njw4132-t1njw4132-t1 er .1 2 -v 1 - カレントモード 45v mosfet 内蔵 昇圧用...
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NJW4132-T1
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カレントモード 45V MOSFET 内蔵 昇圧用 スイッチングレギュレータ IC ■特長 ■概要 ■アプリケーション ■ブロック図
V+
IN-
ER AMP
Buffer
OCP
CURRENTSENSE
TSD
VrefSoft Start
UVLO
SLOPECOMP.
1V
S Q
R
OSC
Enable(Standby)
GND
High: ONLow : OFF(Standby)
EN/SYNC
SW
PWM
SYNC
Low FrequencyControl
100k
●カレントモード制御 ●外部クロックに同期可能 ●広動作電圧範囲 4.55V to 40V ●スイッチング電流 1.75A min. ●PWM制御方式 ●位相補償回路内蔵 ●セラミックコンデンサ対応 ●発振周波数 2.0MHz typ. (C ver.)
●ソフトスタート機能 10ms typ. ●低電圧誤動作防止回路内蔵 ● 過電流保護機能(ヒカップ方式) ● サーマルシャットダウン機能
●スタンバイ機能 ●外形 NJW4132U2 : SOT-89-5-2
NJW4132は、45V, 1.75A のパワーMOSFETを内蔵
した昇圧用スイッチングレギュレータ ICです。カレン
トモード制御方式を採用し、出力セラミックコンデンサ
を容易に使用できます。位相補償回路を内蔵し、最小限
の外付け部品で昇圧アプリケーションを実現します。 外部クロックを入力することで、スイッチング周波数
を同期して動作させることが可能です。 またソフトスタート機能による安定した回路起動が
可能であり、過電流・過熱保護機能で異常時の回路保護
を行います。
・車載アプリケーション ・産機アプリケーション
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■製品分類 製品名 バージョン 発振周波数 パッケージ 動作温度範囲
NJW4132U2-A A 300kHz typ. SOT-89-5-2 一般仕様:-40 to +85 C NJW4132U2-B B 700kHz typ. SOT-89-5-2 一般仕様:-40 to +85 C NJW4132U2-C C 2.0MHz typ. SOT-89-5-2 一般仕様:-40 to +85 C NJW4132U2-C-T1 C 2.0MHz typ. SOT-89-5-2 車載仕様:-40 to +125 C 本データーシートは、「NJW4132U2-C-T1」に適用されます。 他の製品については、それぞれのデーターシートを参照してください。 ■端子配置図
端子番号 端子名 機能 1 SW スイッチ出力端子 2 GND グラウンド端子 3 IN- 出力電圧検出端子 4 EN/SYNC スタンバイ制御/外部クロック入力端子 5 V+ 電源端子
■品名の付け方 ■オーダーインフォメーション
製品名 パッケージ RoHS Halogen- Free めっき組成 マーキング 製品重量
(mg) 最低発注数量
(pcs) NJW4132U2-C-T1 SOT-89-5-2 ○ ○ Sn2Bi 441 61 1,000
IN-
GND
SW V+
EN/SYNC 4
5
2 GND
3
2
1
NJW4132 U2 - C - T1 (TE1)
品番 パッケージ テーピング 車載仕様 バージョン
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■絶対最大定格 項目 記号 定格 単位
入力電圧 V+ +45 V SW 端子電圧 VSW +45 V IN-端子電圧 VIN- -0.3 to +6 V EN/SYNC 端子電圧 VEN/SYNC +45 V
消費電力 PD 625 (*1)
2,400 (*2) mW
接合部温度範囲 Tj -40 to +150 C 動作温度範囲 Topr -40 to +125 C 保存温度範囲 Tstg -40 to +150 C
(*1): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2層 FR-4)でEIA/JEDEC準拠による (*2): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(4層 FR-4)でEIA/JEDEC準拠による (4層基板内箔:74.2×74.2mm、JEDEC 規格JESD51-5 に基づき、基板にサーマルビアホールを適用)
■推奨動作条件 (Ta=-40 C to +125 C)
項 目 記 号 最 小 標 準 最 大 単 位 電源電圧 V+ 4.55 - 40 V 外部クロック入力範囲 fSYNC 1,800 - 2,400 kHz
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■電気的特性 (指定なき場合、V+=VEN/SYNC=12V, Ta=25 C) 項 目 記 号 条 件 最小 標準 最大 単位
低電圧誤動作防止回路部
ONスレッシホールド電圧 VT_ON V+= L → H 4.20 4.35 4.50
V V+= L → H, Ta=-40ºC to +125 ºC 4.20 – 4.53
OFFスレッシホールド電圧 VT_OFF V+= H → L 4.10 4.25 4.40
V V+= H → L, Ta=-40ºC to +125 ºC 4.10 – 4.43
ヒステリシス幅 VHYS 70 100 – mV ソフトスタート部
ソフトスタート時間 TSS VB=0.95V 5 10 15
ms VB=0.95V, Ta=-40ºC to +125 ºC 5 – 16
発振器部
発振周波数 fOSC VIN-=0.9V 1.82 2.0 2.2
MHz VIN-=0.9V, Ta=-40ºC to +125 ºC
1.77 – 2.2
過電流保護機能動作時 発振周波数
fOSC_LIM VIN-=0.4V – 410 – kHz
周波数電源電圧変動 fDV V+=4.5V to 40V – 1 – % 誤差増幅器部
基準電圧 VB -1.0% 1.0 +1.0%
V Ta=-40ºC to +125 ºC -2.0% – +2.0%
入力バイアス電流 IB -0.1 – 0.1
A Ta=-40ºC to +125 ºC -0.1 – 0.1
PWM比較器部
最大デューティーサイクル MAXDUTY VIN-=0.9V 80 85 –
% VIN-=0.9V, Ta=-40ºC to +125 ºC
80 – –
最小ON時間1 (内蔵発振時)
tON-min1 – 80 –
ns Ta=-40ºC to +125 ºC – – 120
最小ON時間2 (外部同期時)
tON-min2 fSYNC=2.2 MHz – 80 –
ns fSYNC=2.2 MHz, Ta=-40ºC to +125 ºC
– – 120
過電流保護回路部
COOL DOWN時間 tCOOL – 42 – ms 出力部
出力ON抵抗 RON ISW=1A – 0.4 0.65 スイッチング電流制限 ILIM 1.75 2.1 2.25 A SW リーク電流 ILEAK VEN/SYNC= 0V, VSW= 45V – – 1 A
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■電気的特性 (指定なき場合、V+=VEN/SYNC=12V, Ta=25 C) 項 目 記 号 条 件 最小 標準 最大 単位
スタンバイ制御部
ON制御電圧 VON VEN/SYNC= L → H 1.6 – V+
V VEN/SYNC= L → H, Ta=-40ºC to +125 ºC 1.6 – V+
OFF制御電圧 VOFF VEN/SYNC= H → L 0 – 0.5
V VEN/SYNC= H → L, Ta=-40ºC to +125 ºC 0 – 0.5
入力バイアス電流 (EN/SYNC端子)
IEN VEN/SYNC=12V – 250 400
A VEN/SYNC=12V, Ta=-40ºC to +125 ºC – – 450
総合特性
消費電流 IDD RL=無負荷, VIN-= 0.9V – 3.5 4.0
mA RL=無負荷, VIN-= 0.9V, Ta=-40ºC to +125 ºC – – 5.0
スタンバイ時消費電流 IDD_STB VEN/SYNC=0V – – 1
A VEN/SYNC=0V, Ta=-40ºC to +125 ºC – – 1
■熱特性
項目 記号 値 単位
接合部-周囲雰囲気間 θja 200 (*3) 52 (*4)
°C /W
接合部-ケース表面間 ψjt 43 (*3) 19 (*4)
°C /W
(*3): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による (*4): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(4層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による (4層基板内箔:74.2×74.2mm、JEDEC 規格JESD51-5 に基づき、基板にサーマルビアホールを適用)
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■消費電力-周囲温度特性例
NJW4132U2 (SOT89-5-2 Package), Power Dissipation vs. Ambient Temperature
(Topr= -40 to +125ºC, Tjmax=150ºC)
(*5): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による (*6): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(4層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による (4層基板内箔:74.2×74.2mm、JEDEC 規格JESD51-5 に基づき、基板にサーマルビアホールを適用)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Pow
erD
issi
patio
nP D
(mW
)
Ambient Temperature Ta (ºC)
At on 4 layer PC Board (*5)
At on 4 layer PC Board (*6)
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■特性例
0.99
0.995
1
1.005
1.01
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150R
efer
ence
Volta
geV B
(V)
Ambient Temperature Ta (ºC)
Reference Voltage vs. Temperature(V+=12V)
0.99
0.995
1
1.005
1.01
0 10 20 30 40
Ref
eren
ceVo
ltage
V B(V
)
Supply Voltage V+ (V)
Reference Voltage vs. Supply Voltage(Ta=25ºC)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Out
putO
NR
esis
tanc
eR
ON
(Ω)
Ambient Temperature Ta (ºC)
Output ON Resistance vs. Temperature(ISW=1A)
V+=4.5V, 12V, 40V
1.4
1.6
1.8
2
2.2
2.4
2.6
2.8
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Switc
hing
Cur
rent
Lim
itI LI
M(A
)
Ambient Temperature Ta (ºC)
Switching Current Limit vs. Temperature
V+=4.5V, 12V, 40V
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■特性例
4.1
4.15
4.2
4.25
4.3
4.35
4.4
4.45
4.5
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Thre
shol
dVo
ltage
(V)
Ambient Temperature Ta (ºC)
Under Voltage Lockout Voltage vs. Temperature
VT_ON
VT_OFF
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Soft
Star
tTim
eTs
s(m
s)Ambient Temperature Ta (ºC)
Soft Start Time vs. Temperature(V+=12V, VB=0.95V)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Switc
hing
Leak
Cur
rent
I LEAK
(μA)
Ambient Temperature Ta (ºC)
Switching Leak Current vs. Temperature(V+=12V, VEN/SYNC=0V, VSW=45V)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Stan
dby
Cur
rent
I DD
_STB
(μA)
Ambient Temperature Ta (ºC)
Standby Current vs. Temperature(VEN/SYNC=0V)
V+=40VV+=12VV+=4.5V
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■特性例
1.9
1.92
1.94
1.96
1.98
2
2.02
2.04
2.06
2.08
2.1
0 10 20 30 40
Osc
illat
ion
Freq
uenc
yf O
SC(M
Hz)
Supply Voltage V+ (V)
Oscillation Frequency vs. Supply Voltage(C ver., VIN-=0.9V, Ta=25ºC)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0 10 20 30 40
Qui
esce
nt C
urre
ntI D
D(m
A)
Supply Voltage V+ (V)
Quiescent Current vs. Supply Voltage(C ver., RL=no load, VIN-=0.9V, Ta=25ºC)
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Osc
illat
ion
Freq
uenc
yf O
SC(M
Hz)
Ambient Temperature Ta (ºC)
Oscillation Frequency vs. Temperature(C ver., V+=12V, VIN-=0.9V)
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Max
imum
Dut
yCy
cle
MA
XDU
TY(%
)
Ambient Temperature Ta (ºC)
Maximum Duty Cycle vs. Temperature(C ver., V+=12V, VIN-=0.9V)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Qui
esce
ntC
urre
ntI D
D(m
A)
Ambient Temperature Ta (ºC)
Quiescent Current vs. Temperature(C ver., RL=no load, VIN-=0.9V)
V+=4.5V, 12V, 40V
0
20
40
60
80
100
120
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Min
imum
ON
Tim
e1t O
N-m
in1
(ns)
Ambient Temperature Ta (ºC)
Minimum ON Time1 vs. Temperature(C ver., V+=12V)
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■アプリケーション回路例
昇圧回路例
昇降圧(SEPIC)回路例
GND IN-
V+
CFBR2
COUTL SBD
NJW4132
V INCIN
R1
VOUT
RFB
SW
EN/SYNC
EN/SYNCHigh: ONLow: OFF (Standby)
GND IN-
V+
CFBR2
COUTL1 SBD
NJW4132
V INCIN
R1
VOUT
RFB
SW
EN/SYNC
EN/SYNCHigh: ONLow: OFF (Standby)
C1
L2
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■端子説明
端子番号 端子名 機能 1 SW パワーMOSFET のスイッチ出力端子です 2 GND 接地
3 IN- 出力電圧を検出する端子です。IN-端子電圧が基準電圧 1.0V typ.となるように出力電圧を抵
抗分割して入力します。
4 EN/SYNC
NJW4132 の動作・停止を制御する端子です。 内部は 100k でプルダウンされています。High レベルで動作、Low レベルまたはオープン
でスタンバイモードとなります。 またクロック信号を入力することで、信号に同期した発振周波数で動作します。
5 V+ IC への電源供給端子です。電源供給のインピーダンスを下げるため、IC の近傍に入力コン
デンサを接続してください。
■アプリケーションマニュアル
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■各ブロックの機能説明 1.スイッチングレギュレータ基本機能 ●エラーアンプ部 (ER AMP) エラーアンプ部の非反転入力は、1.0V±1%の高精度基準電圧が接続されています。アンプの反転入力(IN-端子)に、
抵抗分割されたコンバータ出力を入力することで出力電圧を設定します アンプ部では、最適なフィードバックが内蔵されているため、最小限の外付け部品でアプリケーション回路を構成
できます。 ●PWM比較器部 (PWM)、発振回路部 (OSC)
NJW4132は、固定周波数のカレントモード制御方式で動作します。 発振回路は、Aバージョン:300kHz typ.、Bバージョン:700kHz typ.、Cバージョン:2.0MHz typ.に設定されて
います。 PWM比較器部では、出力電圧とスロープ補償されたスイッチング電流のフィードバックにより、PWM信号を出力
します。最大デューティー比は、A, Bバージョンで90% typ.です。 NJW4132の最小ON時間 tON-minは、表1に示すとおり IC内部で制限されます。 表1 NJW4132の最小ON時間
Aバージョン (fOSC =300kHz)
Bバージョン (fOSC =700kHz)
Cバージョン (fOSC =2.0MHz)
内蔵発振時 300ns typ. 110ns typ. 80ns typ.
外部同期時 220ns typ.
(fSYNC=400kHz時) 90ns typ.
(fSYNC=800kHz時) 80ns typ.
(fSYNC=2.2MHz時) 昇圧回路のON時間は、下記式によって決まります。
sfV
VtonOSCOUT
IN 11
VINは入力電圧、VOUTは出力電圧を表します。ON時間が tON-min以下となる場合は、出力電圧を安定状態に保つため
にデューティーの変動やパルススキップ動作を行う可能性があります。 ●パワーMOSFET 内蔵されたパワーMOSFET のスイッチ動作によって、インダクタへ電力を供給します。過電流保護機能によって、
パワーMOSFETに流せる電流は、ILIM =1.75A min.に制限されます。 ●電源、GND端子 (V+, GND) スイッチング動作に伴い、周波数に応じた電流が ICに流れます。電源ラインのインピーダンスが高いと電源供給が
不安定になり、IC の性能を十分に引き出せません。そのため入力コンデンサは、V+端子-GND 端子間の近傍で接
続してください。ICと入力コンデンサの距離が生じる場合は、バイパスコンデンサ 0.1 F程度を挿入し、高周波イ
ンピーダンスを下げてください。
■アプリケーションマニュアル
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■各ブロックの機能説明 2.保護機能、付加機能 ●低電圧誤動作防止(UVLO)回路 電源電圧が低い場合、UVLO回路によって動作を停止し、電源電圧4.35V typ.以上でUVLO回路が解除されて ICの
動作が開始します。電源電圧の立ち上がりと立ち下がりに100mV typ.のヒステリシス電圧幅を持たせています。こ
れにより、UVLOの解除と動作のばたつきを防止し、NJW4132を安定して動作させます。 ●ソフトスタート機能 ソフトスタート機能によって、コンバータの出力電圧は設定値まで緩やかに電圧を上昇します。ソフトスタート時
間は 10ms typ.であり、エラーアンプの基準電圧が 0~0.95V になるまでの時間で定義されます。(図1)ソフトス
タート回路は、UVLO解除、サーマルシャットダウンからの復帰後に動作します。
図1 ソフトスタートのタイミングチャート
SW pin
1.0V
ON
OFF
Vref,IN- pin Voltage
Soft Start時間 Tss=10ms typ.
VB=0.95Vまで 通常動作
Soft Start効果時間 VB=1.0Vまで
UVLO(4.35V typ.)の解除、
スタンバイ、
サーマルシャットダウン
からの復帰
OSC Waveform
■アプリケーションマニュアル
NJW4132-T1
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■各ブロックの機能説明(続き) ●過電流保護機能 (OCP)
NJW4132にはヒカップ(Hiccup)方式の過電流保護機能を内蔵しており、過負荷時の発熱を低減するとともに、過電
流の異常状態から回復にともない、スイッチングレギュレータの出力電圧を自動的に復帰させることができます。 内蔵のパワーMOSFETに ILIM以上の電流が流れると、過電流保護機能によってパワーMOSFETをOFFにし、次の
周期でスイッチング動作を復帰します。 IN-端子電圧が0.75V以下になると、発振周波数を通常時の約17%で動作します。 同時にパルスカウントを開始し、Aバージョン約7ms、Bバージョン約5ms、Cバージョン約2msの過電流検出が
続くとスイッチング動作を停止します。停止後は、クールダウン時間 おおよそ42 ms typ.経過後、ソフトスタート
による再起動を行います。
図2 過電流保護動作時のタイミングチャート ●サーマルシャットダウン機能 (TSD) サーマルシャットダウン機能は、NJW4132のチップ温度が160 C*を超えるとSW動作を停止します。 チップ温度が145 C*以下になると、ソフトスタートによるSW 動作が開始されます。 なおサーマルシャットダウン機能は、高温時における ICの熱暴走を防止するための予備回路であり、不適切な熱設
計を補うためでは有りません。ICのジャンクション温度(~+150 C)範囲内で動作させるように、十分な余裕を満
たすことをお奨めします。(* 参考値) ●スタンバイ機能
EN/SYNC端子を0.5V max.以下にすることでNJW4132の機能を停止させスタンバイ状態にします。 内部は100k でプルダウンされており、端子オープン時はスタンバイモードに移行します。 スタンバイ機能を使用しない場合は、EN/SYNC端子をV+に接続してください。
SW pinON
OFF
SwitchingCurrent
ILIM
0
定常状態 過負荷状態 ソフトスタート動作
1.0V0.75V
0V
IN- pinVoltage
パルス・バイ・パルス
過電流保護機能動作時
発振周波数A ver.=50kHz typ.B ver.=117kHz typ.C ver.=410kHz typ.
パルスカウントA ver.=約7msB ver.=約5msC ver.=約2ms
クールダウン時間 42ms typ.
発振周波数A ver.=300kHz typ.B ver.=700kHz typ.C ver.=2.0MHz typ.
■アプリケーションマニュアル
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■各ブロックの機能説明(続き) ●外部同期機能
EN/SYNC端子に方形波を入力することで、NJW4132の発振器を外部周波数に同期させることができます。 方形波は、表2の仕様を満たす必要があります。
表2 EN/SYNC端子に入力する方形波
Aバージョン (fOSC =300kHz)
Bバージョン (fOSC =700kHz)
Cバージョン (fOSC =2.0MHz)
入力周波数 290kHz~ 500kHz
690kHz~ 1,000kHz
1.8MHz~ 2.4MHz
デューティー サイクル 20%~80% 35%~65% 40%~60%
電圧振幅 1.6V 以上(Highレベル) 0.5V以下(Lowレベル)
外部同期時のスイッチング動作は、入力信号の立ち上がりエッジに対してトリガを行います。 またスタンバイ状態や非同期動作と外部同期動作の切り替わりでは、誤動作を防止するために A バージョン約 20~30 s、Bバージョン約10~20 s、Cバージョン約3~8 sの遅延時間を設けています。(図3)
図3 外部同期信号によるスイッチング動作
SW pinON
OFF
スタンバイ 遅延時間 外部同期動作
EN/SYNC pinHigh
Low
■アプリケーションマニュアル
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Input Current IIN
IndunctorRipple Current DIL
0
Current
tON tOFF
Peak Current IPK
IndunctorRipple Current DIL
Peak Current IPK
tON tOFF
■アプリケーション情報 ●インダクタ インダクタには大電流が流れるため、飽和しない電流能力を持たせる必要があります。NJW4132 では、位相補償
が内蔵されており、最適なL値は、入力電圧と出力電圧によって決まります。 インダクタの設定例(暫定値) ViIN=5V → VOUT=12V :L ≦ 10 H 上記に記載された L 値よりも小さいものを選定しますが、L 値は、記載された値から半分までを目安にしてくださ
い。L 値が小さくなると、出力電流に対するピーク電流が大きくなり、変換効率が低下しやすくなります。(図4)
また過電流リミットに掛かりやすくなるため、出力電流が制限される点に注意しなければいけません。 ピーク電流は、下記式によって求められます。
AVIVIIN
OUTOUTIN
]A[fVL
VVVIOSCOUT
ININOUTL
]A[IIIpk LIN 2
L値が小さいとき L値が大きいとき
図4 インダクタ電流の状態(電流連続モード動作時)
■アプリケーションマニュアル
NJW4132-T1
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■アプリケーション情報(続き) ●キャッチ・ダイオード パワーMOSFETがOFFサイクルの時は、インダクタに蓄えられた電力がキャッチ・ダイオードを経由して出力コ
ンデンサに流れます。そのためダイオードにはサイクル毎に、負荷電流に応じた電流が流れます。ダイオードの順
方向飽和電圧と電流の積が電力損失となるため、順方向飽和電圧の低いSBD (Schottky Barrier Diode)が最適です。 また SBD は、逆回復時間が短い特徴を併せて持っています。逆回復時間が長くなると、パワーMOSFET が OFFからON サイクルに移行した時、貫通電流が流れてしまいます。この電流によって効率の低下、ノイズの発生等に
影響を及ぼす可能性が有ります。 スイッチング素子が ON サイクルの時は、ダイオードに逆電圧が印可された状態になります。ダイオードの耐圧に
は、最大出力電圧以上の余裕を持たせてください。また高温時はSBDの逆電流が増加する特徴があり、出力コンデ
ンサに蓄えたエネルギーを損失しやすくなります。アプリケーションの動作条件によっては順方向飽和電圧よりも
逆電流特性を重視したほうが、効率向上につながる場合があります。 ●入力コンデンサ スイッチングレギュレータの入力部には、周波数に応じた過渡的な電流が流れます。電源回路に供給される電源イ
ンピーダンスが大きいと入力電圧の変動につながり、NJW4132 の性能を十分に引き出せません。よって入力コン
デンサは、できる限り ICの近くに挿入してください。 ●出力コンデンサ 出力コンデンサは、インダクタンスからの電力を蓄え、出力への供給電圧を安定させる役割をします。 NJW4132は、低ESRの出力コンデンサが使用できるように位相補償を設定しており、セラミックコンデンサが最
適です。 コンデンサの最適容量(暫定値) VOUT=12V :COUT ≧ 22 F セラミックコンデンサは、DC 電圧印加や温度変化によって容量が低下するため、スペックシート等で特性を確認
してください。 出力コンデンサの選定には、ESR(等価直列抵抗:Equivalent Series Resistance)の特性、リップル電流、耐圧を考慮
に入れる必要が有ります。 低ESRタイプのコンデンサであれば、リップル電圧を下げることが出来ます。 出力リップル電圧は、下記計算式で表せます。
]V[IESRV L)pp(ripple
コンデンサに流れるリップル電流の実効値(Irms)は、下記計算式で表せます。
]Arms[III OUTPKrms22
■アプリケーションマニュアル
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■アプリケーション情報(続き) ●出力電圧設定抵抗、補償用コンデンサ 出力電圧VOUTは、R1, R2の抵抗比で決まります。R1, R2に流れる電流は、Error AMPに流れるバイアス電流を無
視できるような値とします。
]V[VRRV BOUT 1
12
R2とCFBによって、ゼロ点(fZ1)が形成され、スイッチングレギュレータの位相を補償します。 ゼロ点は、下記計算式で表せます。
]Hz[CR
fFB
Z 221
1
fZ1は20k~60kHzを目安に設定しますが、アプリケーション条件によって異なるため実機で調整してください。
■アプリケーションマニュアル
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■評価基板・パターンレイアウト情報 ●基板レイアウト スイッチングレギュレータは、インダクタの充放電によって出力へ電力供給を行います。発振周波数に応じて電流
が流れるため、基板のレイアウトは重要な項目です。大電流の流れるラインは太く、短くし、ループ面積を最小限
にしてください。図5に昇圧回路における電流ループを示します。
(a) 昇圧回路 SW ON状態 (b) 昇圧回路 SW OFF状態
図5 昇圧回路における電流ループ
GNDラインは、パワー系と信号系を分離した上で1点アースをとるのが望ましい接続です。 また電圧検出のフィードバックラインは、できるだけインダクタンスから離します。本ラインはインピーダンスが
高いため、インダクタンスからの漏れ磁束でノイズの影響を避けるように配線します。 図6に昇圧回路での配線例を示します。
図6 昇圧回路での配線例
NJW4132内蔵SW
COUT
L SBD
CINV IN NJW4132内蔵SW
COUT
L SBD
CINV IN
負荷近傍で電圧を検出し、
電圧降下が負荷へ影響を与え
ないように配慮する。
SW
IN-
V+
CFB
R2
COUT
L SBD
NJW4132
CIN
R1
VOUT
RFB
V INRL(負荷)
ICのインピーダンスが高いため、
電圧検出抵抗 R1,R2はできるだけICの近くに配置する。
信号系のGNDをパワー系と分離する。
GND
ICの近傍に
挿入する。
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■評価基板・パターンレイアウト情報(続き)
裏面にてパワー系GNDと信号系GNDを接続
図7 レイアウト例(上面パターン)
CIN
CFB
RFB
R1
VOUT
Feed backsignal
GNDOUT GND IN
VIN
SignalGNDArea
EN/SYNC
L
COUT
R2
SBD
Power GND Area
1pin
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■パッケージパワーの計算 昇圧回路の損失の多くは、スイッチ動作を行うNJW4132のパワーMOSFETによって発生します。そのため下記式を
目安にNJW4132の損失として考えます。 入力電力 :PIN = VIN IIN [W] 出力電力 :POUT = VOUT IOUT [W] ダイオードの損失 :PDIODE = VF IL(avg) OFF duty [W] NJW4132の消費電力 :PLOSS = PIN POUT PDIODE [W]
ただし、
VIN :コンバータの入力電圧 IIN :コンバータの入力電流 VOUT :コンバータの出力電圧 IOUT :コンバータの出力電流
VF :ダイオードの順方向飽和電圧 IL(avg) :インダクタ平均電流 OFF duty :スイッチOFFデューティーサイクル
変換効率 は、下記式によって求められます。
= (POUT PIN) 100 [%] 求めた消費電力PDに対して温度ディレーティングを考慮します。 消費電力対周囲温度特性例(図8)を参考に、定格内に収まるか確認してください。
NJW4132U2 (SOT89-5-2 Package), Power Dissipation vs. Ambient Temperature
(Topr= -40 to +125ºC, Tjmax=150ºC)
(*7): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による (*8): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(4層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による (4層基板内箔:74.2×74.2mm、JEDEC 規格JESD51-5 に基づき、基板にサーマルビアホールを適用)
図8 消費電力対周囲温度特性例
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
Pow
erD
issi
patio
nP D
(mW
)
Ambient Temperature Ta (ºC)
At on 4 layer PC Board (*7)
At on 4 layer PC Board (*8)
■アプリケーションマニュアル
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■アプリケーション設計例 ●昇圧アプリケーション仕様
IC :NJW4132U2-B 入力電圧 :VIN=5V 出力電圧 :VOUT=12V 出力電流 :IOUT=400mA 発振周波数 :fosc=700kHz
記号 数量 部品番号 概要 メーカー IC 1 NJW4132U2-B 45V MOSFET内蔵 SW.REG. IC New JRC L 1 CDRH8D28HPNP-100N Inductor 10 H, 3.4A Sumida SBD 1 CMS16 Schottky Diode 40V, 3A Toshiba CIN 1 10 F Ceramic Capacitor 3225 10 F, 50V, X5R Murata COUT 1 22 F Ceramic Capacitor 3225 22 F, 16V, B Murata CFB 1 15pF Ceramic Capacitor 1608 15pF, 50V, CH Std. RFB 1 0 (Short) Optional R1 1 20k Resistor 1608 20k , 1%, 0.1W Std. R2 1 220k Resistor 1608 220k , 1%, 0.1W Std.
GND IN-
V+
SBD
NJW4132
SW
EN/SYNC
EN/SYNCHigh: ONLow: OFF (Standby)
CFB15pF R2
220k
COUT22 F/16V
L10 H/3.4AV IN=5V
R120k
VOUT=12V
RFB0
CIN10 F/50V
■アプリケーションマニュアル
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●アプリケーション特性例
Efficiency vs. Output Current(VIN=5V, VOUT=12V)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 10 100 1000Output Current IOUT (mA)
Effic
ienc
y (%
)
f=700kHzL=10 H
Output Voltage vs. Output Current(VIN=5V)
11.0
11.2
11.4
11.6
11.8
12.0
12.2
12.4
12.6
12.8
13.0
1 10 100 1000Output Current IOUT (mA)
Out
put V
olta
ge V
OU
T (V
)
f=700kHzL=10 H
■アプリケーションマニュアル
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■外形寸法図
1 2 3
4(2)5
0.47
1.6
4.5±0.3
0.42 0.47
1.5 1.5
0.4
2.5±
0.3
1.0
4.5
+0.5
-0.3
0.4
1.5±0.3
0.4
■フットパターン
45°
0.7 1.0
2.0
0.7
1.5
0.7
0.8
0.7
1.5
1.5 1.5
SOT-89-5-2 Unit: mm
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■包装仕様 テーピング寸法
Feed direction
A
BW1
P2 P0
P1
φD0
φD1E
F
W
T
T2
SYMBOL
ABD0
D1EF
P0P1P2
TT2W
W1
DIMENSION4.8±0.14.9±0.1
1.51.61.5±0.1
5.65±0.14.0±0.18.0±0.1
2.0±0.10.30±0.052.0±0.1
12.0±0.39.5
REMARKS
BOTTOM DIMENSION
BOTTOM DIMENSION
THICKNESS 0.1MAX
+0.10
リール寸法
A
W1
E
C D
W
B
SYMBOL
A
B
C
D
E
W
W1
DIMENSION
φ180±1
φ 60±1
φ 13±0.2
φ 21±0.8
2±0.5
13±0.5
1.2±0.2
テーピング状態
40mm MIN. 1000pcs/reel
Empty tape
40mm MIN.
Covering tape
500mm MIN.
Sealing with covering tape
Feed direction
Devices Empty tape
梱包状態 Label
Put a reel into a box
Label
SOT-89-5-2 Unit: mm
Insert direction
(TE1)
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■推奨実装方法 リフローはんだ法
*リフロー温度プロファイル
a:温度上昇勾配 : 1~4℃/s b:予備加熱温度 時間
: 150~180℃ : 60~120s
c:温度上昇勾配 : 1~4℃/s d:実装領域 A 温度 時間 e:実装領域 B 温度 時間
: 220℃ : 60s 以内 : 230℃ : 40s 以内
f:ピーク温度 : 260℃以下 g:冷却温度勾配 : 1~6℃/s
温度測定点 : パッケージ表面 a b c
e
g
150℃
260℃
常 温
f
180℃
230℃ 220℃ d
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■改定履歴 日付 改訂 変更内容
2016/9/27 Ver. 1 新規リリース
2018/7/4 Ver. 1.1 誤記訂正および、外形,包装仕様を最新版へ更新
2018/11/8 Ver. 1.2 特長欄の表記変更
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■注意事項 1. 当社は、製品の品質、信頼性の向上に努めておりますが、半導体製品はある確率で故障が発生することがありますので、当
社半導体製品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害等を生じさせることのないように、お客様の責任
においてフェールセーフ設計、冗長設計、延焼対策設計、誤動作防止設計等の安全設計を行い、機器の安全性の確保に十
分留意されますようお願いします。 2. このデータシートの掲載内容の正確さには万全を期しておりますが、掲載内容について何らかの法的な保証を行うものでは
ありません。とくに応用回路については、製品の代表的な応用例を説明するためのものです。また、工業所有権その他の権
利の実施権の許諾を伴うものではなく、第三者の権利を侵害しないことを保証するものでもありません。 このデータシートに記載されている商標は、各社に帰属します。
3. このデータシートに掲載されている製品を、特に高度の信頼性が要求される下記の機器にご使用になる場合は、必ず事前に
当社営業窓口までご相談願います。 · 航空宇宙機器 · 海底機器 · 発電制御機器 (原子力、火力、水力等) · 生命維持に関する医療装置 · 防災/ 防犯装置 · 輸送機器 (飛行機、鉄道、船舶等) · 各種安全装置
4. このデータシートに掲載されている製品の仕様を逸脱した条件でご使用になりますと、製品の劣化、破壊等を招くことがあり
ますので、なさらないように願います。仕様を逸脱した条件でご使用になられた結果、人身事故、火災事故、社会的な損害等
を生じた場合、当社は一切その責任を負いません。
5. ガリウムヒ素(GaAs)の安全性について 対象製品:GaAs MMIC、フォトリフレクタ
ガリウムヒ素(GaAs)製品取り扱い上の注意事項 この製品は、法令で指定された有害物のガリウムヒ素(GaAs)を使用しております。危険防止のため、製品を焼いたり、砕い
たり、化学処理を行い気体や粉末にしないでください。廃棄する場合は関連法規に従い、一般産業廃棄物や家庭ゴミとは混
ぜないでください。 6. このデータシートに掲載されている製品の仕様等は、予告なく変更することがあります。ご使用にあたっては、納入仕様書の
取り交わしが必要です。