高耐圧 降圧DCDCコンバータIC MM3370 MITSUMI 高耐圧 降圧DCDCコンバータIC Monolithic IC MM3370 概要 本ICは、パワー MOS FETを内蔵したダイオード整流の降圧DCDCコンバータICです。 最大出力電流3Aでの動作が可能となっています。 負荷変動が1A→2A変動時、約50mVと小さく、入力電圧範囲が 7〜27Vと広いため、液晶TVやDVDレコーダの 電源に適しています。 また、電流モード制御による高速過渡応答を実現しています。 特長 (1) ソフトスタート機能内蔵 (2) シャットダウン機能内蔵 (3) カレントリミット機能内蔵 (4) 主な仕様 入力電圧範囲 出力電圧範囲 基準電圧精度 最大出力電流 発振周波数 消費電流 パッケージ HSOP-8A 用途 (1) DVDレコーダ (2) Blu-ray Discレコーダ (3) TV 7〜27V 0.92V〜 ±2% 3A 500kHz 0.8mA(動作時) 20μA(off時) 高耐圧 降圧DCDCコンバータIC MM3370 MITSUMI ブロック図 VIN Note1 CE THERMAL SHUTDOWN INTERNAL REGULATOR to Internal Circuit CURRENT SENSE AMP 5V CLK OSCILLATOR 500kHz BS Ramp DRH Slope COMP PWM COMP 3.7V/3.55V 0.7V 0.92V Note1: CE端子 DRL UVLO VIN Supply Voltage FB SW CONTROL Err AMP COMP プルダウン抵抗内蔵 端子接続図 8 7 6 5 1 2 3 4 HSOP-8A TOP VIEW 120mΩ SW M2 10Ω GND 9kΩ SS M1 高耐圧 降圧DCDCコンバータIC MM3370 MITSUMI 端子説明 ピンNo. 端子名 入出力 端子説明 1 BS INPUT ブーストコンデンサ接続端子 2 VIN INPUT 電源入力端子 3 SW OUTPUT 4 GND INPUT グランド端子 5 FB INPUT フィードバック入力端子 6 COMP OUTPUT 7 CE INPUT チップイネーブル入力端子 8 SS INPUT ソフトスタートコントロール入力端子 インダクタ接続端子 位相補償接続端子 絶対最大定格 項 目 保存温度 VIN電源電圧 SW端子印加電圧 BS端子印加電圧 FB端子印加電圧 CE端子印加電圧 SS端子印加電圧 COMP端子印加電圧 許容損失 記 号 Tstg VVINMAX VSWMAX VBOOSTMAX VFBMAX VCEMAX VSSMAX VCOMPMAX Pd 定 格 -55~+150 -0.3〜+30 -1〜VIN+0.3 VSW-0.3 ~ VSW+6 -0.3〜+5.5 -0.3〜+30 -0.3〜+5.5 -0.3〜+5.5 2000(Note2) 単 位 ℃ V V V V V V V mW Note2: ガラスエポキシ基板実装時 120×120×1.6tmm 推奨動作条件 項 目 動作温度 電源電圧 記 号 TOPR VOPR 定 格 -40~+85 +7~+27 単 位 ℃ V Note3: 外付けブートストラップダイオードを接続することで、内部ブーストレギュレータの 出力が安定化し低入力時の効率向上に繋がります。 5V Note3 DIODE BS MM3370 SW 0.01uF 高耐圧 降圧DCDCコンバータIC MM3370 MITSUMI 電気的特性 (特記なき場合 Ta=25℃ , VIN=12V) 項目 記号 測定条件 VIN 入力電圧範囲 VIN 消費電流 ISS1 VCE=3V, VFB=1.4V OFF時消費電流 ISS2 VCE=0V FB端子電圧 VFB 7V≦VIN≦27V 最大出力電流 IOMAX エラーアンプ トランスコンダクタンス GEA 最小 標準 最大 単位 7 0.90 RONL ハイサイドスイッチ リーク電流 ILEAK 短絡時カレントリミット (Note4) ILIM 発振周波数 fSW 最大デューティ比 DMAX 最小オン時間 (Note4) TON CE端子スレッショルド電圧 VCET UVLO検出電圧 (Note5) VUVLO UVLOヒステリシス電圧 ⊿VUVLO サーマルシャットダウン (Note4) THD V 0.8 1.2 mA 20 40 μA 0.92 0.94 V 3.0 ⊿ICOMP=±10μA ハイサイドスイッチ オン抵抗(Note4) RONH ローサイドスイッチ オン抵抗 27 VCE=0V, VSW=0V A 800 μA/V 120 mΩ 10 Ω 0.1 10 μA 8 400 VFB=0.8V VIN Rising 500 A 600 kHz 88 % 120 ns 1.1 1.4 1.7 V 3.4 3.7 4.0 V 150 mV 160 ℃ Note4: 設計保証値 Note5: VIN電圧がUVLO検出電圧3.7V(TYP.) からVIN入力電圧範囲7V(MIN.) までの間、スイッチング出力は 間欠的に動作し、出力電圧VOUTは低下します。 高耐圧 降圧DCDCコンバータIC MM3370 MITSUMI 測定回路図 • 測定回路 1 2 A 7 VIN 8 C1 1 VIN BS CE SW SS FB GND COMP 4 C4 C5 Oscillosope 3 5 6 V A • 測定回路 2 2 7 VIN 8 C1 VIN BS CE SW SS FB GND 4 COMP 6 C3 C4 1 Oscilloscope C5 Vout L 3 R1 5 C2 V SBD R2 R3 • 測定回路 3 2 7 VIN C1 8 VIN BS CE SW SS FB C4 GND COMP 4 6 1 3 5 A MITSUMI 高耐圧 降圧DCDCコンバータIC MM3370 動作説明 ■概 要 本ICは、低ON抵抗のMOSFETを1チップに内蔵した降圧型DC/DCコンバータです。 入力電圧7V ~ 27Vの広い範囲で最大3Aの出力電流を供給することができます。 カレントモード制御で動作する為、位相補償の簡素化、負荷応答特性の向上、ラインレギュレーション特性の向上を 実現しています。 出力電圧は、接続された抵抗を通してFB端子に入力されて、内部エラーアンプを通して増幅されます。 エラーアンプでは内部基準電圧(=SS端子) と比較しCOMP端子に出力されDutyを制御します。 本ICにはブーストレギュレータが内蔵され、ハイサイドMOSFETのゲート駆動電圧を提供します。 ブースト用ダイオードを内蔵しているため、BS端子とSW端子の間にセラミックコンデンサを接続する事で動作可能で外部 部品数の低減を実現しています。ブーストコンデンサへの充電は、ハイサイドMOSFETがオフのときに、ローサイド側の MOSFET10Ωを通してブーストレギュレータより供給されます。 ■ブロック動作説明 ・INTERNAL REGURATOR 内部回路用定電圧生成ブロックです。 ・THERMAL SHUTDOWN 過熱保護ブロック。チップ温度が160℃ (TYP.) を超えるとシャットダウンするように設定しています。 ・Err AMP 誤差増幅器。基準電圧とフィードバック電圧を比較する回路です。 基準電圧が掛かるSS端子と比較した結果を出力するCOMP端子が端子として出力されているため、外部部品を 接続することが可能です。 ・OSCILLATOR 発振器。スイッチング周波数を生成する回路です。 ・Slope-COMP 発振器にて生成した三角波にカレントセンスアンプにて検出したMOSFETの電流量を加算する回路です。 加算した波形をPWMCOMPに出力します。 ・CURRENT SENSE AMP ハイサイドMOSFETの電流を検出し、電圧換算させることで発振器にて生成した三角波に加算します。 ・PWM COMP ErrAMP出力とSlope-COMP出力を比較しスイッチングのDutyを決定します。 高耐圧 降圧DCDCコンバータIC MM3370 MITSUMI タイミングチャート (1)起動 3.7V Vuno 150mV Vuno VIN CE ov H L SW ov Soft Start Time Soft Start Time Soft Start Time Tss Tss VOUT ov Tss(Note4) Note6: Tss(ms)=45xC4(uF) (2)過電流検出 VIN CE ov H fs=500kHz L SW ov Soft Start Time Over Current Output Short VFB ov Tss IOUT 0A ※数値は代表値になります。 Current Limit Current Limit 8A 高耐圧 降圧DCDCコンバータIC MM3370 MITSUMI 特性図 (特記なき場合 VIN=12V, VOUT=3.3V, L=10µH, Ta=25℃) ■ Output Current-Efficiency ■ Load Transient Response 100 90 EFFICIENCY(%) I OUT=0.5→1A VIN=7V 80 70 60 VIN=27V 50 VOUT 50mV/div. VIN=12V 40 30 ILOAD 0.5A/div. 20 10 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 100μ s /div LOAD CURRENT(A) ■ Steady State test ■ Steady State test IOUT=3A Resistive Load IOUT=1.5A Resistive Load IL 2A/div. IL 1A/div. VOUT 20mV/div. VOUT 20mV/div. VIN 500mV/div VIN 500mV/div. VSW 10V/div VSW 10V/div. 2μs/div 2μ s/div. ■ Startup through Enable ■ Startup through Enable IOUT=3A Resistive Load IOUT=1.5A Resistive Load VOUT 2V/div. VOUT 2V/div. IL 2A/div. IL 1A/div. 5ms/div. 5ms/div. 高耐圧 降圧DCDCコンバータIC MM3370 MITSUMI ■ Shutdown through Enable ■ Shutdown through Enable IOUT=1.5A Resistive Load IOUT=3A Resistive Load VOUT 1V/div. VOUT 1V/div. IL 1A/div. IL 2A/div. 50μ s/div. 50μ s/div. ■ LOAD REGULATION ■ Shutdown Supply Current -Temperature VIN=12V VIN =12V VEN =0V Shutdown Supply Current (μA) 3,40 Output Voltage(V) 3,35 3,30 3,25 3,20 3,15 3,10 3,05 3,00 0 1000 2000 3000 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -75 -50 -25 ■ Line Regulation IOUT=1A 20 18 Supply Current(mA) Output Voltage (V) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 5 75 100 10 15 20 25 Input Voltage (V) 30 35 VIN=12V VEN =3V 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 50 ■ Supply Current -Temperature 3.0 0.0 25 Tempetature(°C) Output Current(mA) 3.5 0 -75 -50 -25 0 25 50 Temperature(°C) 75 100 高耐圧 降圧DCDCコンバータIC MM3370 MITSUMI 0.9 ■ Supply Current -Temperature VEN=OV 0.8 VIN=27V 0.7 0.6 VIN=12V 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 25 50 0.90 VIN=12V -75 -50 -25 0 25 50 75 100 Temperature(°C) Oscillation Frequency(kHz) VEN=3V VFB=0.85V 650 600 VIN=12V 500 450 350 300 VIN=12V 10 VIN=27V -75 -50 -25 0 25 50 Temperature(°C) -75 -50 -25 0 25 50 0.8 75 100 VEN=0V VSW=0V 0.7 0.6 0.5 0.4 VIN=27V 0.3 0.2 VIN=12V 0.1 0.0 -75 -50 -25 0 25 50 75 100 Temperature(°C) ■ Oscillation Frequency-Temperature 550 High-Side Switch Leakage Current(nA) Feedback Voltage(V) VIN=27V 0.95 400 15 ■ High-Side Switch Leakage Current-Temperature VEN=3V 700 20 Tempetature(°C) ■ Feedback Voltage-Temperature 0.80 VIN=27V 25 0 75 100 Temperature(°C) 0.85 30 5 0 -75 -50 -25 1.00 VEN=3V VFB=1.4V 35 Supply Current (mA) Shutdown Supply Current(μA) ■ Shutdown Supply Current -Temperature 75 100
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