ltc3610 - 12a、24v、モノリシック同期整流式降...

LTC3610

13610ff

0.47µH

4.7µF

10µF×3

VIN4V TO 24V

VOUT2.5V12A

3610 TA01a

604k0.1µF ION

VIN

SW

BOOST

RUN/SS

ITH

VON

SGND INTVCC

FCB

PGND

VFB

VRNG

0.22µF 100µF×2

31.83k

LTC3610

470pF

EXTVCC

PGOOD

30.1k

9.5k

100pF

LOAD CURRENT (A)0.01

EFFI

CIEN

CY (%

)

POWER LOSS (m

W)

80

90

3610 TA01b

70

50

60

85

95

75

55

65

0.1 1 10

100

1000

100

1

10

10000

VOUT = 2.5V

POWER LOSS 12V

POWER LOSS 5V

VIN = 12V

VIN = 5V

高効率降圧コンバータ効率と負荷電流

標準的応用例

12A、24V、モノリシック同期整流式降圧 DC/DCコンバータ

特長■ 出力電流：12A■ 広いVIN範囲：4V～24V ■ NチャネルMOSFETを内蔵■ 真の電流モード制御■ 高い降圧比に最適化■ tON(MIN) ≤ 100ns以下■ 極めて高速な過渡応答■ セラミックCOUTで安定■ ±1%精度の0.6V電圧リファレンス ■ パワーグッド出力電圧モニタ■ オン時間/スイッチング周波数を調整可能■ 電流制限を調整可能■ ソフトスタートをプログラム可能■ 出力過電圧保護■ オプションの短絡シャットダウン・タイマ■ 低いシャットダウン時の消費電流：15μA ■ 9mm×9mmの64ピンQFNパッケージ

アプリケーション■ ポイントオブロード(POL)レギュレーション■ 配電システムL、LT、LTC、LTM、Linear TechnologyおよびLinearのロゴはリニアテクノロジー社の登録商標です。他の全ての商標はそれぞれの所有者に所有権があります。5481178、6100678、6580258、5847554、6304066を含む米国特許によって保護されています。

概要LTC®3610は4V～24V(最大28V)の入力電源で最大12Aの出力電流を供給可能な高効率のモノリシック同期整流式降圧DC/DCコンバータです。谷電流制御アーキテクチャを採用し、高周波数での非常に低いデューティサイクルと優れた過渡応答を実現します。動作周波数は外付け抵抗で選択され、VINおよびVOUTの変動に対して補償されています。

LTC3610は軽負荷時に不連続動作または強制連続動作に設定できます。強制連続動作がノイズやRF干渉を低減するのに対し、不連続動作は軽負荷時にスイッチング損失を低減することによって高効率を達成します。

内部フォールドバック電流制限、出力過電圧コンパレータおよびオプションの短絡シャットダウン・タイマによりフォールト保護をおこないます。また、外付けのタイミング・コンデンサを使用して、電源シーケンシングのソフトスタートが可能です。レギュレータの電流制限レベルは、ユーザが設定可能です。パワーグッド出力電圧モニタは、出力が安定化されていることを知らせます。LTC3610は9mm×9mmの小型QFNパッケージで供給されます。

LTC3610

23610ff

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

Main Control Loop

VIN Operating Input Voltage Range 4 24 V

IQ Input DC Supply Current Normal Shutdown Supply Current

900 15

2000 30

µA µA

VFB Feedback Reference Voltage ITH = 1.2V (Note 3) ● 0.594 0.600 0.606 V

ΔVFB(LINEREG) Feedback Voltage Line Regulation VIN = 4V to 28V, ITH = 1.2V (Note 3) 0.002 %/V

ピン配置

TOP VIEW

WP PACKAGE64-LEAD (9mm × 9mm) QFN MULTIPAD

PGND 1

PGND 2

PGND 3

SW 4

SW 5

SW 6

SW 7

SW 8

SW 9

SW 10

SW 11

PVIN 12

PVIN 13

PVIN 14

PVIN 15

PVIN 16

48 SGND

47 SGND

46 SGND

45 SGND

44 EXTVCC

43 VFB

42 SGND

41 ION

40 SGND

39 FCB

38 ITH

37 VRNG

36 PGOOD

35 VON

34 SGND

33 SGND

PVIN

17

PVIN

18

PVIN

19

PVIN

20

PVIN

21

PVIN

22

PVIN

23

PVIN

24

PVIN

25

SW 2

6

NC 2

7

SGND

28

BOOS

T 29

RUN/

SS 3

0

SGND

31

SGND

32

64 P

GND

63 P

GND

62 P

GND

61 P

GND

60 P

GND

59 P

GND

58 P

GND

57 P

GND

56 P

GND

55 S

W

54 IN

TVCC

53 IN

TVCC

52 S

V IN

51 S

V IN

50 S

GND

49 S

GND

68SGND

67PVIN

66SW

65PGND

TJMAX = 125°C, θJA = 28°C/W

発注情報鉛フリー仕様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LTC3610EWP#PBF LTC3610EWP#TRPBF LTC3610WP 64-Lead (9mm × 9mm) Plastic QFN –40°C to 125°CLTC3610IWP#PBF LTC3610IWP#TRPBF LTC3610WP 64-Lead (9mm × 9mm) Plastic QFN –40°C to 125°C

鉛ベース仕様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LTC3610EWP LTC3610EWP#TR LTC3610WP 64-Lead (9mm × 9mm) Plastic QFN –40°C to 125°CLTC3610IWP LTC3610IWP#TR LTC3610WP 64-Lead (9mm × 9mm) Plastic QFN –40°C to 125°Cより広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。　*温度グレードは出荷時のコンテナのラベルで識別されます。鉛フリー仕様の製品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。

絶対最大定格（Note 1）入力電源電圧（VIN、ION） ....................................... 28V～−0.3V 昇圧されたトップサイド・ドライバ電源電圧（BOOST） ........................................................... 34V～−0.3V

SW電圧 ............................................................. 28V～−0.3V INTVCC、EXTVCC、（BOOST−SW）、RUN/SS、

PGOODの電圧 ..................................................... 7V～−0.3V FCB、VON、VRNGの電圧 ...........................INTVCC＋0.3V～−0.3V ITH、VFBの電圧 ...................................................... 2.7V～−0.3V 動作温度範囲（Note 4） ........................................................−40℃～125℃

接合部温度（Note 2） .......................................................125℃ 保存温度範囲...................................................−55℃～125℃

電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA = 25℃での値（Note 4）。注記がない限り、VIN = 15V。

LTC3610

33610ff

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

ΔVFB(LOADREG) Feedback Voltage Load Regulation ITH = 0.5V to 1.9V (Note 3) –0.05 –0.3 %

IFB Feedback Input Current VFB = 0.6V –5 ±50 nA

gm(EA) Error Amplifier Transconductance ITH = 1.2V (Note 3) ● 1.4 1.7 2 mS

VFCB Forced Continuous Threshold ● 0.54 0.6 0.66 V

IFCB Forced Continuous Pin Current VFCB = 0.6V –1 –2 µA

tON On-Time ION = 60µA, VON = 1.5V ION = 60µA, VON = 0V

170 250 120

310 ns ns

tON(MIN) Minimum On-Time ION = 180µA, VON = 0V 60 100 ns

tOFF(MIN) Minimum Off-Time ION = 30µA, VON = 1.5V 290 500 ns

IVALLEY(MAX) Maximum Valley Current VRNG = 0.5V, VFB = 0.56V, FCB = 0V VRNG = 0V, VFB = 0.56V, FCB = 0V

●

●

7 10

16 19

A A

IVALLEY(MIN) Maximum Reverse Valley Current VRNG = 0.5V, VFB = 0.64V, FCB = 0V VRNG = 0V, VFB = 0.64V, FCB = 0V

–6 –9

A A

ΔVFB(OV) Output Overvoltage Fault Threshold 7 10 13 %

VRUN/SS(ON) RUN Pin Start Threshold ● 0.8 1.5 2 V

VRUN/SS(LE) RUN Pin Latchoff Enable Threshold RUN/SS Pin Rising 4 4.5 V

VRUN/SS(LT) RUN Pin Latchoff Threshold RUN/SS Pin Falling 3.5 4.2 V

IRUN/SS(C) Soft-Start Charge Current VRUN/SS = 0V –0.5 –1.2 –3 µA

IRUN/SS(D) Soft-Start Discharge Current VRUN/SS = 4.5V, VFB = 0V 0.8 1.8 3 µA

VIN(UVLO) Undervoltage Lockout VIN Falling ● 3.4 3.9 V

VIN(UVLOR) Undervoltage Lockout Release VIN Rising ● 3.5 4 V

RDS(ON) Top Switch On-Resistance Bottom Switch On-Resistance

12 6.5

16 10

mΩ mΩ

Internal VCC Regulator

VINTVCC Internal VCC Voltage 6V < VIN < 28V, VEXTVCC = 4V ● 4.7 5 5.5 V

ΔVLDO(LOADREG) Internal VCC Load Regulation ICC = 0mA to 20mA, VEXTVCC = 4V –0.1 ±2 %

VEXTVCC EXTVCC Switchover Voltage ICC = 20mA, VEXTVCC Rising ● 4.5 4.7 V

ΔVEXTVCC EXTVCC Switch Drop Voltage ICC = 20mA, VEXTVCC = 5V 150 300 mV

ΔVEXTVCC(HYS) EXTVCC Switchover Hysteresis 500 mV

PGOOD Output

ΔVFBH PGOOD Upper Threshold VFB Rising 7 10 13 %

ΔVFBL PGOOD Lower Threshold VFB Falling –7 –10 –13 %

ΔVFB(HYS) PGOOD Hysteresis VFB Returning 1 2.5 %

VPGL PGOOD Low Voltage IPGOOD = 5mA 0.15 0.4 V

Note 1：絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可能性がある。長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に悪影響を与える可能性がある。

Note 2：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 • 28℃/W）（θJAはJESD51-7高実効熱伝導性テストボードによってシミュレーションされている）

θJC = 0.24℃/W（θJCはパッケージの底部にヒートシンクを装着してシミュレーションされている）

Note 3：LTC3610は、誤差アンプの出力が規定された電圧（ITH）になるようにVFBを調節する帰還ループでテストされる。

Note 4：LTC3610は、TJがTAにほぼ等しいパルス負荷条件でテストされている。LTC3610Eは0℃～125℃で性能仕様に適合することが保証されている。−40℃～125℃の動作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。LTC3610Iは−40℃～125℃の動作接合部温度範囲で保証されている。これらの仕様と調和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抵抗など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。

電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA = 25℃での値（Note 4）。注記がない限り、VIN = 15V。

LTC3610

43610ff

LOAD CURRENT (A)0.001

EFFI

CIEN

CY (%

)

70

80

10

3610 G04

60

500.01 0.1 1

100

90

DISCONTINUOUSMODE

CONTINUOUSMODE

VIN = 12VVOUT = 2.5V

EXTVCC = 5VFIGURE 6 CIRCUIT

INPUT VOLTAGE (V)5

80

EFFI

CIEN

CY (%

)

85

90

95

100

10 15 20

3610 G05

25

ILOAD = 1A

ILOAD = 10A

FCB = 5VFIGURE 6 CIRCUIT

INPUT VOLTAGE (V)5

FREQ

UENC

Y (k

Hz)

480

520

25

3610 G06

440

40010 15 20

640

600

560

ILOAD = 10A

FCB = 0VFIGURE 6 CIRCUIT

ILOAD = 0A

LOAD CURRENT (A)0

ΔV O

UT (%

)

8

3610 G08

–0.80

–0.60

–0.40

–0.20

0.60

0.40

0.20

0

2 4 6 1210

0.80FIGURE 6 CIRCUIT

LOAD CURRENT (A)0

I TH

VOLT

AGE

(V)

1.0

1.5

3610 G09

0.5

03 6 9 12

2.5

2.0

CONTINUOUSMODE

DISCONTINUOUSMODE

FIGURE 6 CIRCUIT

LOAD CURRENT (A)0

0

FREQ

UENC

Y (k

Hz)

50100150200250300350400450500550600650

2 4 6 8

3610 G07

1210

CONTINUOUS MODE

DISCONTINUOUS MODE

LOAD STEP 0A TO 8AVIN = 12VVOUT = 2.5VFCB = 0VFIGURE 6 CIRCUIT

3610 G0140µs/DIV

VOUT100mV/DIV

IL5A/DIV

ILOAD5A/DIV

ILOAD = 1A TO 7AVIN = 12VVOUT = 2.5VFCB = INTVCCFIGURE 6 CIRCUIT

3610 G0240µs/DIV

VOUT100mV/DIV

IL5A/DIV

ILOAD5A/DIV

VIN = 12VVOUT = 2.5VRLOAD = 0.5ΩFIGURE 6 CIRCUIT

3610 G0340ms/DIV

RUN/SS2V/DIV

VOUT1V/DIV

IL5A/DIV

標準的性能特性

過渡応答過渡応答(不連続モード) スタートアップ

効率と負荷電流効率と入力電圧周波数と入力電圧

周波数と負荷電流ロード・レギュレーション ITH電圧と負荷電流

LTC3610

53610ff

INPUT VOLTAGE (V)4

MAX

IMUM

VAL

LEY

CURR

ENT

(A)

18

16

14

12

10

3610 G17

4

6

8

7 10 13 16 19 282522

RUN/SS VOLTAGE (V)1.65

0

MAX

IMUM

VAL

LEY

CURR

ENT

LIM

IT (A

)

3

6

9

12

18

15

1.90 2.15 2.65 2.90 3.15 3.402.40

3610 G15

ITH VOLTAGE (V)0

–10

LOAD

CUR

RENT

(A)

–5

0

5

20

15

10

25

0.5 1.0 1.5 2.0

3610 G10

2.5 3.0

VRNG = 1V

0.7V

0.5V

ION CURRENT (µA)1

10

ON-T

IME

(ns)

100

1000

10000

10 100

3610 G11

VVON = 0V

VON VOLTAGE (V)0

ON-T

IME

(ns)

400

600

3610 G12

200

01 2 3

1000ION = 30µA

800

TEMPERATURE (°C)–50

ON-T

IME

(ns)

200

250

300

25 75

3610 G13

150

100

–25 0 50 100 125

50

0

IION = 30µAVVON = 0V

VFB (V)0

0

MAX

IMUM

VAL

LEY

CURR

ENT

LIM

IT (A

)

5

10

15

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

3610 G18

VRNG VOLTAGE (V)0.5

10

MAX

IMUM

VAL

LEY

CURR

ENT

LIM

IT (A

)

12

14

16

18

20

22

24

0.6 0.7 0.8

3610 G14

0.9 1.0

TEMPERATURE (°C)–50 –25

0

MAX

IMUM

VAL

LEY

CURR

ENT

LIM

IT (A

)

5

20

0 50 75

3610 G16

15

10

25 100 125


負荷電流とITH電圧およびVRNG オン時間とION電流オン時間とVON電圧

オン時間と温度

最大谷電流リミットとフォールドバック

最大谷電流リミットとVRNG電圧最大谷電流リミットとRUN/SS電圧

最大谷電流リミットと温度入力電圧と最大谷電流

LTC3610

63610ff


0

EXTV

CC S

WIT

CH R

ESIS

TANC

E (Ω

)

4

10

0 50 75

3610 G24

2

8

6

25 100 125


–2

RUN/

SS P

IN C

URRE

NT (µ

A)

0

3

0 50 75

3610 G25

–1

2

1

25 100 125

PULL-UP CURRENT

PULL-DOWN CURRENT


1.0

g m (m

S)

1.4

2.0

0 50 75

3610 G20

1.2

1.8

1.6

25 100 125INPUT VOLTAGE (V)

0

INPU

T CU

RREN

T (µ

A)

SHUTDOWN CURRENT (µA)

800

1000

1400

1200

15 25

3610 G21

600

400

5 10 20 30

200

0

30

25

15

5

40

35

20

10

0

EXTVCC OPEN

EXTVCC = 5V

SHUTDOWN

INTVCC LOAD CURRENT (mA)0

ΔIN

TVCC

(%)

0.10

0.20

0.30

40

3610 G22

0

–0.20

–0.10

–0.40

–0.30

10 20 30 50


3.0

RUN/

SS P

IN C

URRE

NT (µ

A)

3.5

4.0

4.5

5.0

–25 0 25 50

3610 G26

75 100 125

LATCHOFF ENABLE

LATCHOFF THRESHOLD


2.0

UNDE

RVOL

TAGE

LOC

KOUT

THR

ESHO

LD (V

)

2.5

3.0

3.5

4.0

–25 0 25 50

3610 G27

75 100 125


0.58

FEED

BACK

REF

EREN

CE V

OLTA

GE (V

)

0.59

0.60

0.61

0.62

–25 0 25 50

3610 G19

75 100 125

FREQUENCY (kHz)400

I EXT

VCC

(mA) 15

20

25

700 900

3610 G23

10

5

500 600 800 10000


誤差アンプのgmと温度入力電流およびシャットダウン電流と入力電圧

INTVCCロード・レギュレーション EXTVCCのスイッチ抵抗と温度IEXTVCCと周波数

RUN/SSピン電流と温度 RUN/SSピン電流と温度低電圧ロックアウト・スレッショルドと温度

帰還リファレンス電圧と温度

LTC3610

73610ff

ピン機能PGND（ピン1、2、3、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65）：パワー・グランド。このピンをCVCCの（-）端子およびCINの（-）端子に近接して接続します。

SW（ピン4、5、6、7、8、9、10、11、26、55、66）：インダクタへのスイッチ・ノードの接続。ブートストラップ・コンデンサCBの（-）端子もここに接続します。このピンは、グランドよりダイオードの電圧降下分だけ低い電圧からVINまで振幅します。

PVIN（ピン12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、67）：主入力電源。このピンは入力コンデンサCINを使ってパワーPGNDにデカップリングします。

NC（ピン27）：接続なし。

SGND（ピン28、31、32、33、34、40、42、45、46、47、48、49、50、68）：信号グランド。すべての小信号用部品と補償用部品はこのグランドに接続し、このグランド自身はPGNDに一点接続します。

BOOST（ピン29）：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CBの（＋）端子をここに接続します。このピンは、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。

RUN/SS（ピン30）：実行制御とソフトスタートの入力。このピンからグランドに接続したコンデンサにより、フル出力電流までのランプ時間（約3秒/μF）および過電流ラッチオフの遅延時間が設定されます（「アプリケーション情報」を参照）。このピンを0.8Vより低い電圧に強制すると、デバイスがシャットダウンします。

VON（ピン35）：オン時間電圧入力。オンタイム・コンパレータの電圧トリップ・ポイント。このピンを出力電圧または出力からの外部抵抗分割器に接続するとオン時間がVOUTに比例します。このピンが接地されているとコンパレータの入力は既定で0.7Vになり、このピンがINTVCCに接続されていると既定で2.4Vになります。VOUTの高いアプリケーションではこのピンをINTVCCに接続し、低いRON値を使います。

PGOOD（ピン36）：パワーグッド出力。オープン・ドレインのロジック出力で、出力電圧がレギュレーション・ポイントの±10%以内にないと、グランドに引き下げられます。

VRNG（ピン37）：電流制限範囲入力。このピンの電圧は最大谷電流を調節し、INTVCCからの抵抗分割器により0.5V～0.7Vに設定することができます。このピンはVRNGピンがグランドに接続されていると既定で0.7Vになり、標準19Aの電流制限になります。

ITH（ピン38）：電流制御スレッショルドおよび誤差アンプの補償点。電流コンパレータのスレッショルドはこの制御電圧に応じて増加します。電圧範囲は0V～2.4Vで、0.8Vがゼロ・センス電圧（ゼロ電流）に対応します。

FCB（ピン39）：強制連続入力。軽負荷時に連続同期動作を強制するにはこのピンをグランドに接続し、軽負荷時に不連続モードの動作をイネーブルするにはINTVCCに接続し、2次巻線を使う場合は2次側出力に接続された抵抗分割器に接続します。

ION（ピン41）：オン時間電流入力。VINからこのピンに抵抗を接続してワンショット・タイマ電流を設定し、それによってスイッチング周波数を設定します。

VFB（ピン43）：誤差アンプの帰還入力。このピンは、誤差アンプの入力を、VOUTに接続された外部抵抗分割器に接続します。

EXTVCC（ピン44）：外部VCC入力。EXTVCCが4.7Vを超えると、コントローラとゲート・ドライブがEXTVCCから電力供給を受けるように、内部スイッチがこのピンをINTVCCへ接続し、内部レギュレータをシャットダウンします。このピンは7Vを超えないようにし、EXTVCC < VINとします。

SVIN（ピン51、52）：内部PWMコントローラ用電源。

INTVCC（ピン53、54）：内部5Vレギュレータの出力。ドライバおよび制御回路はこの電圧から電力供給を受けます。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、このピンを電源グランドにデカップリングします。

LTC3610

83610ff

機能図

0.7V

1.4V

VRNG

–

+

–+

– +

– +

–

+

IONVON

ICMP

0.7V

FCB EXTVCC SVIN

1µA

RON

VVONIION

tON = (10pF) R

S Q

20k

IREV

×(0.5 TO 2)

1V

SHDN

SWITCHLOGIC

ON

FCNT

0.6V

–+

4.7V

OV

1240k

0.4V

ITH

CSS

EA

SS

0.6V

+–

+–×3.3

RUN/SS3610 FD

SGND

R1

RUNSHDN

PGND

PGOOD

VFB

SW

PVIN

CIN

BOOST

M1

M2

INTVCC

–

+

–

+

UV

0.54V

OV

0.66V

6V

0.6VREF

5VREG

R2

2.4V

37

35 41 39 44

29

NC27

4, 5, 6, 7, 8, 9,10, 11, 26, 55, 66

12, 13, 14, 15,16, 17, 18, 19,20, 21, 22, 23,24, 25, 67

53, 54

51, 52

1, 2, 3, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65

28, 31, 32, 33, 34,40, 42, 45, 46, 47,48, 49, 50, 68

36

43

3038

VOUT

L1

COUT

CVCC

+

Q1Q3

Q4Q2

0.8V

ITHBQ6

CB

DB

F

1.2µA

LTC3610

93610ff

動作メイン制御ループLTC3610は、固定オン時間、電流モード・アーキテクチャを採用した、高効率モノリシック同期整流式降圧DC/DCコンバータです。4V～24Vの入力電圧範囲で動作し、最大12Aの出力電流まで安定化出力電圧を与えます。同期パワー・スイッチを内蔵しているので、効率が向上し、外付けショットキー・ダイオードは不要です。通常動作では、トップMOSFETはワンショット・タイマOSTによって定まる一定時間オンします。トップMOSFETがオフすると、ボトムMOSFETがオンします。このオン状態は、電流コンパレータICMPがトリップしてワンショット・タイマが再始動し、次のサイクルが開始されるまで続きます。インダクタ電流は、ボトムMOSFETのオン抵抗を使って、PGNDピンとSWピンの間の電圧を検出することにより決定されます。ITHピンの電圧により、インダクタの谷電流に対応したコンパレータ・スレッショルドが設定されます。誤差アンプEAは、出力電圧からの帰還信号VFBを内部の0.6Vリファレンスと比較することによってこのITHピンの電圧を調節します。負荷電流が増加すると、リファレンスに比べて帰還電圧が低下します。そのため、ITH電圧は平均インダクタ電流が再び負荷電流に等しくなるまで上昇します。

軽負荷では、インダクタ電流はゼロに低下し、負になることがあります。これは電流反転コンパレータIREVによって検出され、IREVが次にM2をシャットオフするので(機能図を参照)、デバイスは不連続動作に入ります。両方のスイッチはオフ状態に保たれ、ITH電圧がゼロ電流レベル(0.8V)を超えて新しいサイクルが開始されるまで、出力コンデンサが負荷電流を供給します。FCBピンを0.6Vより下に下げると、不連続モード動作はコンパレータFによってディスエーブルされ、連続同期動作が強制されます。

動作周波数は、トップMOSFETのオン時間と、レギュレーションを維持するのに必要なデューティ・サイクルによって自動的に決まります。ワンショット・タイマは理想的なデューティ・サイクルに比例したオン時間を発生するので、VINが変化しても周波数をほぼ一定に保ちます。公称周波数は外部抵抗RONを使って調節することができます。

過電圧コンパレータOVと低電圧コンパレータUVは、出力帰還電圧がレギュレーション・ポイントの両側±10%の範囲を外れると、PGOOD出力を”L”へ引き下げます。さらに、過電圧状態ではM1はオフし、M2はオンして過電圧状態がなくなるまでオン状態に保たれます。

出力がグランドに短絡されると、フォールドバック電流制限が作動します。VFBが低下すると、バッファされた電流スレッショルド電圧ITHBが、Q4とQ6によって設定された1VレベルへクランプQ3によって引き下げられます。このため、VFBが0Vに近づくと、インダクタの谷電流レベルはその最大値の1/6に低下します。

RUN/SSピンを”L”へ引き下げると、コントローラをシャットダウン状態に強制して、M1とM2の両方をオフします。ピンを解放すると、内部の1.2μA電流源が外部のソフトスタート・コンデンサCSSを充電することができます。この電圧が1.5Vに達すると、コントローラがオンしてスイッチングを開始しますが、ITH電圧はRUN/SS電圧よりも約0.6V低い電圧にクランプされます。CSSが充電し続けると、ソフトスタートの電流制限は解除されます。

INTVCC/EXTVCC電源トップとボトムのMOSFETドライバおよび大部分の内部制御回路への電力はINTVCCピンから得られます。トップMOSFETドライバには、フローティング・ブートストラップ・コンデンサCBから電力が供給されます。このコンデンサは、トップMOSFETがオフしているとき、外部ショットキー・ダイオードDBを通してINTVCCから再充電されます。EXTVCCピンが接地されていると、内部の5V低損失レギュレータがVINからINTVCCに電力を供給します。EXTVCCが4.7Vを超えると、内部レギュレータがオフし、内部スイッチがEXTVCCをINTVCCに接続します。これにより、外部5V電源あるいはコンバータの2次出力のようなEXTVCCへ接続されている高効率ソースからINTVCCに電力を供給することができます。ゲート・ドライブを強化するために、7Vまでの電圧をEXTVCCに印加することができます。入力電圧が低くてINTVCCが3.5Vより低くなると、低電圧ロックアウト回路が、電源スイッチがオンするのを防ぎます。

LTC3610

103610ff

アプリケーション情報LTC3610の基本的なアプリケーション回路がこのデータシートの最初のページに示されています。外部部品の選択は主に最大負荷電流で決まります。LTC3610は同期パワーMOSFETのオン抵抗を使ってインダクタ電流を決めます。望みのリップル電流量と動作周波数によってインダクタの値も決まります。最後に、コンバータに流れ込む大きなRMS電流を扱う能力を考慮してCINを選択し、出力電圧リップルおよび過渡特性の仕様を満たすのに十分なだけESRが低いかを考慮してCOUTを選択します。

VONとPGOOD LTC3610はオープン・ドレインのPGOOD出力を備えており、出力電圧がレギュレーション・ポイントの±10%以内にあることを示します。LTC3610はVONピンも備えていますので、オン時間を調節することができます。VONピンを“H”に接続するとRONの値が下がり、VOUTの高いアプリケーションに有用です。VONピンは、VOUTが変化するアプリケーションで固定周波数動作を維持するため、また、負荷電流の変化に伴う小さな周波数シフトを補正するため、オン時間を調整する手段も与えます。

VRNGピンとILIMITの調整 VRNGピンは最大インダクタ谷電流を調整するのに使われ、LTC3610が供給できる最大平均出力電流を決めます。最大出力電流は次式で与えられます。

IOUT（MAX） = IVALLEY（MAX）＋1/2 ΔIL,

IVALLEY（MAX）は「標準的性能特性」の「最大谷電流リミットとVRNG電圧」のグラフに示されています。

INTVCCからの外部抵抗分割器を使ってVRNGピンの電圧を0.5V～1Vに設定することができます。または、単にグランドに接続して0.7Vに相当する既定値に強制することができます。電流リミットを設定する際には、接合部温度が125℃の最大定格を超えないようにします。VRNGピンはフロートさせないでください。

動作周波数動作周波数の選択には、効率と部品サイズの間のトレードオフが必要です。低周波数動作はMOSFETのスイッチング損失を減らして効率を上げますが、出力リップル電圧を低く押さえるには、大きなインダクタンスや容量を必要とします。

LTC3610のアプリケーションの動作周波数は、トップMOSFETスイッチのオン時間tONを制御するワンショット・タイマによって事実上決定されます。オン時間は、次式に従って、IONピンへ流れ込む電流とVONピンの電圧によって設定されます。

tVI

pFONVON

ION= ( )10

抵抗RONをVINからIONピンに接続すると、VINに反比例するオン時間が得られます。IONピンから流れ出す電流は次のとおりです。

IVRIONIN

ON=

このため、降圧コンバータの場合、入力電源が変化してもほぼ一定の周波数動作になります。

fV

V R pFHOUT

VON ONZ=

( )[ ]

10

出力電圧が変化しても周波数を一定に保つには、VONピンをVOUTに接続するか、またはVOUT > 2.4VのときはVOUTからの抵抗分割器に接続します。VONピンには内部クランプが備わっており、ワンショット・タイマへの入力を制限します。このピンが0.7Vより低い電圧に接続されていると、ワンショットへの入力は0.7Vにクランプされます。同様に、このピンが2.4Vより高い電圧に接続されていると、この入力は2.4Vにクランプされます。VOUTが高いアプリケーションでは、コンパレータの入力が2.4VになるようにVONをINTVCCに接続するとRONの値が低くなります。いくつかの一般的な出力電圧について、RONとスイッチング周波数の関係を図1aと図1bに示します。

LTC3610

113610ff

アプリケーション情報

図1a. スイッチング周波数とRON（VON = 0V）

図1b.スイッチング周波数とRON（VON = INTVCC）

IONピンの電圧は約0.7Vなので、このピンへ流れ込む電流は、（特に入力電圧が低いアプリケーションでは）VINに正確に反比例することはありません。この誤差を補正するため、IONピンから5V INTVCC電源に追加抵抗RON2を接続すると、周波数がさらに安定します。

RVVRON2 ON

50 7

=.

負荷電流の変化も周波数のずれを引き起こします。MOSFETスイッチとインダクタの寄生抵抗がインダクタンスの両端の実効電圧を下げるので、負荷電流が増加するにつれてデュー

ティ・サイクルが増加します。電流の増加に応じてオン時間をわずかに長くすることにより、固定周波数動作を維持することができます。これはITHピンからVONピン、さらにVOUTへと接続された抵抗分割器を使って実現されます。必要な値は特定のアプリケーションの寄生抵抗に依存します。妥当な出発点としては、図2aに示されているように、ITHピンの電圧変化の約25%をVONピンに与えます。スイッチング周波数で生じるITHの変動をフィルタで除去するため、コンデンサをVONピンに接続します。ITHの抵抗負荷により誤差アンプのDC利得が減少し、ロード・レギュレーションが劣化しますが、これは図2bのようにPNPエミッタ・フォロワを使って避けることができます。

最小オフ時間とドロップアウト動作最小オフ時間tOFF（MIN）は、LTC3610がボトムMOSFETをオンし、電流コンパレータをトリップしてこのMOSFETを再度オフすることができる最小時間です。この時間は普通約250nsです。最小オフ時間の制約により、最大デューティ・サイクルはtON/（tON＋tOFF（MIN））に制限されます。たとえば入力電圧が低下したために最大デューティ・サイクルに達すると、出力は安定化された状態から外れてしまいます。ドロップアウトを避けるための最小入力電圧は次のとおりです。

V Vt t

tIN MIN OUT

ON OFF(MIN)

ON( ) =

+

最大デューティ・サイクルと周波数のプロットを図3に示します。

出力電圧の設定LTC3611は、図6に示されているように、帰還ピンVFBと信号グランドの間に0.6Vのリファレンス電圧を発生します。出力電圧は次式に従って抵抗分割器によって設定されます。

VOUT = 0.6V 1+R2R1

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

周波数応答を改善するには、フィードフォワード・コンデンサC1を使うこともできます。VFBラインはインダクタやSWトレースなどのノイズ源から離して配線するように十分注意してください。

RON (kΩ)100

100

SWIT

CHIN

G FR

EQUE

NCY

(kHz

)

1000

1000 10000

3610 F01a

VOUT = 3.3V

VOUT = 1.5V VOUT = 2.5V

RON (kΩ)100

100

SWIT

CHIN

G FR

EQUE

NCY

(kHz

)

1000

1000 10000

3610 F01b

VOUT = 3.3V

VOUT = 12V

VOUT = 5V

LTC3610

123610ff

インダクタの選択望みの入力電圧と出力電圧が与えられると、インダクタ値と動作周波数によってリップル電流が決まります。

∆IL =VOUTf L

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

1−VOUTVIN

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

リップル電流が小さいと、インダクタのコア損失、出力コンデンサのESR損失、さらに出力電圧リップルが減少します。効率が最高の動作は低周波数でリップル電流が小さいとき得られま

す。ただし、これを達成するには大きなインダクタが必要です。部品のサイズ、効率および動作周波数の間にはトレードオフが必要です。

妥当な出発点として、IOUT（MAX）の約40%のリップル電流を選択します。最大VINで最大リップル電流が発生します。リップル電流が規定された最大値を超えないように保証するには、次式に従ってインダクタンスを選択します。

L =VOUT

f ∆IL(MAX)

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

1−VOUT

VIN(MAX)

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

Lの値が求まったら、次にインダクタの種類を選択します。高効率コンバータは低価格の鉄粉コアに見られるコア損失は一般に許容できません。高電流、低電圧アプリケーション用に設計された多種のインダクタが、スミダ電機、パナソニック、Coiltronics、Coilcraft、東光などのメーカーから入手できます。

CINとCOUTの選択入力コンデンサCINは、トップMOSFETのドレインのところで方形波電流をフィルタするのに必要です。最大RMS電流を扱えるサイズの低ESRコンデンサを使います。

IRMS ≅ IOUT(MAX)VOUTVIN

VINVOUT

– 1

この式はVIN = 2VOUTで最大値をとり、IRMS = IOUT（MAX）/2となります。大きく変化させてもそれほど状況が改善されないため、一般にはこの単純なワーストケース条件が設計に使用されます。コンデンサのメーカーの規定するリップル電流定格は多くの場合2000時間だけの寿命試験に基づいているので、コンデンサをさらにディレーティングすることを推奨します。

COUTの選択は、電圧リップルおよび負荷ステップ過渡を小さくするために必要なESRによって主に決まります。出力リップルΔVOUTは、ほぼ次式のように限定されます。

∆VOUT ≤ ∆IL ESR+1

8fCOUT

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

図3. 最大スイッチング周波数とデューティ・サイクル

2.0

1.5

1.0

0.5

00 0.25 0.50 0.75

3610 F03

1.0

DROPOUTREGION

DUTY CYCLE (VOUT/VIN)

SWIT

CHIN

G FR

EQUE

NCY

(MHz

)

図2. 負荷電流の変化にともなう周波数シフトの補正

CVON0.01µFRVON2

100k

RVON130k

CC

VOUT

RC

(2a)

(2b)

VON

ITH

LTC3610

CVON0.01µF

RVON210k

Q12N5087

RVON13k

10k

CC 3610 F02

VOUT

INTVCC RC

VON

ITH

LTC3610


LTC3610

133610ff

ΔILは入力電圧とともに増加するので、出力リップルは最大入力電圧のとき最大になります。通常、ESRの必要条件が満たされると、その容量はフィルタリングに関して妥当であり、必要なRMS電流定格をもっています。

ESRおよびRMS電流処理の必要条件を満たすには、並列に配置した複数のコンデンサが必要になることがあります。乾式タンタル、特殊ポリマー、アルミ電解およびセラミックの各コンデンサはすべて表面実装パッケージで入手できます。特殊ポリマー・コンデンサはESRが非常に低いのですが、他のタイプに比べて容量密度が低くなります。タンタル・コンデンサは最高の容量密度をもっていますが、スイッチング電源に使うためにサージテストされているタイプだけを使うことが重要です。アルミ電解コンデンサのESRはかなり大きいのですが、リップル電流定格および長期信頼性に対して配慮すれば、コストに敏感なアプリケーションに使うことができます。セラミック・コンデンサは優れたESR特性をもっていますが、電圧係数が高く可聴圧電効果を示すことがあります。トレースインダクタンスをともなったセラミック・コンデンサはQが高く、大きなリンギングを引き起こすことがあります。入力コンデンサとして使うときは、突入電流とスイッチングによるリンギングがパワースイッチとコントローラに対する過電圧の危険を生じないように注意を払う必要があります。入力電圧過渡を減衰させるため、ESRが0.5Ω～2Ωの範囲の5μF～50μFの小型アルミ電解コンデンサを追加します。高性能スルーホール・コンデンサを使うこともできますが、リード・インダクタンスの影響を減らすため、追加のセラミック・コンデンサを並列に接続することを推奨します。

トップMOSFETドライバの電源（CB、DB）BOOSTピンに接続した外部ブートストラップ・コンデンサCBは、トップサイドMOSFETのゲート・ドライブ電圧を供給します。このコンデンサは、スイッチ・ノードが“L”のとき、INTVCCからダイオードDBを通して充電されます。トップMOSFETがオンすると、スイッチ・ノードはVINまで上昇し、BOOSTピンはおよそVIN＋INTVCCまで上昇します。ブースト・コンデンサはトップMOSFETが必要とするゲート電荷の約100倍の電荷を蓄積する必要があります。ほとんどのアプリケーションでは、0.1μF～0.47μFのX5RまたはX7Rの誘電体のコンデンサが適しています。

不連続モードの動作とFCBピンFCBピンは、インダクタ電流が反転するときボトムMOSFETがオン状態に留まるかどうかを決定します。このピンを0.6Vのスレッショルドよりも高い電圧に接続すると、不連続動作がイネーブルされ、その場合、インダクタ電流が反転するとボトムMOSFETはオフします。電流が反転して不連続動作が始まる負荷電流の値はインダクタ・リップル電流に依存し、VINの変化とともに変動します。FCBピンを0.6Vのスレッショルドよりも低い電圧に接続すると、連続同期動作を強制し、軽負荷で電流が反転するのを許し、高周波数動作を維持します。

ロジック入力を与えて連続動作を強制するだけでなく、FCBピンは、1次側が不連続モードで動作しているとき、フライバック巻線出力を維持する手段を与えます。2次出力VOUT2は、図4に示すように、通常、トランスの巻数比Nによって設定されます。ただし、1次負荷電流が軽いため、コントローラが不連続モードに入ってスイッチングを停止すると、VOUT2は低下します。VOUT2からFCBピンへ接続された外部抵抗分割器は最小電圧VOUT2

（MIN）を設定します。この最小電圧より低い電圧では、VOUT2がその最小値を超えるまで連続動作が強制されます。

VOUT2(MIN) = 0.6V 1+R4R3

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

フォールト状態:電流制限とフォールドバックLTC3610には電流モード・コントローラが備わっており、定常状態の動作時だけでなく、過渡においても本来的にサイクルごとにインダクタ電流を制限します。グランドへの短絡が発生したとき電流をさらに制限するため、LTC3610にはフォールドバック電流制限機能が備わっています。出力が25%以上低下すると、最大センス電圧はその最大値の約1/6まで次第に低下します。


LTC3610

143610ff

INTVCCレギュレータとEXTVCC接続内部Pチャネル低損失レギュレータは、LTC3610のドライバと内部回路に電力を供給する5V電源を形成します。INTVCCピンは50mA RMSまで供給することができ、最小4.7μFのタンタル・コンデンサまたはセラミック・コンデンサを使ってグランドにバイパスする必要があります。MOSFETゲート・ドライバが必要とする大きな過渡電流を供給するには、十分なバイパスが必要です。

EXTVCCピンを使って、通常動作時に出力または別の外部ソースからMOSFETゲート・ドライブとコントローラに電力を供給することができます。EXTVCCピンが4.7Vよりも高いときは常に内部5Vレギュレータはシャットオフし、内部の50mAのPチャネル・スイッチがEXTVCCピンをINTVCCに接続します。EXTVCCピンが4.5Vより低くなるまで、INTVCC電力はEXTVCCから供給されます。7Vを超える電圧をEXTVCCに印加しないで、EXTVCC ≤ VINとなるようにしてください。EXTVCCの可能な接続方法を以下に列挙します。

1. EXTVCCをグランドに接続します。INTVCCは常に内部5Vレギュレータから電力を供給されます。

2. EXTVCCを外部電源に接続します。MOSFETゲート・ドライブの必要条件（標準5V）を満たす高効率電源により、全体の効率を上げることができます。

3. EXTVCCを出力から得られるブースト・ネットワークに接続します。低電圧の出力は、チャージポンプやフライバック巻線を使って4.7Vより高い電圧に昇圧することができます。昇圧された出力電源が利用可能になるまで、システムは内部リニア・レギュレータを使って起動します。

RUN/SSピンを使ったソフトスタートとラッチオフRUN/SSピンは、ソフトスタートおよび過電流ラッチオフ用タイマだけでなく、LTC3610をシャットダウンする手段を与えます。RUN/SSピンを0.8Vより低い電圧に引き下げると、LTC3610を低消費電流（IQ < 30μA）のシャットダウン状態にします。このピンを解放すると、内部の1.2μA電流源が外部のタイミング・コンデンサCSSを充電することができます。RUN/SSが完全にグランドまで引き下げられていると、起動するまでにおよそ次のような遅延が生じます。

tDELAY =1.5V1.2μA

CSS = 1.3s/μF( )CSS

図4. 補助出力ループとEXTVCC接続

LTC3610

SGND48

SGND47

SGND46

SGND45

EXTVCC44

VFB43

SGND42

ION41 R4

SGND40

FCB39

ITH38

VRNG37

PGOOD36

VON35

SGND34

SGND

SGND

GND

33

PVIN

17

PVIN

18

PVIN

19

PVIN

20

PVIN

21

PVIN

22

PVIN

23

PVIN

24

PVIN

25

SW

SW

SW

26

NC

27SG

ND28

BOOS

T29

RUN/

SS

30

SGND

31

SGND

32

PGND

64

PGND

63

PGND

62

PGND

61

PGND

60

PGND

59

PGND

58

PGND

57

PGND

56

SW

55

INTV

CC

54

INTV

CC

53

SVIN

52

SVIN

51

SGND

50

SGND

49

PGND1

PGND2

PGND3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

SW9

SW10

SW11

PVINVIN 12

PVIN13

PVIN14

PVIN15

PVIN16

3610 F04

CSEC1µF

VOUT2

VOUT1

COUT

CIN

IN4148

OPTIONAL EXTVCCCONNECTION5V < VOUT2 < 7V

T11:N

R3+

+

•

•

+


LTC3610

153610ff

3.3V OR 5V RUN/SSVIN

INTVCC

RUN/SS

D1

(5a) (5b)

D2*

CSS

RSS*

CSS

RSS*

3610 F05

2N7002

*過電流ラッチオフを無効にするためのオプション

図5. ラッチオフを無効にしたRUN/SSピンのインタフェース

RUN/SSの電圧が1.5Vに達すると、ITHが約0.9Vにクランプされた状態でLTC3610は動作を開始します。RUN/SS電圧が3Vまで上昇するにつれ、ITHに対するクランプはその2.4Vの全範囲が利用できるまで上昇します。これにはさらに1.3s/μFの時間がかかり、その間、出力が最終値の75%に達するまで負荷電流はフォールドバックされます。

コントローラが起動し、出力コンデンサ（CSS）を充電するのに十分な時間が経過した後、CSSは短絡タイマとして使われます。RUN/SSピンが4Vを超えるまで充電された後、出力電圧が安定化電圧の75%より下まで低下すると、短絡が発生したとみなされます。すると、1.8μAの電流によってCSSが放電し始めます。RUN/SSピンが3.5Vまで低下するまでフォールト状態が続くと、コントローラは両方のパワーMOSFETをオフし、コンバータを永続的にシャットダウンします。動作を再開するには、RUN/SSピンをアクティブにグランドまで引き下げる必要があります。

ソフトスタート・タイミング・コンデンサCSSを十分大きくして、CSSが4Vのスレッショルドに達するまでに出力が確実に安定化するようにすることが、過電流保護タイマにとって必要です。これは一般に出力容量、出力電圧および負荷電流特性に依存します。最小ソフトスタート・コンデンサは次式から推算できます。

CSS > COUT VOUT RSENSE（10−4 [F/V s]）

一般に0.1μFあれば十分過ぎるほどです。

過電流ラッチオフ動作は常に必要なわけではなく、望ましいわけでもありません。負荷電流は短絡時に電流フォールドバック回路によって既に制限されており、ラッチオフ動作はトラブルシューティング時に邪魔になることがあります。この機能は、5μAを超えるプルアップ電流をRUN/SSピンに追加することによって無効にすることができます。この追加電流によってフォールト時にCSSの放電が防がれ、さらにソフトスタート時間が短縮されます。図5aに示すように、VINに抵抗を使うのは簡単ですが、シャットダウン電流がいくらか増加します。図5bに示すように、INTVCCに抵抗を使うと追加のシャットダウン電流は除かれますが、CSSを分離するのにダイオードが必要です。どんなプルアップ・ネットワークも、RUN/SSをラッチオフ回路の4.2Vの最大スレッショルドよりも高い電圧に引き上げることができなければならず、4μAの最大放電電流を凌駕することができなければなりません。

効率に関する検討事項スイッチング・レギュレータのパーセント効率は、出力電力を入力電力で割って100%を掛けたものに等しくなります。個々の損失を解析して、効率を制限する要素がどれであり、また何が変化すれば最も効率が改善されるかを判断できる場合がよくあります。回路内の電力を消費するすべての要素で損失が生じますが、LTC3610の回路の損失の大部分は4つの主な損失要因によって生じます。

1. DCのI2R損失。これは、MOSFETの内部抵抗、インダクタ、およびPCボードのトレースの各抵抗成分から生じ、大きな出力電流で効率を低下させます。連続モードでは、平均出力電流はLを流れますが、トップMOSFETとボトムMOSFETの間でこま切れにされます。1個のMOSFETのDC I2R損失は単に[RDS（ON）＋RL] • IOによって決定することができます。

2. 遷移損失。この損失は、スイッチ・ノードが遷移するとき、トップMOSFETが短時間飽和領域に留まることから生じます。これは、入力電圧、負荷電流、ドライバ強度、MOSFET容量などの要因に依存します。20Vを超える入力電圧ではこの損失が大きくなり、次式を使って推算できます。

遷移損失 ≅ （1.7A–1） VIN2 IOUT CRSS f

3. INTVCC電流。これはMOSFETドライバ電流と制御電流の和です。この損失は、出力から得られる昇圧ネットワークまたは（利用可能であれば）代替電源のような高効率ソースから、EXTVCCを通してINTVCC電流を供給することにより減少させることができます。


LTC3610

163610ff

4. CIN損失。入力コンデンサはレギュレータへ流れる大きなRMS入力電流をフィルタリングするという困難な役目を担っています。このコンデンサは、AC I2R損失を最小にするためにESRが非常に小さくなければならず、RMS電流が上流でヒューズやバッテリ内の追加損失を生じないように容量が十分大きくなければなりません。

COUTのESR損失、デッドタイム時のショットキー・ダイオードD1の導通損失、インダクタのコア損失など、他の損失は一般に2%未満の追加損失です。

効率を改善するための調整を行うとき、入力電流は効率の変化の最良の指標です。変更を加えて入力電流が減少すれば、効率は向上しています。入力電流に変化がなければ効率にも変化がありません。

過渡応答のチェックレギュレータのループ応答は負荷過渡応答を見てチェックすることができます。スイッチング・レギュレータは負荷電流ステップに対して応答するのに数サイクルを要します。負荷ステップが生じると、VOUTは直ちに（ΔILOAD）（ESR）に等しい量だけシフトします。ここで、ESRはCOUTの等価直列抵抗です。また、ΔILOADにより、COUTが充電または放電し始めるので、レギュレータがVOUTをその定常状態の値に戻すのに使う帰還誤差信号が生じます。この回復時間の間、安定性に問題があることを示すオーバーシュートやリンギングがないかVOUTをモニタすることができます。図6に示されているITHピンの外部部品により、大部分のアプリケーションに対して適切な補償が実現されます。スイッチング制御ループ理論の詳細については、「アプリケーションノート76」を参照してください。

設計例設計例として、次の仕様の電源を取り上げます。VIN = 5V～24V（公称12V）、VOUT = 2.5V±5%、IOUT（MAX） = 12A、f = 550kHz。最初に、VON = VOUTでタイミング抵抗を計算します。

RkHz pF

kON = ( )( )=

1550 10

182

次に、最大VINで約40%のリップル電流になるようにインダクタを選択します。

L =2.5V

550kHz( ) 0.4( ) 12A( )1−

2.5V28V

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠= 0.86µH

0.82μHの標準値を選択すると、最大リップル電流は次のようになります。

∆IL =2.5V

550kHz( ) 0.82μH( )1–

2.5V12V

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠= 4.4A

次に、VRNG電圧を設定し、ILIMITをチェックします。VRNGを0.5Vに接続すると標準電流リミットが16Aに設定され、VRNGをGNDに接続すると標準電流が約19Aになります。85℃で約5AのRMS電流定格に対してCINが選ばれています。出力コンデンサは、インダクタ・リップル電流および負荷ステップによる出力電圧の変化を最小にするため、0.013Ωの低ESRのものが選択されています。リップル電圧は次のように小さくなります。

ΔVOUT（RIPPLE） = ΔIL（MAX）（ESR） =（4.4A）（0.013Ω） = 57mV

ただし、0A～10Aの負荷ステップにより、出力は最大次のように変化します。

ΔVOUT（STEP） = ΔILOAD（ESR） = （10A）（0.013Ω） = 130mV

出力リップルへのESLの影響を最小にするため、オプションの22μFセラミック出力コンデンサが含まれています。完全な回路を図6に示します。

SWのリンギングを低減する方法どんなスイッチング・レギュレータでも、特に入力電圧が高い場合には、SWノードに電圧リンギングが発生します。リンギングの振幅と持続時間は、スイッチング速度（ゲートドライブ）、レイアウト（寄生インダクタンス）、MOSFET出力容量に応じて変動します。このリンギングは、全体のEMI、ノイズ、高周波リップルの要因となります。リンギングを低減する1つの方法は、レイアウトを最適化することです。適切なレイアウトを行うことにより、寄生インダクタンスは最小になります。また、SWからGNDにRCスナバを付加するのも、リンギングを低減する効果的な方法です。最後に、BOOSTピンに直列に抵抗を付加すると、MOSFETのターンオン・スルーレートが遅くなり、リンギングが減衰しますが、代償として効率が低下します。デバイスはPCBやボンディングワイヤのインダクタンスによって高周波過渡からバッファされているので、通常、リンギング自体はコントローラの信頼性に対して問題とはならないことに注意してください。


LTC3610

173610ff

図6. 設計例:5V～24Vの入力から2.5V/12A（550kHz）

VOUT2.5V AT

12A

GND

GND

VINVIN5V TO 24V

COUT1220µF

2×

C522µF6.3V

L10.8µH

CIN10µF35V

3×

+

C610µF35V

+

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

CIN: TAIYO YUDEN GMK325BJ106MM-BCOUT: SANYO 10TPE220MLL1: CDEP85NP-R80MC-50C5: MURATA GRM31CR60J226KE19

LTC3610

SGND48

SGND47

SGND46

SGND45

EXTVCC

EXTVCC

44

VFB43

SGND42

ION41

SGND40

FCB39

ITH38

VRNG37

PGOOD36

VON35

SGND34

SGND

GND

VOUT

VOUT

33

PVIN

17

PVIN

18

PVIN

19

PVIN

20

PVIN

21

PVIN

22

PVIN

23

PVIN

24

PVIN

25

SW

SW

SW

SW

26

NC

27

SGND

28

BOOS

T

29

RUN/

SS

30

SGND

31

SGND

32

PGND

64

PGND

63

PGND

62

PGND

61

PGND

60

PGND

59

PGND

58

PGND

57

PGND

56

SW

55

INTV

CC

INTVCC

INTVCC

54

INTV

CC

INTVCC

53

SVIN

VIN

52

SVIN

51

SGND

50

SGND

49

PGND1

PGND2

PGND3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

SW9

SW10

SW11

PVIN

VIN

12

PVIN13

PVIN14

PVIN15

PVIN16

3610 F06

CF0.1µF25V

RF11ΩCVCC

4.7µF6.3V

C3

CON0.01µF

C40.01µF

C2C1

CB10.22µFDB

CMDSH-3

CSS0.1µF

VIN

RSS1510k

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

R19.5k1%

R230.1k1%

RVON0Ω

RPG1100k

RON182k1%

R531.84k

R30Ω

CC1470pF

CC2100pF

(OPTIONAL)

PCボードのレイアウトのチェックリストPCボードのレイアウトを行うときは、下に示されている2つの手法のどちらかに従ってください。簡単なPCボードのレイアウトには専用のグランド・プレーン層が必要です。さらに、高電流の場合、パワー部品の熱を逃がすのを助けるために多層基板を推奨します。

• グランド・プレーン層にはトレースがあってはならず、LTC3610の置かれている層にできるだけ近くします。

• CINとCOUTを全て一箇所に密集させ、LTC3610の近くに配置します。いくつかの部品は基板のボトム側に配置するとうまく配置できることがあります。

•小信号部品はLTC3610の近くに配置します。

• LTC3610のSGNDとPGNDを含むグランド接続は、グランド・プレーンに直結するビアを使って行います。パワー部品には大きなビアを複数使います。

• MOSFETの冷却力を改善し、EMIを低く抑えるためにスイッチ・ノード（SW）には小さなプレーンを使います。

• 十分な電圧フィルタリングを維持し、電力損失を低く抑えるため、VINとVOUTにはプレーンを使います。

• 全ての層の全ての未使用領域を銅で覆います。銅で覆うと電力部品の温度上昇が小さくなります。これらの銅領域はDCネット（VIN、VOUT、GNDまたはシステム内の他のDCレール）に接続します。


LTC3610

183610ff

図7. LTC3610のレイアウト図

LTC3610

SGND48

SGND47

SGND46

SGND45

EXTVCC44

VFB43

SGND42

ION41

SGND40

FCB39

ITH38

VRNG37

PGOOD36

VON35

SGND34

33

PVIN

17

PVIN

18

PVIN

19

PVIN

20

PVIN

21

PVIN

22

PVIN

23

PVIN

24

PVIN

25

SW

26

NC

27

SGND

28

BOOS

T

29

RUN/

SS

30

SGND

31

SGND

32

PGND

64

PGND

63

PGND

62

PGND

61

PGND

60

PGND

59

PGND

58

PGND

57

PGND

56

SW

SW

55

INTV

CC

54

INTV

CC

53

SVIN

52

SVIN

51

SGND

50

SGND

49

PGND1

PGND2

PGND3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

SW9

SW10

SW11

PVIN12

PVIN13

PVIN14

PVIN15

PVIN16

3610 F07

CIN

COUT

VOUT

CVCC

CBDB CSS

R1

RF

RON

R2

RCCC1

CC2


グランド・プレーンなしでプリント基板をレイアウトするときは、コントローラの適切な動作を保証するため、次のチェックリストを使ってください。これらの項目は図7にも示されています。

• 信号グランドと電源グランドを分離します。全ての小信号部品は一点でSGNDピンに戻します。この一点はPGNDピンに接続します。

• 入力コンデンサCINはデバイスに近づけて接続します。このコンデンサはMOSFETのAC電流を担います。

• 高いdV/dTのSW、BOOSTおよびTGの各ノードは敏感な小信号ノードから離します。

• INTVCCデカップリング・コンデンサCVCCは、INTVCCピンおよびPGNDピンに近づけて接続します。

•トップ・ドライバ・ブースト・コンデンサCBは、BOOSTピンおよびSWピンに近づけて接続します。

• VINピンのデカップリング・コンデンサCFは、VINピンおよびPGNDピンに近づけて接続します。PGND）

LTC3610

193610ff

標準的応用例

LTC3610

SGND48

SGND47

SGND46

SGND45

EXTVCC

EXTVCC

44

VFB43

SGND42

ION41

SGND40

FCB39

ITH38

VRNG37

PGOOD36

VON35

SGND34

SGND

GND

VOUT1.5V AT

12A

VOUT

VOUT

GND

GND

33

PVIN

17

PVIN

18

PVIN

19

PVIN

20

PVIN

21

PVIN

22

PVIN

23

PVIN

24

PVIN

25

SW

SW

26

NC

27

SGND

28

BOOS

T

29

RUN/

SS

30

SGND

31

SGND

32

PGND

64

PGND

63

PGND

62

PGND

61

PGND

60

PGND

59

PGND

58

PGND

57

PGND

56

SW

55

INTV

CC

INTVCC

INTVCC

54

INTV

CC

INTVCC

53

SVIN

VIN2 = 5V

52

SVIN

51

SGND

50

SGND

49

PGND1

PGND2

PGND3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

SW9

SW10

SW11

PVIN

VIN

VIN 12

PVIN13

PVIN14

PVIN15

PVIN16

3610 TA02

COUT1220µF

2×

C522µF6.3V

L10.36µH

CF0.1µF25V

CIN10µF

3×

CVCC4.7µF6.3V

+

C610µF35V

+

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

CIN: TAIYO YUDEN TMK432BJ106MMCOUT1: SANYO 10TPE220MLL1: TOKO FDH1040-36MC5: TAIYO YUDEN JMK316BJ226ML-T

CVON

CON0.01µF

C40.01µF

C2C1

CB10.22µF

CSS0.1µF

VIN

RSS1510k

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

R120.43k1%

R230.1k1%

RVON

RPG1100k

RON113k1%

R511.15k

CC1470pF

CC2100pF

VIN3.3V

3.3V入力から1.5V/12A（750kHz）

LTC3610

203610ff

5V～24Vの入力から1.2V/12A（550kHz）

標準的応用例

VOUT1.2V AT

12A

GND

GND

VIN

COUT1220µF

2×

C522µF6.3V

L10.52µH

CIN10µF25V

3×

+

C610µF35V

+

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

C5: TAIYO YUDEN JMK316BJ226ML-TCIN: TAIYO YUDEN TMK432BJ106MMCOUT1: SANYO 10TPE220MLL1: WURTH 744310055

LTC3610

SGND48

SGND47

SGND46

SGND45

EXTVCC

EXTVCC

44

VFB43

SGND42

ION41

SGND40

FCB39

ITH38

VRNG37

PGOOD36

VON35

SGND34

SGNDSGND

GND

VOUT

VOUT

33

PVIN

17

PVIN

18

PVIN

19

PVIN

20

PVIN

21

PVIN

22

PVIN

23

PVIN

24

PVIN

25

SW

26

NC

27

SGND

28 29

RUN/

SS

30

SGND

31

SGND

32

PGND

64

PGND

63

PGND

62

PGND

61

PGND

60

PGND

59

PGND

58

PGND

57

PGND

56

SW

55

INTV

CC

INTVCC

54

INTV

CC

INTVCC

53

SVIN

VIN

52

SVIN

51

SGND

50

SGND

49

PGND1

PGND2

PGND3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

SW9

SW10

SW11

PVIN

VIN

12

PVIN13

PVIN14

PVIN15

PVIN16

3610 TA03

CF0.1µF25V

RF11ΩCVCC

4.7µF6.3V

CON0.01µF

C40.01µF

C2C1

DBCMDSH-3

CSS0.1µF

VIN

RSS1510k

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)R130k1%

R230.1k1%

RPG1100k

RON301k1%

R531.84k

CC1470pF

CC2100pF

CVON(OPTIONAL)

RVON

VIN5V TO 24V

SW BOOS

T

INTVCC

CB10.22µF

LTC3610

213610ff

標準的応用例5V～24Vの入力から1.8V/12A 全てセラミック（1MHz）

VOUT1.8V AT

12A

GND

VINVIN5V TO 24V

COUT100µF

2×

C522µF6.3V

L10.47µH

CIN10µF25V

3×

(OPTIONAL)

COUT: TAIYO YUDEN JMK325BJ107MYL1: TOKIN MPLC0730C5: TAIYO YUDEN JMK316BJ226ML-T

LTC3610

SGND48

SGND47

SGND46

SGND45

EXTVCC

EXTVCC

44

VFB43

SGND42

ION41

SGND40

FCB39

ITH38

VRNG37

PGOOD36

VON35

SGND34

SGND

GND

VOUT

VOUT

33

PVIN

17

PVIN

18

PVIN

19

PVIN

20

PVIN

21

PVIN

22

PVIN

23

PVIN

24

PVIN

25

SW

26

NC

27

SGND

28 29

RUN/

SS

30

SGND

31

SGND

32

PGND

64

PGND

63

PGND

62

PGND

61

PGND

60

PGND

59

PGND

58

PGND

57

PGND

56

SW

55

INTV

CC

INTVCC

54

INTV

CC

INTVCC

53

SVIN

VIN

52

SVIN

51

SGND

50

SGND

49

PGND1

PGND2

PGND3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

SW9

SW10

SW11

PVIN

VIN

12

PVIN13

PVIN14

PVIN15

PVIN16

3610 TA04

CF0.1µF25V

RF11ΩCVCC

4.7µF6.3V

CON0.01µF

C40.01µF

C2C1

DBCMDSH-3

CSS0.1µF

VIN

RSS1510k

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)R110k1%

R220k1%

RPG1100k

RON102k1%

R518.7k

CC1560pF

CC2100pF

CVON(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

RVONSW BOOS

T

INTVCC

CB10.22µF

LTC3610

223610ff

パッケージ

WPパッケージ

64ピン

QFNマルチパッド（

9mm×9

mm）

（Re

fere

nce

LTC

DWG

# 05

-08-

1812

Rev

A）

9.00

BSC

9.00

BSC

17

16

32

33

0.90

0.1

0

// c

cc C0.

20 R

EF

0.00

– 0

.05

0.30

– 0

.50

�WP6

4 QF

N RE

V A

0707

0.20

– 0

.30

NX b

65 0.08

C

aaa

C

aaa C

MA CB bbb

NX

A

B

2x

2x

3.30

1.19

49

48

5051

5253

5464

1

1.39

1.17

0.53

(2x)

1.92

2.01

3.06

4.10

3.30

0.30

(2x) 0.

95

3.50

0.87

3.60

0.50

1.81

2.04

2.98

3.99

4.53

65

3.85

1.42

PAD

1CO

RNER

0.30

– 0

.50

3.30

1.19

1.17

1.92

2.01

3.06

4.10

0.53

(2x)

1.39

3.30

0.30

(2x)

2.30

3.50

0.87

3.60

PIN

1

0.50

1.81

2.04

2.98

3.994.

53

0.20

– 0

.30

3.85

1.42

0.95

1.30

1.30

底面図

（底面のメタル部分の詳細）

シーティング・プレーン

パッド

1のコーナー

推奨半田パッド・レイアウト

上面図

NOTE：

1. 寸法と許容誤差は

ASM

E Y1

4.5M

-199

4に適合

2. 全ての寸法はミリメートル、角度は度（°）

3. Nは端子の総数

4. 端子

#1の位置の識別記号と端子の付番の表記法は

　JE

DEC刊行の

95 S

PP-0

02に準拠

平坦度は端子および他の全ての表面メタル部分に適用される

寸法

bはメタル端子に適用され、端子の先端から

0.15

mm～

0.30

mmの間で測定される

記号

aaa

bbb

ccc

許容誤差

0.15

0.10

0.10

上面図

LTC3610

233610ff

リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は一切負いません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料はあくまでも参考資料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。

改訂履歴　（Rev Fよりスタート）

REV 日付概要ページ番号F 07/10 Iグレード・バージョンを追加、データシート全体に反映 1～24

LTC3610

243610ff

LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2007

LT 0710 REV F • PRINTED IN JAPANリニアテクノロジー株式会社〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8FTEL 03-5226-7291● FAX 03-5226-0268 ● www.linear-tech.co.jp

VOUT12V AT

5A

GND

GND

VINVIN14V TO 24V

COUT180µF

16V

C522µF25V

L15.7µH

CIN10µF25V

3×

+

C610µF35V

+

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

CIN: TAIYO YUDEN TMK432BJ106MMCOUT: SANYO 16SVP180MXL1: SUMIDA CDEP1055R7

LTC3610

SGND48

SGND47

SGND46

SGND45

EXTVCC

EXTVCC

44

VFB43

SGND42

ION41

SGND40

FCB39

ITH38

VRNG37

PGOOD36

VON35

SGND34

SGND

GND

INTVCC

VOUT

33

PVIN

17

PVIN

18

PVIN

19

PVIN

20

PVIN

21

PVIN

22

PVIN

23

PVIN

24

PVIN

25

SW

26 27

SGND

28 29

RUN/

SS

30

SGND

31

SGND

32

PGND

64

PGND

63

PGND

62

PGND

61

PGND

60

PGND

59

PGND

58

PGND

57

PGND

56

SW

55

INTV

CC

INTVCC

54

INTV

CC

INTVCC

53

SVIN

VIN

52

SVIN

51

SGND

50

SGND

49

PGND1

PGND2

PGND3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

SW9

SW10

SW11

PVIN

VIN

12

PVIN13

PVIN14

PVIN15

PVIN16

3610 TA05

CF0.1µF25V

RF11Ω

CVCC4.7µF6.3V

CON0.01µF

C40.01µF

C2C1

RUN/SS

CSS0.1µF

VIN

RSS1510k

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

R11.58k1%

R230.1k1%

RPG1100k

RON1M1%

R520k

CC1560pF

CC2100pF

(OPTIONAL)

CVON(OPTIONAL)

(OPTIONAL)

RVONNC

DBCMDSH-3

SW BOOS

T

INTVCC

CB10.22µF

標準的応用例14V～24Vの入力から12V/5（500kHz）

関連製品製品番号説明注釈LTC1778 No RSENSE電流モード同期整流式降圧コントローラ効率：最大97%、VIN：4V～36V、0.8V ≤ VOUT ≤ （0.9）（VIN）、

IOUT：最大20ALTC3411 1.25A（IOUT）、4MHz同期整流式降圧

DC/DCコンバータ効率：95%、VIN：2.5V～5.5V、VOUT：0.8V、IQ：60μA、 ISD： < 1μA、MSパッケージ

LTC3412 2.5A（IOUT）、4MHz同期整流式降圧 DC/DCコンバータ

効率：95%、VIN：2.5V～5.5V、VOUT（MIN）：0.8V、IQ：60mA、 ISD： < 1mA、TSSOP16E

LTC3414 4A（IOUT）、4MHz同期整流式降圧DC/DCコンバータ効率：95%、VIN：2.25V～5.5V、VOUT（MIN） = 0.8V、IQ = 64μA、 ISD： < 1μA、TSSOP20Eパッケージ

LTC3418 8A（IOUT）、4MHz同期整流式降圧DC/DCコンバータ効率：95%、VIN：2.25V～5.5V、VOUT（MIN） = 0.8V、熱特性が改善された38ピンQFNパッケージ

LTC3770 マージニング、トラッキングおよびPLL付き、高速、 No RSENSE降圧同期整流式コントローラ

±0.67%精度の0.6Vリファレンス電圧；プログラム可能なマージニング；真の電流モード；4V ≤ VIN ≤ 32V

LTC3778 低VOUT、No RSENSE同期整流式降圧コントローラ 0.6V ≤ VOUT ≤ （0.9）VIN、4V ≤ VIN ≤ 36V、IOUT：最大20A LT3800 60V同期整流式降圧コントローラ電流モード、出力スルーレート制御LTM4600HV 10Aの完全なスイッチ・モード電源効率：92%、VIN：4.5V～28V、VOUT：0.6V、真の電流モード制御、

超高速過渡応答LTM4601HV 12Aの完全なスイッチ・モード電源効率：92%、VIN：4.5V～28V、VOUT：0.6V、真の電流モード制御、

超高速過渡応答LTM4602HV 6Aの完全なスイッチ・モード電源効率：92%、VIN：4.5V～28V、VOUT：0.6V、真の電流モード制御、

超高速過渡応答LTM4603HV 6Aの完全なスイッチ・モード電源効率：93%、VIN：4.5V～28V、PLL、出力トラッキング

およびマージニング付き

ltc3610 - 12a、24v、モノリシック同期整流式降...

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