ma152 2v、、型、、整流ステップダウンdc-dcコンバータ ·...

概要MOSFET内蔵の高効率、高電圧、同期整流ステップダウンDC-DCコンバータのMAX15462は、4.5V〜42Vの入力電圧範囲で動作します。このコンバータは、3.3V (MAX15462A)、5V (MAX15462B)、および可変出力電圧(MAX15462C)で、最大300mAの出力電流を供給します。このデバイスは、-40〜+125の温度範囲で動作し、小型8ピンTDFNパッケージ(2mm x 2mm)で提供されます。シミュレーションモデルが利用可能です。

このデバイスは、ピーク電流モード制御アーキテクチャを採用し、MODE端子を使用してパルス幅変調(PWM)またはパルス周波数変調(PFM)制御方式でデバイスを動作させることができます。PWM動作は、全負荷にわたって一定の周波数動作を提供するため、可変スイッチング周波数に敏感なアプリケーションで役立ちます。PFM動作は、負のインダクタ電流を抑止し、さらに軽負荷時にはパルスをスキップして高効率を実現します。低抵抗の内蔵MOSFETによって、全負荷時の高効率が保証され、PCBレイアウトが簡素化されます。

このデバイスは、入力突入電流を低減するためにソフトスタートを内蔵しています。また、このデバイスはEN/UVLO端子を備えているため、ユーザーは所望の入力電圧レベルでデバイスをオンにすることができます。オープンドレインRESET端子を使用し、出力電圧を監視することができます。

アプリケーション• プロセス制御• 産業用センサー• 4〜20mA電流ループ• HVACおよびビル制御• 高電圧LDO代替• 汎用PoL (ポイントオブロード)

利点と特長• 外付け部品を削減し総コストを低減

• ショットキーなしの同期整流動作による高効率とコスト削減

• 内部補償• 固定3.3V、5V出力電圧用フィードバック分圧器内蔵• ソフトスタート内蔵• 全セラミックコンデンサ、超小型レイアウト

• DC-DCレギュレータの在庫数を削減• 広入力電圧範囲：4.5V〜42V• 固定出力電圧オプション：3.3Vおよび5V• 可変出力電圧オプション：0.9V〜0.89 x VIN

• 最大負荷電流：300mA• PFMまたは強制PWMモードの設定が可能

• 消費電力を低減• ピーク効率：92%• PFM機能によって軽負荷時に高効率を実現• シャットダウン電流：2.2µA (typ)

• 過酷な産業環境で信頼性の高い動作• ヒカップモード電流制限およびオートリトライ起動• オープンドレインRESET端子による出力電圧

モニタリング内蔵• 設定可能なEN/UVLOスレッショルド• プリバイアス出力への単調な起動• 過熱保護• 自動車用/工業用温度範囲：-40〜+125

型番はデータシートの最後に記載されています。

19-7552; Rev 0; 3/15

本データシートは日本語翻訳であり、相違及び誤りのある可能性があります。設計の際は英語版データシートを参照してください。

価格、納期、発注情報についてはMaxim Direct (0120-551056)にお問い合わせいただくか、Maximのウェブサイト (www.maximintegrated.com/jp)をご覧ください。

CVCC1µF

MODE

VCC

EN/UVLO

VIN LX

GND

VOUT

VIN4.5V TO

42V CIN1µF

MAX15462A

RESET

L133µH

COUT10µF

VOUT3.3V,300mA

MAX15462 42V、300mA、超小型、高効率、同期整流ステップダウンDC-DCコンバータ

標準動作回路

EVALUATION KIT AVAILABLE

www.maximintegrated.com/jp

VIN to GND ............................................................-0.3V to +48VEN/UVLO to GND..................................................-0.3V to +48VLX to GND .................................................... -0.3V to VIN + 0.3VVCC, FB/VOUT, RESET to GND .............................-0.3V to +6VMODE to GND .............................................-0.3V to VCC + 0.3VLX total RMS Current .....................................................±800mAOutput Short-Circuit Duration ....................................Continuous

Continuous Power Dissipation (TA = +70°C) 8-Pin TDFN (derate 6.2mW/°C above +70°C) ............496mW

Operating Temperature Range ......................... -40°C to +125°CJunction Temperature ......................................................+150°CStorage Temperature Range ............................ -65°C to +150°CSoldering Temperature (reflow) .......................................+260°CLead Temperature (soldering, 10s) .................................+300°C

TDFN Junction-to-Ambient Thermal Resistance (θJA) ......+162°C/W Junction-to-Case Thermal Resistance (θJC) .............+20°C/W

(Note 1)

(VIN = 24V, VGND = 0V, CIN = CVCC = 1µF, VEN/UVLO = 1.5V, LX = MODE = RESET = unconnected; TA = TJ = -40°C to +125°C, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C. All voltages are referenced to GND, unless otherwise noted.) (Note 2)

Note 1: Package thermal resistances were obtained using the method described in JEDEC specification JESD51-7, using a four-layer board. For detailed information on package thermal considerations, refer to www.maximintegrated.com/jp/thermal-tutorial.

PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

INPUT SUPPLY (VIN)

Input Voltage Range VIN 4.5 42 V

Input Shutdown Current IIN-SH VEN/UVLO = 0V, shutdown mode 2.2 4 µA

Input Supply CurrentIQ-PFM

MODE = unconnected, FB/VOUT = 1.03 x FB/VOUT-REG

95 160 µA

IQ-PWM Normal switching mode, VIN = 24V 2.5 4 mA

ENABLE/UVLO (EN/UVLO)

EN/UVLO Threshold

VENR VEN/UVLO rising 1.19 1.215 1.24

VVENF VEN/UVLO falling 1.06 1.09 1.15

VEN-TRUESD VEN/UVLO falling, true shutdown 0.75

EN/UVLO Input Leakage Current IEN/UVLO VEN/UVLO = 42V, TA = +25°C -100 +100 nA

LDO (VCC)

VCC Output Voltage Range VCC 6V < VIN < 42V, 0mA < IVCC < 10mA 4.75 5 5.25 V

VCC Current Limit IVCC-MAX VCC = 4.3V, VIN = 12V 13 30 50 mA

VCC Dropout VCC-DO VIN = 4.5V, IVCC = 5mA 0.15 0.3 V

VCC UVLOVCC-UVR VCC rising 4.05 4.18 4.3

VVCC-UVF VCC falling 3.7 3.8 3.95


www.maximintegrated.com/jp Maxim Integrated 2

Absolute Maximum Ratings

Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

Package Thermal Characteristics

Electrical Characteristics

http://www.maximintegrated.com/jp/thermal-tutorial

http://www.maximintegrated.com/jp



POWER MOSFETs

High-Side pMOS On-Resistance RDS-ONHILX = 0.3A (sourcing)

TA = +25°C 1.35 1.75Ω

TA = TJ = +125°C 2.7

Low-Side nMOS On-Resistance RDS-ONLILX = 0.3A (sinking)

TA = +25°C 0.45 0.55Ω

TA = TJ = +125°C 0.9

LX Leakage Current ILX-LKGVEN/UVLO = 0V, VIN = 42V, TA = +25°C,VLX = (VGND + 1V) to (VIN - 1V) -1 +1 µA

SOFT-START (SS)

Soft-Start Time tSS 3.8 4.1 4.4 ms

FEEDBACK (FB)

FB Regulation Voltage VFB-REGMODE = GND, MAX15462C 0.887 0.9 0.913

VMODE = unconnected, MAX15462C 0.887 0.915 0.936

FB Leakage Current IFB MAX15462C -100 -25 nA

OUTPUT VOLTAGE (VOUT)

VOUT Regulation Voltage VOUT-REG

MODE = GND, MAX15462A 3.25 3.3 3.35

VMODE = unconnected, MAX15462A 3.25 3.35 3.42

MODE = GND, MAX15462B 4.93 5 5.07

MODE = unconnected, MAX15462B 4.93 5.08 5.18

CURRENT LIMIT

Peak Current-Limit Threshold IPEAK-LIMIT 0.49 0.56 0.62 A

Runaway Current-Limit Threshold IRUNAWAY-LIMIT

0.58 0.66 0.73 A

Negative Current-Limit Threshold ISINK-LIMIT

MODE = GND 0.25 0.3 0.35 A

0.01 mA

PFM Current Level IPFM 0.13 A

TIMING

Switching Frequency fSW 465 500 535 kHz

Events to Hiccup After Crossing Runaway Current Limit 1 Cycles

FB/VOUT Undervoltage Trip Level to Cause Hiccup 62.5 64.5 66.5 %

Hiccup Timeout 131 ms

Minimum On-Time tON-MIN 90 130 ns

Maximum Duty Cycle DMAX FB/VOUT = 0.98 x FB/VOUT-REG 89 91.5 94 %



Electrical Characteristics (continued)



Note 2: Limits are 100% tested at TA = +25°C. Limits over the operating temperature range and relevant supply voltage range are guaranteed by design and characterization.


LX Dead Time 5 ns

RESET

FB/VOUT Threshold for RESET Rising FB/VOUT rising 93.5 95.5 97.5 %

FB/VOUT Threshold for RESET Falling FB/VOUT falling 90 92 94 %

RESET Delay After FB/VOUT Reaches 95% Regulation 2 ms

RESET Output Level Low IRESET = 5mA 0.2 V

RESET Output Leakage Current VRESET = 5.5V, TA = +25°C 0.1 µA

MODE

MODE Internal Pullup Resistor 500 kΩ

THERMAL SHUTDOWN

Thermal-Shutdown Threshold Temperature rising 166 °C

Thermal-Shutdown Hysteresis 10 °C



Electrical Characteristics (continued)


(VIN = 24V, VGND = 0V, CIN = CVCC = 1µF, VEN/UVLO = 1.5V, TA = +25°C, unless otherwise noted.)

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100

EFFI

CIEN

CY(%

)

LOAD CURRENT (mA)

EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT toc02b

VIN = 36VVIN = 24V

VIN = 18V

FIGURE 8 APPLICATION CIRCUIT, PFM MODE

VOUT = 12V

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100

EFFI

CIEN

CY(%

)

LOAD CURRENT (mA)

EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT toc01

VIN = 36V

VIN = 24VVIN = 12V


VOUT = 3.3V

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

EFFI

CIEN

CY(%

)

LOAD CURRENT (mA)

EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT toc04a

VIN = 36V

VIN = 24V

VIN = 6VVIN = 12V

FIGURE 7 APPLICATION CIRCUIT, PWM MODE

VOUT = 2.5V

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100

EFFI

CIEN

CY(%

)

LOAD CURRENT (mA)


VIN = 36V

VIN = 24VVIN = 12V


VOUT = 5V

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

EFFI

CIEN

CY(%

)

LOAD CURRENT (mA)

EFFICIENCY VS. LOAD CURRENT toc04b

VIN = 36V

VIN = 18V

VIN = 24V

FIGURE 8 APPLICATIONCIRCUIT, PWM MODE

VOUT = 12V

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100

EFFI

CIEN

CY(%

)

LOAD CURRENT (mA)

EFFICIENCY vs. LOAD CURRENTtoc02a

VIN = 36V

VIN = 24V

VIN = 12V


VOUT = 2.5V

VIN = 6V

3.29

3.3

3.31

3.32

3.33

3.34

3.35

3.36

3.37

0 50 100 150 200 250 300

OUTP

UT V

OLTA

GE (

V)

LOAD CURRENT (mA)

OUTPUT VOLTAGE vs. LOAD CURRENT toc05


VOUT = 3.3V

VIN = 36V

VIN = 24V

VIN = 12V

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0 50 100 150 200 250 300

EFFI

CIEN

CY(%

)

LOAD CURRENT (mA)


VIN = 36V

VIN = 24VVIN = 12V


VOUT = 3.3V0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

EFFI

CIEN

CY(%

)

LOAD CURRENT (mA)

EFFICIENCY vs. LOAD CURRENTtoc04

VIN = 36V

VIN = 24VVIN = 12V


VOUT = 5V

Maxim Integrated 5www.maximintegrated.com/jp


標準動作特性



0.895

0.9

0.905

0.91

0.915

0.92

0 50 100 150 200 250 300

OUTP

UT V

OLTA

GE (

V)

LOAD CURRENT (mA)

FEEDBACK VOLTAGE vs. LOAD CURRENT toc06c

VIN = 36V

VIN = 6V,24V

VIN = 12V

PFM MODE

4.98

5

5.02

5.04

5.06

5.08

5.1

0 50 100 150 200 250 300

OUTP

UT V

OLTA

GE (

V)

LOAD CURRENT (mA)

OUTPUT VOLTAGE vs. LOAD CURRENT toc06


VOUT = 5V

VIN = 36V

VIN = 24V

VIN = 12V

OUTPUT VOLTAGEvs. TEMPERATURE

MAX

1546

2 to

c09

TEMPERATURE (°C)

OUTP

UT V

OLTA

GE (V

)

100806040200-20

3.28

3.29

3.30

3.31

3.32

3.27-40 120

FIGURE 5 APPLICATIONCIRCUIT, LOAD = 300mA

2.48

2.49

2.5

2.51

2.52

2.53

2.54

0 50 100 150 200 250 300

OUTP

UT V

OLTA

GE (

V)

LOAD CURRENT (mA)

OUTPUT VOLTAGE vs. LOAD CURRENT toc06a


VOUT = 2.5V

VIN = 36V

VIN = 6V,24V

VIN = 12V

12

12.05

12.1

12.15

12.2

12.25

12.3

12.35

0 50 100 150 200 250 300

OUTP

UT V

OLTA

GE (

V)

LOAD CURRENT (mA)

OUTPUT VOLTAGEvs. LOAD CURRENT toc06b


VOUT = 12V

VIN = 36V

VIN = 24V

VIN = 18V

OUTPUT VOLTAGE vs. TEMPERATUREM

AX15

462

toc1

0

TEMPERATURE (°C)

OUTP

UT V

OLTA

GE (V

)

100806040200-20

4.96

4.98

5.00

5.02

5.04

4.94-40 120

FIGURE 6 APPLICATIONCIRCUIT, LOAD = 300mA

3.297

3.298

3.299

3.3

3.301

3.302

3.303

0 50 100 150 200 250 300

OUTP

UT V

OLTA

GE (

V)

LOAD CURRENT (mA)

OUTPUT VOLTAGEvs. LOAD CURRENT toc07


VOUT = 3.3V

VIN = 36VVIN = 24VVIN = 12V

4.996

4.997

4.998

4.999

5

5.001

5.002

5.003

0 50 100 150 200 250 300

OUTP

UT V

OLTA

GE (

V)

LOAD CURRENT (mA)

OUTPUT VOLTAGEvs. LOAD CURRENT toc08


VOUT = 5V

VIN = 36VVIN = 24V

VIN = 12V



標準動作特性(続き)



NO-LOAD SUPPLY CURRENTvs. TEMPERATURE

MAX

1546

2 to

c12

TEMPERATURE (°C)

NO-L

OAD

SUPP

LY C

URRE

NT (µ

A)

-20 0 20 6040 80 100 120

70

80

90

100

110

120

130

140

60-40

PFM MODE

0.880

0.884

0.888

0.892

0.896

0.900

0.904

0.908

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120

FEED

BACK

VOL

TAGE

(V)

TEMPERATURE (°C)

FEEDBACK VOLTAGEVS. TEMPERATURE

toc10a

SHUTDOWN CURRENTvs. TEMPERATURE

MAX

1546

2 to

c14

TEMPERATURE (°C)

SHUT

DOW

N CU

RREN

T (µ

A)

100806040200-20

1.65

1.80

1.95

2.10

2.25

2.40

1.50-40 120

NO-LOAD SUPPLY CURRENTvs. INPUT VOLTAGE

MAX

1546

2 to

c11

INPUT VOLTAGE (V)

NO-L

OAD

SUPP

LY C

URRE

NT (µ

A)

45352515

92

94

96

98

100

905 55

PFM MODE

SWITCH CURRENT LIMITvs. INPUT VOLTAGE

MAX

1546

2 to

c15

INPUT VOLTAGE (V)

SWIT

CH C

URRE

NT LI

MIT

(mA)

554515 25 35

250

300

350

400

450

500

550

600

2005

SWITCH PEAK CURRENT LIMIT

SWITCH NEGATIVE CURRENT LIMIT

SHUTDOWN CURRENTvs. INPUT VOLTAGE

MAX

1546

2 to

c13

INPUT VOLTAGE (V)

SHUT

DOW

N CU

RREN

T (µ

A)

5545352515

1

2

3

4

5

6

05






SWITCHING FREQUENCYvs. TEMPERATURE

MAX

1546

2 to

c18

TEMPERATURE (°C)

SWIT

CHIN

G FR

EQUE

NCY

(kHz)

480

460

500

520

540

560

440-40 12010060 800 20 40-20

SWITCH CURRENT LIMITvs. TEMPERATURE

MAX

1546

2 to

c16

TEMPERATURE (°C)

SWIT

CH C

URRE

NT LI

MIT

(mA)

100 120-20 0 20 6040 80

250

300

350

400

450

500

550

600

200-40

SWITCH PEAK CURRENT LIMIT

SWITCH NEGATIVE CURRENT LIMIT

LOAD TRANSIENT RESPONSE,PFM MODE (LOAD CURRENT STEPPED

FROM 5mA TO 150mA)MAX15462 toc20

FIGURE 5APPLICATION CIRCUITVOUT = 3.3V

100µs/div

VOUT (AC)100mV/div

IOUT100mA/div

EN/UVLO THRESHOLDvs. TEMPERATURE

MAX

1546

2 to

c17

TEMPERATURE (°C)

EN/U

VLO

THRE

SHOL

D VO

LTAG

E (V

)

1.10

1.12

1.14

1.16

1.18

1.20

1.22

1.24

1.08-40 12010060 800 20 40-20

RISING

FALLING


FROM 5mA TO 150mA)MAX15462 toc21

FIGURE 6APPLICATION CIRCUITVOUT = 5V

100µs/div

VOUT (AC)100mV/div

IOUT100mA/div

TEMPERATURE (°C)5040302010

91

92

93

94

95

96

97

98

900 60

RESET THRESHOLDvs. TEMPERATURE

MAX

1546

2 to

c19

RESE

T TH

RESH

OLD

(%)

FALLING

RISING






LOAD TRANSIENT RESPONSE,PFM OR PWM MODE (LOAD CURRENT

STEPPED FROM 150mA TO 300mA)MAX15062 toc22


40µs/div

VOUT (AC)100mV/div

IOUT100mA/div

100mV/div

100mA/div

toc21a

100µs/div

VOUT (AC)

IOUT


FROM 5mA TO 150mA)

FIGURE 7 APPLICATION CIRCUIT

VOUT = 2.5V

50mV/div

100mA/div

toc23a

40µs/div

VOUT (AC)

IOUT

LOAD TRANSIENT RESPONSEPFM OR PWM MODE (LOAD CURRENT

STEPPED FROM 150mA TO 300mA)

FIGURE 7 APPLICATION CIRCUIT VOUT = 2.5V

200mV/div

100mA/div

toc21b

100µs/div

VOUT (AC)

IOUT

LOAD TRANSIENT RESPONSEPFM MODE (LOAD CURRENT STEPPED

FROM 5mA TO 150mA)

FIGURE 8 APPLICATION CIRCUIT

VOUT = 12V

200mV/div

100mA/div

toc23b

40µs/div

VOUT (AC)

IOUT

LOAD TRANSIENT RESPONSEPFM OR PWM MODE (LOAD CURRENT

STEPPED FROM 150mA TO 300mA)

FIGURE 8 APPLICATION CIRCUIT VOUT = 12V

LOAD TRANSIENT RESPONSE,PFM OR PWM MODE (LOAD CURRENT

STEPPED FROM 150mA TO 300mA)MAX15062 toc23


40µs/div

VOUT (AC)100mV/div

IOUT100mA/div






50mV/div

100mA/div

toc25a

40µs/div

VOUT (AC)

IOUT

LOAD TRANSIENT RESPONSEPWM MODE (LOAD CURRENT STEPPED

FROM NO LOAD TO 150mA)


LOAD TRANSIENT RESPONSE,PWM MODE (LOAD CURRENT

STEPPED FROM NO LOAD TO 150mA)MAX15062 toc24


40µs/div

VOUT (AC)100mV/div

IOUT100mA/div

SWITCHING WAVEFORMS(PFM MODE)

MAX15062 toc26

FIGURE 6 APPLICATION CIRCUITVOUT = 5V, LOAD = 20mA

10µs/div

VOUT (AC)100mV/div

IOUT100mA/div

VLX10V/div

LOAD TRANSIENT RESPONSE,PWM MODE PWM mode (LOAD CURRENT

STEPPED FROM NO LOAD TO 150mA)MAX15062 toc25


40µs/div

VOUT (AC)100mV/div

IOUT100mA/div

FULL-LOAD SWITCHING WAVEFORMS(PWM OR PFM MODE)

MAX15062 toc27

VOUT = 5V,LOAD = 300mA

2µs/div

VOUT (AC)20mV/div

IOUT200mA/div

VLX10V/div

200mV/div

toc25b

40µs/div

IOUT

LOAD TRANSIENT RESPONSEPWM MODE (LOAD CURRENT STEPPED

FROM NO LOAD TO 150mA)

100mA/div

VOUT (AC)







SOFT-STARTMAX15062 toc30

1ms/div

VEN/UVLO5V/div

IOUT100mA/div

VOUT1V/div FIGURE 6

APPLICATION CIRCUITVOUT = 5V

VRESET5V/div

NO-LOAD SWITCHING WAVEFORMS(PWM MODE)

MAX15062 toc28

VOUT = 5V

2µs/div

VOUT (AC)20mV/div

IOUT100mA/div

VLX10V/div

5V/div

5V/div

toc30b

1ms/div

VEN/UVLO

VOUT

100mA/div

5V/div

SOFT-START

IOUT

VRESET


SOFT-STARTMAX15062 toc29

1ms/div

VEN/UVLO5V/div

IOUT100mA/div

VOUT1V/div


VRESET5V/div

SHUTDOWN WITH ENABLEMAX15062 toc31

400µs/div

VEN/UVLO5V/div

IOUT100mA/div

VOUT1V/div

VRESET5V/div

1V/div

5V/div

toc30a

1ms/div

VEN/UVLO

VOUT

100mA/div

5V/div

SOFT-START

IOUT

VRESET







BODE PLOTMAX15062 toc34 180

144

108

72

36

0

-36

-72

-108

-144

-180

50

40

30

20

10

0

-10

-20

-30

-40

-501k 10k

FREQUENCY (Hz)

GAIN

(dB)

100k2 4 2 246 68 81 1

FIGURE 5 APPLICATION CIRCUITVOUT = 3.3V

fCR = 47kHz,PHASE MARGIN = 59°

GAIN

PHASE

PHAS

E (°)

SOFT-START WITH 3V PREBIASMAX15062 toc32

1ms/div

VEN/UVLO5V/div

VRESET5V/div

VOUT1V/div

FIGURE 6APPLICATION CIRCUITNO LOADPWM MODE

BODE PLOTMAX15062 toc35a 180

144

108

72

36

0

-36

-72

-108

-144

-180

50

40

30

20

10

0

-10

-20

-30

-40

-501k 10k

FREQUENCY (Hz)

GAIN

(dB)

100k

FIGURE 7 APPLICATION CIRCUITVOUT = 2.5V


GAIN

PHASE

PHAS

E (°)

OVERLOAD PROTECTIONMAX15062 toc33

20ms/div

VIN20V/div

IOUT200mA/div

VOUT2V/div

BODE PLOTMAX15062 toc35b 180

144

108

72

36

0

-36

-72

-108

-144

-180

50

40

30

20

10

0

-10

-20

-30

-40

-501k 10k

FREQUENCY (Hz)

GAIN

(dB)

100k

FIGURE 8 APPLICATION CIRCUITVOUT = 12V


GAIN

PHASE

PHAS

E (°)

BODE PLOTMAX15062 toc35 180

144

108

72

36

0

-36

-72

-108

-144

-180

50

40

30

20

10

0

-10

-20

-30

-40

-501k 10k

FREQUENCY (Hz)

GAIN

(dB)

PHAS

E (°)

100k2 4 2 246 68 81 1

FIGURE 6 APPLICATION CIRCUITVOUT = 5V


GAIN

PHASE





端子名称機能

1 VINスイッチングレギュレータ電源入力。バイパスのため、VINとGND間にX7R 1µFのセラミックコンデンサを接続してください。

2 EN/UVLOアクティブハイ、イネーブル/低電圧検出入力。レギュレータ出力をディセーブルするには、EN/UVLOをGNDにプルダウンしてください。常時オン動作の場合は、EN/UVLOをVINに接続してください。デバイスがイネーブルされオンになる入力電圧を設定するには、VINとEN/UVLOおよびGND間に抵抗分圧器を接続してください。

3 VCC 内蔵LDO電源出力。1µF (min)のコンデンサでVCCをGNDに接続してください。

4 FB/VOUT

フィードバック入力。固定出力電圧バージョンの場合、FB/VOUTを出力に直接接続してください。可変出力電圧バージョンの場合、FB/VOUTをVOUTとGND間の抵抗分圧器に接続し、出力電圧を0.9V〜0.89 x VINの範囲で調整してください。

5 MODEPFM/PWMモード選択入力。固定周波数PWM動作をイネーブルする場合は、MODEをGNDに接続してください。軽負荷PFM動作の場合は、未接続のままにしてください。

6 RESET

オープンドレインのリセット出力。外付け抵抗でRESETを外部電源にプルアップしてください。RESETは、出力電圧が設定された公称安定化電圧の92%を下回るとローになります。RESETは、出力電圧が安定化値の95%を上回ってから2ms後にハイインピーダンスになります。スレッショルド値については、｢Electrical Characteristics (電気的特性)｣の表を参照してください。

7 GNDグランド。GNDを電源グランドプレーンに接続してください。回路の全グランド接続を一点で相互に接続してください。｢PCBレイアウトのガイドライン｣の項を参照してください。

8 LXインダクタ接続。LXをインダクタのスイッチング側に接続してください。デバイスがシャットダウン時、LXはハイインピーダンスです。

1+ 3 4

8 6 5

LX RESET MODE

2

7

GND

VIN VCC FB/VOUTEN/UVLO

TDFN(2mm x 2mm)

TOP VIEW

MAX15462



ピン配置

端子説明


0.55VCC

1.215V

500kΩ

VCC OSCILLATORTHERMALSHUTDOWN

REFERENCESOFT-START

CLK

CLK

MODE SELECT

ERRORAMPLIFIERR2

R1 *

SLOPE

MAX15462

CS

PWM

CHIPEN DH

SLOPE

POK

LDOREGULATOR

PFM/PWMCONTROL

LOGIC

DL

SINK-LIMIT

CURRENT-SENSELOGIC

VIN

LX

VCC

EN/UVLO

MODE

FB/VOUT

GND

CS

PEAK-LIMITRUNAWAY-

LIMIT

PFM

NEGATIVECURRENT

REF

CURRENT-SENSE

AMPLIFIER

2msDELAY

FB/VOUT

HIGH-SIDEDRIVER

LOW-SIDEDRIVER

LOW-SIDECURRENT

SENSE

RESET

3.135V FOR MAX15462A4.75V FOR MAX15462B

0.859V FOR MAX15462C

*RESISTOR-DIVIDER ONLY FOR MAX15462A, MAX15462B



ブロック図


詳細MOSFETを内蔵した高効率、高電圧、同期整流ステップダウンDC-DCコンバータのMAX15462は、広い4.5V〜42Vの入力電圧範囲で動作します。このコンバータは、3.3V (MAX15462A)、5V (MAX15462B)、および可変出力電圧(MAX15462C)で、最大300mAの出力電流を供給します。EN/UVLOおよびVCCのUVLOが満たされると、内部パワーアップシーケンスがエラーアンプのリファレンスをソフトスタートさせ、結果として負荷電流に関係なくクリーンで単調な出力電圧のソフトスタートが実現します。FB/VOUT端子は、抵抗分圧器を介して出力電圧を監視します。RESETは、出力電圧が安定化の95%に達してから2ms後にハイインピーダンス状態に遷移します。デバイスは、起動時のMODE端子の状態に応じてPFMまたは強制PWMモードのいずれかを選択します。EN/UVLO端子をローに駆動することによって、デバイスはシャットダウンモードに移行し、わずか2.2µA (typ)のスタンバイ電流のみを消費します。

DC-DCスイッチングレギュレータこのデバイスは、内部補償された、固定周波数、電流モード制御方式を使用しています(｢ブロック図｣を参照)。内部クロックの立上りエッジで、ハイサイドpMOSFETがオンになります。内蔵エラーアンプは、フィードバック電圧を固定内部リファレンス電圧と比較し、誤差電圧を生成します。誤差電圧は、PWMコンパレータによって電流検出電圧およびスロープ補償電圧の合計と比較され、オン時間が設定されます。pMOSFETのオン時間の間は、インダクタ電流が増加します。スイッチング周期の残り時間(オフ時間)は、pMOSFETはオフに保たれ、ローサイドnMOSFETがオンになります。オフ時間の間、インダクタ電流の減少とともにインダクタは蓄積されたエネルギーを解放し、出力に電流を供給します。過負荷状態時は、サイクル単位の電流制限機能がハイサイドpMOSFETをオフにしてローサイドnMOSFETをオンにすることによってインダクタピーク電流を制限します。

モードの選択(MODE)MODE端子のロジック状態は、VCCおよびEN/UVLOの電圧がそれぞれのUVLO立上りスレッショルドを超え、すべての内部電圧がLXのスイッチングが可能な状態になった後にラッチされます。起動時にMODE端子が未接続の場合、デバイスは軽負荷時にPFMモードで動作します。起動時にMODE端子がグランドに接続されていた場合、デバイスは全負荷にわたって固定周波数PWMモードで動作します。通常動作時は、MODE端子の状態変化は無視されます。

PWMモード動作PWMモードでは、インダクタ電流が負になることが許容されます。PWM動作は全負荷で固定スイッチング周波数

を提供するため、周波数に敏感なアプリケーションで役立ちます。しかし、PWM動作モードはPFM動作モードと比べて軽負荷での効率が低下します。

PFMモード動作PFMモード動作は負のインダクタ電流を抑止し、軽負荷時にパルスをスキップして高効率を実現します。PFMモードでは、出力が公称電圧の102.3%に上昇するまで各サイクルクロックでインダクタ電流が強制的に固定ピークの130mAになります。出力が公称電圧の102.3%に達すると、ハイサイドとローサイドの両方のFETがオフになり、負荷の放電によって出力が公称電圧の101.1%になるまでデバイスはハイバネート動作に移行します。ハイバネート動作では、内部ブロックの大部分がオフになって自己消費電流を低減します。出力が公称電圧の101.1%を下回ったあと、デバイスはハイバネート動作を終了し、すべての内部ブロックをオンにして、公称出力電圧の102.3%に達するまでエネルギーパルスを出力に供給する処理を再開します。負荷電流が55mA (typ)を超えると、デバイスは自然にPFMモードを終了します。PFMモードの長所は、電源からの自己消費電流が小さくなるため軽負荷時の効率が向上することです。

内蔵5Vリニアレギュレータ内蔵レギュレータは公称5Vの電源を提供し、内部機能への給電およびパワーMOSFETの駆動を行います。リニアレギュレータの出力(VCC)を1µFのコンデンサでGNDに接続してください。VCCレギュレータのドロップアウト電圧は150mV (typ)です。低電圧ロックアウト回路は、VCCが3.8V (typ)を下回った場合にレギュレータをディセーブルします。400mVのVCC UVLOヒステリシスは、起動時およびパワーダウン時のチャタリングを防ぎます。

イネーブル入力(EN/UVLO)、ソフトスタートEN/UVLOの電圧が1.21V (typ)を上回ると、デバイスの内部エラーアンプのリファレンス電圧が立上りを開始します。ソフトスタートの立上り時間は4.1msで、出力電圧のスムーズな増大を実現します。EN/UVLOをローに駆動すると、両方のパワーMOSFET、および他の内部回路がディセーブルされ、VINの自己消費電流が2.2µA以下に低減されます。EN/UVLOは、入力電圧UVLO調整入力として使用することができます。VINとEN/UVLOおよびGND間の外付け抵抗分圧器によって、デバイスがオンまたはオフになる入力電圧を調整します。入力UVLOの設定が不要の場合は、EN/UVLOをVINに接続してください(EN/UVLOの立上り/立下りスレッショルド電圧については、｢Electrical Characteristics｣の表を参照してください)。




リセット出力(RESET)このデバイスは、出力電圧を監視するための、オープンドレインのRESET出力を備えています。RESETは、出力が公称設定値の95%を上回ってから2ms後にハイインピーダンスになり、出力電圧が設定公称安定化電圧の92%を下回ったときローになります。ヒカップタイムアウト時間中、RESETはローにプルダウンされます。

プリバイアス出力への起動このデバイスは、PFMモードと強制PWMモードの両方で、出力コンデンサを放電することなくプリバイアス出力へのソフトスタートが可能です。この機能は、複数レールを備えたデジタル集積回路に給電するアプリケーションで役立ちます。

動作入力電圧範囲最大動作入力電圧は制御可能な最小オン時間で決まり、最小動作入力電圧は最大デューティサイクルと回路の電圧降下で決まります。所定の出力電圧に対する最小および最大動作入力電圧は、次のように計算してください。

OUT OUT DCRINMIN OUT

MAX

V (I (R 0.5))V (I 1.0)D

+ × += + ×

OUTINMAX

ONMIN SW

VVt f

=×

ここで、VOUTは安定状態の出力電圧、IOUTは最大負荷電流、RDCRはインダクタのDC抵抗、fSWはスイッチング周波数(最大値)、DMAXは最大デューティサイクル(0.9)、tONMINはワーストケースの制御可能な最小オン時間(130ns)です。

過電流保護/ヒカップモードこのデバイスは、過負荷および出力短絡状態においてデバイスを保護する堅牢な過電流保護方式を備えています。ハイサイドスイッチ電流が0.56A (typ)の内部制限を超えると、サイクル単位のピーク電流制限がハイサイドMOSFETをオフにします。ハイサイドスイッチ電流の0.66A (typ)の暴走電流制限は、ステップダウンコンバータのオンの期間に累積したインダクタ電流の回復に利用可能な出力電圧が不足している場合に高入力電圧/短絡の条件下でデバイスを保護します。1回の暴走電流制限の発生によってヒカップモードがトリガされます。さらに、障害状態によってソフトスタート完了後の任意の時点で出力電圧が公称値

の65% (typ)に低下した場合、ヒカップモードがトリガされます。ヒカップモードでは、131msのヒカップタイムアウト時間にわたりスイッチングを停止することによってコンバータが保護されます。ヒカップタイムアウト時間の経過後、ソフトスタートが再試行されます。ヒカップ動作モードによって、出力短絡状態での低消費電力が確保されます。

基板レイアウトとシステムの配線に注意して、短絡状態時にFB/VOUT端子が絶対最大定格を超えるのを防いでください。短絡状態では、出力コンデンサと短絡負荷間の基板または配線のインダクタンスによってセラミック出力コンデンサが発振を起こし、それが原因でFB/VOUTの絶対最大定格(-0.3V)を超える可能性があります。基板または配線の寄生インダクタンスを最小限に抑え、短絡動作時の出力電圧波形を検証して、FB/VOUTの絶対最大定格を超えないことを確認してください。

熱過負荷保護熱過負荷保護は、デバイス内の総消費電力を制限します。接合部温度が+166を超えると、内蔵の温度センサーがデバイスをシャットダウンし、内蔵パワーMOSFETをオフにして、デバイスの温度を低下させます。接合部温度が10低下すると、温度センサーはデバイスをオンにします。

アプリケーション情報

インダクタの選択割り当てられた寸法に適合するものの中で、可能な限り最も低いDC抵抗値を備えた低損失のインダクタを選択してください。最大電流制限値(IPEAK-LIMIT)の0.56A (typ)より下では飽和が発生する可能性がないことを確保するため、飽和電流(ISAT)は十分に高い値とする必要があります。所定のアプリケーションに必要なインダクタンスは、次式から決定することができます。

L = 9.3 x VOUTここで、Lはインダクタンス(単位：µH)、VOUTは出力電圧です。Lの値が決まると、次のステップは適切なコア材質の選択です。フェライトおよび鉄粉が、一般に利用可能なコア材質です。フェライトコアはコア損失が小さいため、高効率の設計に多用されます。鉄粉コアはコア損失が大きく、フェライトコアより相対的に安価です。標準アプリケーションのインダクタの選択については、表1を参照してください。




入力コンデンサこのデバイスには、小型セラミックコンデンサが推奨されます。入力コンデンサは、電源からのピーク電流を低減するとともに、スイッチング回路によって発生する入力のノイズおよび電圧リップルを軽減します。入力電圧リップルを最小入力電圧の2%以下に保ち、最大リップル電流の要件に適合するため、このデバイスの入力コンデンサには1µF (min)、X7Rグレードのコンデンサが推奨されます。

出力コンデンサこのデバイスには、X7Rグレードの小型セラミックコンデンサが十分であり推奨されます。出力コンデンサには2つの機能があります。出力コンデンサは、出力インダクタとの組合せでデバイスによって生成される方形波を除去します。出力コンデンサは、負荷過渡状態で出力電圧をサポートするのに十分なエネルギーを蓄積し、デバイスの内部制

御ループを安定させます。通常、出力コンデンサは、出力電圧偏差が3%以下になるように、アプリケーションの最大出力電流の50%のステップ負荷をサポートする大きさに設定されます。このデバイスは、安定動作のために10µF (min)の容量を必要とします。必要な出力容量は、次式から計算することができます。

OUTOUT

30CV

=

ここで、COUTは出力容量(単位：µF)、VOUTは出力電圧です。標準アプリケーションの出力コンデンサの選択については、表2を参照してください。

入力低電圧ロックアウトレベルの設定これらのデバイスは、可変の入力低電圧ロックアウトレベルを備えています。デバイスをオンにする電圧は、VINとGND間に接続した抵抗分圧器で設定します(図1を参照)。抵抗分圧器のセンターノードをEN/UVLOに接続してください。

R1に3.3MΩ (max)を選択し、R2を次のように計算してください。

INU

R1 1.215R2(V -1.215)

×=

ここで、VINUはデバイスをオンにする電圧です。

表1. インダクタの選択

表2. 出力コンデンサの選択

INPUT VOLTAGE RANGE VIN (V) VOUT (V) IOUT (mA) L (µH) RECOMMENDED PART NO.

4.5 to 42 3.3 300 33 Coilcraft LPS4018-333ML

6 to 42 5 300 47 Coilcraft LPS4018-473ML

4.5 to 42 1.8 or 2.5 300 22 Coilcraft LPS4018-223ML

14 to 42 12 300 100 Wurth 74408943101

17 to 42 15 300 150 TDK VLC6045T-151M

INPUT VOLTAGE RANGE VIN (V) VOUT (V) IOUT (mA) COUT (µF) RECOMMENDED PART NO.

4.5 to 42 3.3 300 10µF/1206/X7R/6.3V Murata GRM31CR70J106K

6 to 42 5 300 10µF/1206/X7R/6.3V Murata GRM31CR70J106K

4.5 to 42 1.8 or 2.5 300 22µF/1206/X7R/6.3V Murata GRM31CR70J226K

14 to 42 12 300 4.7µF/1206/X7R/16V Murata GRM31CR71C475K

17 to 42 15 300 4.7µF/1206/X7R/25V Murata GRM31CR71E475K

図 1. 可変 EN/UVLO 回路

R2

R1

EN/UVLO

MAX15462

VINVIN




出力電圧の調整MAX15462Cの出力電圧は、0.9V〜0.89 x VINに設定することができます。出力とFBおよびGND間に抵抗分圧器を接続することによって、出力電圧を設定してください(図2を参照)。

出力電圧が6V以下の場合、R2を50kΩ〜150kΩの範囲で選択してください。出力電圧が6V以上の場合、R2を25kΩ〜75kΩの範囲で選択し、次式によってR1を計算してください。

OUTVR1 R2 10.9

− = ×

消費電力電源の仕様で規定された動作条件下で、デバイスの接合部温度が125を超えないことを確保してください。特定の動作条件において、デバイスの温度上昇につながる電力損失は次のように概算されます。

2LOSS OUT OUT DCR

1P P -1 - (I R )

= × × η

OUT OUT OUTP V I= ×

ここで、POUTは出力パワー、ηは電力変換の効率、RDCR

は出力インダクタのDC抵抗値です。電力変換の効率については｢標準動作特性｣を参照するか、または効率を測定して総消費電力を決定してください。

デバイスの接合部温度(TJ)は、任意の周囲温度(TA)について次式から概算することができます。

( )J A JA LOSST T P= + θ ×

ここで、θJAはパッケージの接合部-周囲間熱抵抗です。

PCBレイアウトのガイドラインクリーンで安定した動作を実現するために、注意深いPCBレイアウトが非常に重要です。スイッチングパワー段には

特に注意が必要です。適切なPCBレイアウトにするために、以下のガイドラインに従ってください。

• 入力セラミックコンデンサは、できる限りVINおよびGND端子の近くに配置してください。

• VCCのバイパスコンデンサの負の端子は、できる限り短いトレースまたはグランドプレーンでGND端子に接続してください。

• 放射EMIを低減するため、LX端子とインダクタ接続によって形成される領域を最小化してください。

• VCCのデカップリングコンデンサは、できる限りVCC端子の近くに配置してください。

• すべてのフィードバック接続が短く直接的であることを確保してください。

• 高速スイッチング端子(LX)はFB/VOUT、RESET、およびMODE端子から遠ざけて配線してください。

初回での成功を保証するPCBレイアウト例については、www.maximintegrated.com/jpで提供されているMAX15462の評価キットのレイアウトを参照してください。

図 2. 出力電圧の設定

R2

R1

GND

MAX15462C

FB

VOUT





図 3. MAX15462A および MAX15462B のレイアウトのガイドライン

CVCC

MODE

VCC

VCC

EN/UVLO

VINVINCIN

R1

R2 MAX15462A/B

LX

GND

VOUT

L1

COUT

VOUT

RESETR3

VCC

CIN

COUT

R3

U1

R1

R2

CVCC

L1

GNDPLANE

VOUT PLANE

VIN PLANE

VIAS TO BOTTOM-SIDE GROUND PLANE VIAS TO VOUT VIAS TO VCC

VIN

VCC

VOUT

LX

EN/UVLO

MODE

GND

RESET




図 4. MAX15462C のレイアウトのガイドライン

CVCC

MODE

VCC

VCC

EN/UVLO

VINVINCIN

R1

R2 MAX15462C

LX

GND

FB

L1

COUT

VOUT

RESETR3

VCC

CIN

COUT

R3

U1

R1

R2

CVCC

L1

GNDPLANE

VOUT PLANE

VIN PLANE

VIAS TO BOTTOM-SIDE GROUND PLANE VIAS TO VOUT VIAS TO VCC

VIN

VCC

FB

LX

EN/UVLO

MODE

GND

RESET

R4

R5

R5

R4




図 5. 3.3V、300mA ステップダウンレギュレータ図 6. 5V、300mA ステップダウンレギュレータ


CVCC1µF

MODE

VCC

EN/UVLO

VIN LX

GND

VOUT

VIN4.5V TO

42V CIN1µF

MAX15462A

RESET

L133µH

COUT10µF

VOUT3.3V,300mA

MODE = GND FOR PWMMODE = OPEN FOR PFM

L1: COILCRAFT LPS4018-333MLCOUT: MURATA 10µF/X7R/6.3V/1206 GRM31CR70J106KCIN: MURATA 1μF/X7R/50V/1206 GRM31CR71H105K

CVCC1µF

MODE

VCC

EN/UVLO

VIN LX

GND

VOUT

VIN6V TO

42V CIN1µF

MAX15462B

RESET

L147µH

COUT10µF

VOUT5V,300mA


L1: COILCRAFT LPS4018-473MLCOUT: MURATA 10µF/X7R/6.3V/1206 GRM31CR70J106KCIN: MURATA 1μF/X7R/50V/1206 GRM31CR71H105K

CVCC1µF

MODE

VCC

EN/UVLO

VIN LX

GND

FB

VIN4.5V TO

42V CIN1µF

MAX15462C

RESET

L122µH

COUT22µF

VOUT2.5V,300mA


L1: COILCRAFT LPS4018-223MLCOUT: MURATA 22µF/X7R/6.3V/1206 (GRM31CR70J226K)CIN: M URATA 1μF/X7R/50V/1206 (GRM31CR71H105K)

R1

R275kΩ

133kΩ

CVCC1µF

MODE

VCC

EN/UVLO

VIN LX

GND

FB

VIN14V TO

42V CIN1µF

MAX15462C

RESET

L1100µH

COUT4.7µF

VOUT12V,300mA


L1: Wurth 74408943101COUT: MURATA 4.7µF/X7R/16V/1206 (GRM31CR71C475K)CIN: M URATA 1μF/X7R/50V/1206 (GRM31CR71H105K)

R1

R240.2kΩ

499kΩ




+は鉛(Pb)フリー/RoHS準拠パッケージを表します。

PART TEMP RANGE PIN-PACKAGE VOUT

MAX15462AATA+ -40°C to +125°C 8 TDFN 3.3V

MAX15462BATA+ -40°C to +125°C 8 TDFN 5V

MAX15462CATA+ -40°C to +125°C 8 TDFN Adjパッケージ

タイプパッケージ

コード外形図 No.

ランドパターンNo.

8 TDFN T822CN+1 21-0487 90-0349


CVCC1µF

MODE

VCC

EN/UVLO

VIN LX

GND

FB

VIN4.5V TO

42V CIN1µF

MAX15462C

RESET

L122µH

COUT22µF

VOUT1.8V,300mA


L1: COILCRAFT LPS4018-223MLCOUT: MURATA 22µF/X7R/6.3V/1206 (GRM31CR70J226K)CIN: MURATA 1μF/X7R/50V/1206 (GRM31CR71H105K)

R1

R275kΩ

75kΩ

CVCC1µF

MODE

VCC

EN/UVLO

VIN LX

GND

FB

VIN17V TO

42V CIN1µF

MAX15462C

RESET

L1150µH

COUT4.7µF

VOUT15V,300mA


L1: TDK VLC6045T-151MCOUT: MURATA 4.7µF/X7R/25V/1206 (GRM31CR71E475K)CIN: MURATA 1μF/X7R/50V/1206 (GRM31CR71H105K)

R1

R231.6kΩ

499kΩ



チップ情報PROCESS: BiCMOS

型番パッケージ最新のパッケージ図面情報およびランドパターン(フットプリント)はwww.maximintegrated.com/jp/packagingを参照してください。なお、パッケージコードに含まれる｢+｣、｢#｣、または｢-｣はRoHS対応状況を表したものでしかありません。パッケージ図面はパッケージそのものに関するものでRoHS対応状況とは関係がなく、図面によってパッケージコードが異なることがある点を注意してください。

http://pdfserv.maximintegrated.com/package_dwgs/21-0487.PDF

http://pdfserv.maximintegrated.com/land_patterns/90-0349.PDF


http://www.maximintegrated.com/jp/packaging

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Maxim Integratedは完全にMaxim Integrated製品に組込まれた回路以外の回路の使用について一切責任を負いかねます。回路特許ライセンスは明言されていません。Maxim Integratedは随時予告なく回路及び仕様を変更する権利を留保します。｢Electrical Characteristics (電気的特性)｣の表に示すパラメータ値 (min、maxの各制限値)は、このデータシートの他の場所で引用している値より優先されます。

23© 2015 Maxim Integrated Products, Inc. Maxim IntegratedおよびMaxim IntegratedのロゴはMaxin Integrated Products, Inc.の商標です。

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ma152 2v、、型、、 整流ステップダウンdc-dcコンバータ ·...

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