMD

CLKOUT

LTC3877

MODE/PLLIN

PHASMD

CLKOUT

0°, 180° 60°, 240°

60°

LTC3877

MODE/PLLIN

PHASMD

3877 F03c

CLKOUT

120°, 300°

120°

図3a．3相動作

図3b．4相動作

図3c．6相動作

図3d．LTC3874をスレーブ・デバイスとして使用した4相動作

LTC3877

MODE/PLLIN

PHASMD

CLKOUT

LTC3874

SYNC

PHASMD

3877 F03d

0°, 180° 90°, 270°

90°

動作


LTC3877

193877f


LTC3877をスレーブ・デバイスとして使用した複数デバイスの単一出力マルチフェーズ動作（VOSNS1+ピン）LTC3877は、単一出力マルチフェーズ・アプリケーションに使用できます。複数のLTC3877を使用した単一出力動作の場合、マスタ・チップのDIFFAMP1のみが必要であり、そのVOSNS1+およびVOSNS1–が出力コンデンサの両端の出力電圧を直接検出する必要があります。スレーブLTC3877のVOSNS1–ピンはローカル・グランドに接続され、それらのVOSNS1+ピンはマスタ・デバイスのDIFFOUTに接続されます。スレーブLTC3877のDIFFOUTピンは、フロート状態のままにします。これらの接続以外に、以下の接続も必要です。

• 全てのITHピンを相互接続します。

• 全てのVFB1ピンおよびVFB2+ピンを相互接続します。

• 全てのVFB2–ピンをローカル・グランドに接続します。

• 全てのTK/SSピンを相互接続します。

• 全てのRUNピンを相互接続します。

• 全てのILIMピンを相互接続するか、同じ電位に接続します。

• 全てのFREQピンの電位を同じにします。

• マスタ・デバイスのCLKOUTピンを、図3aおよび3bに示すように、1番目のスレーブ・デバイスのMODE/PLLINピンに接続します。2番目のスレーブ・デバイスが存在する場合は、図3cに示すように、1番目のスレーブのCLKOUTを2番目のスレーブのMODE/PLLINピンに接続します。

• DCR温度係数補償が必要な場合は、全てのITEMPピンを相互接続します。

• VIDの設定が必要な場合は、全てのVID_ENピンおよびVID0～VID5ピンをそれぞれ相互接続します。

• VIDの設定が不要な場合は、全てのVID_ENピンおよびVID0～VID5ピンを接地します。

• 外付けプルアップ抵抗をマスタ・デバイスのPGOODピンにのみ追加し、その他のPGOODピンをフロート状態のままにすることができます。

複数デバイスの単一出力マルチフェーズ構成の例を図16および17に示します。

動作LTC3874をスレーブ・デバイスとして使用した複数デバイスの単一出力動作LTC3877は、LTC3874をスレーブ・デバイスとして使用して、複数デバイスの単一出力アプリケーションに構成できます。LTC3874は、専用のスレーブ・コントローラです。動作および標準的応用例については、LTC3874のデータシートを参照してください。このタイプの複数デバイス構成を構築するには、以下のように接続します。

• LTC3874にはエラーアンプが内蔵されていないため、そのITHピンをLTC3877のITHピンに接続する必要があります。

• LTC3874のスイッチングは、外部クロックの立ち下がりエッジと同期します。LTC3874のデータシートの表1を参照してください。LTC3874のSYNCピンをLTC3877のCLKOUTピンに接続し、PHASMDピンをバイアスします（図3dを参照）。

• LTC3877のRUNピンの上昇時しきい値は1.22Vですが、LTC3874のRUNピンのしきい値は約1.7Vです。

• LTC3877のPGOODピンを、NMOSを介してLTC3874のFAULTBピンに接続し、そのNMOSのゲートをLTC3877のTK/SSピンに接続し、ドレインをLTC3874のFAULT0ピンおよびFAULT1ピンに接続します。このように接続することで、マスタとスレーブが同時に起動できます。起動後、LTC3877のPGOOD信号は、LTC3874コントローラのフォルト・インジケータになります。

• LTC3874のFAULTピンを、120kのプルアップ抵抗を介してそのINTVCCに接続します。

• 起動制御のため、LTC3874のMODEピンはLTC3877のPGOODピンに接続します。ソフトスタート時に、LTC3874はDCMモードで動作します。ソフトスタート期間が終了すると、LTC3874はCCMモードで動作します。

• LTC3874およびLTC3877では、これらの各FREQピンでの発振器周波数と電圧の間の関係が異なっています。LTC3874のデータシートの図5を参照してください。LTC3874およびLTC3877のFREQピンを個別にバイアスします。


LTC3877

203877f


• LTC3874およびLTC3877は、相互に互換性のある2つの電流制限設定を備えています。どちらの設定も、LTC3874のLOWDCRピンを“H”に駆動し、LTC3877のSNSD+ピンをVOUTに接続する必要があります。LTC3874のILIMピンを接地し、LTC3877のILIMピンをそのINTVCCの1/4にバイアスした場合、最大電流検出しきい値は15mVになります。その他の設定では、LTC3874のILIMピンをアサートし、LTC3877のILIMピンをINTVCCの3/4にバイアスします。その場合、最大電流検出しきい値は25mVになります。

LTC3874をスレーブ・デバイスとして使用した、複数デバイスの4相単一出力構成の例を図18に示します。

動作出力過電圧保護過電圧コンパレータOVは、過渡的なオーバーシュート（>10%）や、出力に過電圧を生じるおそれのある他のより深刻な状態からデバイスを保護します。このような場合、過電圧状態の逆電流制限に達するまで上側のMOSFETはオフし、下側のMOSFETはオンします。下側MOSFETは、次のクロック・パルスのエッジで再びオンになり、再び逆電流制限に達するとオフになります。このプロセスは、過電圧状態が解消されるまで反復します。逆電流制は、ILMピンの電圧によって設定された最大電流検出しきい値の約2/3になります。この機能は、スムーズな遷移を保証し、下側MOSFETが過熱しないようにするために、VIDコードが動的に変更されるアプリケーションに特に適しています。


LTC3877

213877f


本データシートの最初のページに記載されている「標準的応用例」は、VID入力によって出力電圧が0.9Vに設定され、2相単一出力電源として構成されたLTC3877の基本アプリケーション回路です。LTC3877は、次の2種類のコントローラとして構成できます。1つは、6ビットのパラレルVID入力によって0.6V～1.23Vの出力電圧を10mVステップで設定できる2相単一出力コントローラ、もう1つは、VID入力によって1つの出力電圧を設定し、外付け抵抗分割器によってもう1つの出力電圧を設定できる2出力コントローラです。

40nsの最小オン時間を実現することによって、LTC3877は極めて低いデューティ・サイクルに達することができるため、高スイッチング周波数でも、高い入力電圧で低い出力電圧を得るアプリケーションの実現が容易になります。入力電圧範囲が4.5V～38Vと広いため、非常に幅広いバス電圧をサポートできます。電流フォールドバックは、短絡状態の間の出力電流を制限します。MODE/PLLINピンを使用して、軽負荷時にBurst Mode、パルススキップ･モード、強制連続モードのいずれかを選択することができます。また、このピンにより、デバイスを外部クロックに同期させることが可能です。LTC3877は、最大12相動作に構成することができます。

LTC3877は、検出信号のノイズ感度を14dB下げる斬新な手法を採用することにより、非常に低いDCR値での使用に合わせて設計され、最適化されています。DCRによる検出は高価な電流検出抵抗を省くことができ、特に大電流のアプリケーションで電力効率が高いので普及しつつあります。しかし、DCRの値が1mΩより低くなると、信号対ノイズ比が低下し、電流検出は困難になります。LTC3877は、LTC独自の手法を使用して、最小限の追加部品でこの問題を解決します。一般的に、外付け部品の選択は負荷条件に基づいて行い、まずDCRとインダクタ値を選択します。次に、パワーMOSFETを選択します。最後に、入力と出力のコンデンサを選択します。

電流制限のプログラミングILIMピンは5レベル・ロジック入力で、コントローラの最大電流制限値を設定します。ILIMを接地するか、フロート状態にするか、INTVCCに接続すると、最大電流検出しきい値の標準値は、それぞれ10mV、20mV、30mVになります。ILIMの電圧をINTVCCの1/4にするか INTVCCの3/4にすると、最大電流検出しきい値は、それぞれ15mVおよび25mVになりま

アプリケーション情報す。ILIMピンにはSGNDとの間に500kのプルダウン抵抗が、INTVCCとの間に500kのプルアップ抵抗が内蔵されていることに注意してください。ユーザーは、インダクタのDCR値と目標とする電流制限レベルに基づいて、ILIMの適切なレベルを選択する必要があります。

SNSD+、SNSA+、およびSNS–ピンSNSA+ピンとSNS–ピンは電流コンパレータの直接入力で、SNSD+ピンは内部DCアンプの入力です。標準的応用例では、SNSA+、SNSD+、およびSNS–の動作入力電圧範囲は0V～3.5Vです。電流コンパレータまたはDCアンプに接続されている全ての正のセンスピンは入力バイアス電流が1μA未満の高インピーダンスですが、SNS–ピンからグランドへは約300kΩの抵抗があります。SNS–ピンは直接VOUTに接続する必要があります。SNSD+ピンはインダクタのL/DCRに等しいR1 • C1の時定数を持つフィルタに接続されます。SNSA+ピンは（R1 • C1）/5に等しい時定数を持つ第2のフィルタ（R2 • C2）に接続されます。これらのピンをフロート状態にしないよう注意してください。フィルタ部品（特にコンデンサ）はLTC3877の近くに配置し、検出ラインは電流センス素子の下のケルビン接続に近づけて一緒に配線します（図4aを参照）。LTC3877は非常に低いDCR値を使用してインダクタ電流を検出するように設計されているため、寄生抵抗、容量、インダクタンスに注意を払わないと、電流センス信号が劣化して、プログラムされた電流制限値の予測が困難になります。図4bに示すように、抵抗R1とR2は出力インダクタの近くに配置し、コンデンサC1とC2はデバイスのピンの近くに配置して、センス信号との間のノイズの混入を防ぎます。

インダクタのDCRが大きいアプリケーションでは、LTC3877は、SNSD+ピンをグランドに短絡させてディスエーブルすることにより、通常のDCR検出機能を備えた一般的な電流モード・コントローラのように使用することも可能です。RSENSE抵抗またはDCR検出RCフィルタをSNSA+ピンに接続し、出力インダクタ信号の検出に使用できます。RCフィルタを使用する場合は、フィルタの時定数R • Cは出力インダクタのL/DCRに等しくなります。これらのアプリケーションでは、電流制限値VSENSE（MAX）はDCループを有効にした場合のVSENSE（MAX）の値の5倍になり、SNSA+とSNS–の動作電圧範囲は0V～5Vになります。5Vの出力電圧を生成できます。


LTC3877

223877f


値の小さなインダクタDCRによる検出と電流制限の推定LTC3877は可能な限り最高の効率を要求する高負荷電流アプリケーション用に特に設計されており、サブmΩのインダクタDCRの信号も検出可能です（図4b）。DCRはインダクタの直流（DC）巻線抵抗で、高電流インダクタでは1mΩを下回ることも珍しくありません。高電流、低出力電圧のアプリケーションでは、高DCRのインダクタまたはセンス抵抗の伝導損失によって電力効率が大きく低下します。特定の出力要件とインダクタについては、最大負荷電流に合わせて適切なマージンを与える電流制限検出レベルを選択し、次式に示すセンスピン・フィルタと出力インダクタ特性との関係を使用します。

DCR=

VSENSE(MAX)

IMAX +ΔIL2

L/DCR=R1•C1= 5•R2•C2

ここで、

VSENSE（MAX）：特定の ILIMしきい値に対する最大検出電圧

IMAX：1相あたりの最大負荷電流

∆IL：インダクタのリップル電流

L/DCR：出力インダクタ特性

R1 • C1：SNSD+ピンのフィルタ時定数

R2 • C2： SNSA+ピンのフィルタ時定数

例えば、400kHzの周波数で動作する12VIN、1.2V/30Aの降圧コンバータの場合、0.15μH、0.4mΩのインダクタを選択します。このインダクタは、15Aのピーク-ピーク間リップル電流を供給しますが、この電流は30Aの全負荷電流の50%になります。全負荷時には、インダクタのピーク電流は30A＋15A/2 = 37.5Aになります。

IL（PK） • DCR = 37.5A • 0.4mΩ = 15mV

この場合は、20mVのILIM設定値（15mVを超える設定値の中で最も15mVに近い値）を選択し、電流制限にマージンを与えます。

アプリケーション情報次の2つのR/C検出ネットワークを選択します。

SNSD+ピン上のフィルタ：R1 • C1 = L/DCR

SNSA+ピン上のフィルタ：R2 • C2 = （L/DCR）/5

この場合、SNSA+ピンとSNS–ピンの両端のリップル・センス信号は、∆ILP-P• DCR • 5 = 15A • 0.4mΩ • 5 = 30mVになります。

良好な信号対ノイズ比を得るには、この信号は15mV以上でなければなりません。この場合は、確かにこの値で十分です。

電流制限値におけるピーク・インダクタ電流は次のとおりです。

ILIM（PK） = 20mV/DCR = 20mV/0.4mΩ = 50A

電流制限値における平均インダクタ電流（これも出力電流）は次のとおりです。

ILIM（AVG） = ILIM（PK） – ∆ILP-P/2 = 50A – 15A/2 = 42.5A

全動作温度範囲にわたって負荷電流が確実に供給されるようにするには、DCR抵抗の温度係数（約0.4%/°C）を考慮に入れる必要があります。LTC3877はDCR温度補償回路を備えており、この回路はこの目的でNTC（負の温度係数）検出抵抗を使用します。詳細については、「インダクタDCRによる検出の温度補償」のセクションを参照してください。

通常、C1とC2は0.047μF～0.47μFの範囲内で選択します。C1とC2に100nFを選び、インダクタにDCR 0.4mΩで150nHを選択した場合、R1とR2はそれぞれ4.64kと931Ωになります。SNSD+とSNSA+でのバイアス電流はそれぞれ約30nAと500nAで、これが検出電流にわずかな誤差をもたらします。

R1とR2にはデューティ・サイクルに関連する多少の電力損失があり、連続モード時の最大入力電圧で最も大きくなります。

PLOSS R( )=VIN(MAX) – VOUT( ) • VOUT

R

R1とR2の電力定格がこの値より大きいことを確認してください。DCRでの検出は検出抵抗での導通損失を回避し、高負荷では効率がより高くなります。電流検出信号の良好な信号対ノイズ比を維持するには、SNSA+ピンおよびSNS–ピン間の15mVの∆VSENSEまたは電流検出信号の等価な3mVのリップルを使用します。SNSA+ピンとSNS–ピンの両端の実際のリップル電圧は、次の式で求められます。

∆VSENSE =

VOUTVIN

•VIN – VOUT

R2•C2• fOSC


LTC3877

233877f


アプリケーション情報

COUT

TO SENSE FILTER,NEXT TO THE CONTROLLER

INDUCTOR3877 F04a

VIN VININTVCC

BOOST

TG

SW

BG

GND

ITEMP

RNTC100k

INDUCTOR

DCRL

SNSD+

SNSA+

SNS–

VOUT

3877 F04b

R1

C1

C2

PLACE C1, C2 NEXT TO ICPLACE R1, R2 NEXT TO INDUCTORR1 • C1 = 5 • R2 • C2

RS22.6k

RITEMP

RP90.9k

R2

図4a．インダクタDCRを備えた検出ラインの配置

図4b．インダクタDCRによる電流検出

NTCサーミスタを使用した、インダクタDCRによる検出の温度補償DCR検出アプリケーションでは、幅広い温度範囲で電流制限値の正確さが求められる場合には、インダクタの巻線抵抗の温度係数を考慮に入れる必要があります。インダクタの主な元素は銅であり、銅の温度係数は約4000ppm/°Cです。LTC3877は、ITEMPピンを使用することによってこの変動を補正する機能を備えています。ITEMPピンから30μAの電流が流れ出す高精度電流源があります。接続した抵抗ネットワークRITEMP（図4b）内でNTC（負の温度係数）抵抗付きのサーミスタを使用して、幅広い動作温度範囲で電流制限しきい値を一定の値に保つことができます。補正のかかるITEMP電圧の範囲は0.7V以下です。このピンがフロート状態の場合、ピンの電圧はINTVCCになり、これは約5.5Vです。ITEMPピンの電圧が0.7Vより高いときは、温度補償はかかりません。温度補償に使用する部品の選択には、次のガイドラインを使用してください。周囲温度25°Cでの最初の補償は次のとおりです。

1. 25 °CでのITEMPピンの抵抗を23.33kに設定します。ITEMPピンから30μAが流れ出すことにより、室温でのITEMPピンの電圧は0.7Vになります。インダクタの温度が25°Cを超えると、電流制限の補正が行われます。

2. ITEMPピンの最大インダクタ温度での抵抗を計算します。この温度は通常100°Cになります。

次の式を使用します。

VITEMP100C =

0.7–1.5IMAX •DCR (Max)•

100°C–25°C( ) •0.4100

VSENSE(MAX)

⎛

⎝

⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟

= 0.25V


LTC3877

243877f


VSENSE（MAX） = IMAX • DCR（Max）なので、

RITEMP100C =VITEMP100C

30µA= 8.33k

ここで、

RITEMP100C = 100°Cでの ITEMPピンの抵抗

VITEMP100C = 100°Cでの ITEMPピンの電圧

VSENSE（MAX） = 室温での最大電流検出しきい値

IMAX = 1相あたりの最大負荷電流

DCR（Max） = DCRの最大値

NTCネットワークの並列抵抗（RP）と直列抵抗（RS）の値を計算します。簡単な方法は、以下のRSとRPの関係式を、RSをY軸に、RPをX軸にしたグラフにすることです。

RS = RITEMP25C – RNTC25C||RP

RS = RITEMP100C – RNTC100C||RP

次に、両方の式を満たすRPの値を見つけます。これは

ltc3877 - vidによる出力電圧設定と値の小さいdcrによる検 …...n...

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