LTC3458

13458f

1MHzでUSBから7V

VIN

GND/PGND

SHDN

SYNC

RT

ILIM

SW

VOUT

FB

COMP

SS

BURST

LTC3458USB4.35V to 5.25V 2.2µF

COEV10µH

DQ7545

ON OFF

200k 124k 133k

316k

33k

0.01µF

0.01µF

560pF

10pF

10pF

1.5M

22µFX5R

VOUT7V500mA

3458 TA01a

LOAD CURRENT (mA)

EFFI

CIEN

CY

POW

ER LO

SS (mW

)

100

95

90

85

80

75

70

1000

10

0.10.1 10 100 1000

3458 TA01b

1

5.25VIN

4.35VIN

POWER LOSS

LTC3458

出力切断機能付き 1.4A、1.5MHz同期整流式昇圧DC/DCコンバータ

特長■ 高効率：最大93%■ 突入電流制限と出力切断■ プログラム可能な出力電圧：最大7.5V■ 入力範囲：1.5V～6V ■ プログラム可能 /同期可能な固定周波数動作：最大1.5MHz

■ プログラム可能な自動バースト・モード動作 ■ ソフトスタート期間とピーク電流制限をプログラム可能な電流モード制御

■ 5V入力で7V/700mA■ 5VOUTで0.3ΩのNチャネル1.4Aスイッチと0.4ΩのPチャネル1.4Aスイッチ

■ 超低消費電流：スリープ･モードで15µA、シャットダウン･モードで

LTC3458

23458f

ORDER PART NUMBER

TJMAX = 125°C, θJA = 45°C/W

LTC3458EDE

PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

Minimum VIN Operating Voltage TA = 0°C to 85°C 1.4 1.5 V

TA = –40°C to 0°C 1.4 1.7 V

Output Voltage Adjust Range ● 2.0 7.5 V

Feedback Voltage 0°C to 85°C, VOUT = 3.3V 1.21 1.23 1.25 V

–40°C to 0°C 1.20 1.25 V

Undervoltage (Exit Burst Mode Operation) Below Feedback Voltage –4% V

Feedback Input Current VFB = 1.23V 1 50 nA

Quiescent Current - Burst Mode Operation VIN Current at 3.3V 15 30 µA

VOUT Current at 5V 5 10 µA

Quiescent Current - Shutdown VIN Current at 3.3V 0.5 1 µA

VOUT Current at 0V 1 3 µA

Quiescent Current - Active VIN Current Switching 1 3 mA

NMOS Switch Leakage ● 0.05 5 µA

PMOS Switch Leakage ● 0.05 5 µA

NMOS Switch On Resistance VOUT = 5V 0.3 ΩPMOS Switch On Resistance VOUT = 5V 0.4 ΩFixed NMOS Current Limit RILIM = 124k ● 1.4 1.6 A

Maximum Duty Cycle VIN = 3.3V, fOSC = 1MHz ● 80 90 %

Minimum Duty Cycle ● 0 %

Frequency Accuracy RT = 200k ● 0.85 1 1.15 MHz

Error Amplifier Transconductance 100 µA/V

Error Amplifier Source Current 7 µA

Error Amplifier Sink Current 7 µA

SYNC Input High ● 1.5 V

SYNC Input Low ● 0.35 V

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、弊社へお問い合わせください。

12

11

10

9

8

7

1

2

3

4

5

6

VOUT

BURST

SS

GND

COMP

FB

SW

VIN

SYNC

SHDN

ILIM

RT

TOP VIEW

DE12 PACKAGE12-LEAD (4mm × 3mm) PLASTIC DFN

EXPOSED PAD IS PGND (PIN 13),MUST BE SOLDERED TO PCB

13

DE PART MARKING

3458

絶対最大定格(Note 1) VIN、SS、SYNCの電圧 .................................................-0.3～7V BURST、SHDN、VOUTの電圧 .......................................-0.3～8V 動作温度範囲　(Note 2、3) ........................................................-40℃～85℃保存温度範囲...................................................-65℃～125℃ SW電圧　DC ........................................................................ -0.3V～8V 　パルス < 100ns ................................................. -0.3V～10V

パッケージ/発注情報

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。注記がない限り、VIN = 3.3V、VOUT = 5V、RT = 200k。

LTC3458

33458f

PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

SHDN Input High ● 1.25 V

SHDN Input Low ● 0.3 V

BURST Mode Peak Current RILIM = 124k 0.4 A

BURST Threshold Voltage 1.10 V

Note 1： 絶対最大定格はそれを超えるとデバイスの寿命に影響を及ぼす値。

Note 2： このデバイスには短時間の過負荷状態のあいだデバイスを保護するための過熱保護機能が備わっている。過熱保護機能がアクティブなとき接合部温度は125℃を超える。規定された最高動作接合部温度を超えた動作が継続すると、デバイスの信頼性を損なうおそれがある。

Note 3： LTC3458は0℃～70℃の温度範囲で性能仕様に適合することが保証されている。 -40℃～85℃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。

TEMPERATURE (°C)TEMPERATURE (°C)VIN (V)–402.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

CUR

REN

T (µ

A)10

15

60

3458 G033458 G01 3458 G02

5

0–15 10 35 85

20

CUR

REN

T (m

A)

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

–200

ILIMIT

IBURST PEAK

IZERO

IVIN

IVOUT

VOUT = 7VL = 10µHRILIM = 124k

VIN = 3.3VVOUT = 5V

3458 G04 3458 G05 3458 G06

RBURST (kΩ)50

CUR

REN

T (m

A)

200 300100 150 250

160

140

120

100

80

60

40

20

0

VIN (V)1.5

CUR

REN

T (m

A)

250

200

150

100

50

03.0 4.0 5.52.0 2.5 3.5 4.5 5.0

OSCILLATOR FREQUENCY (kHz)400

RT

(kΩ

)

600

550

500

450

400

350

300

250

200

150

1001200600 800 1000 1400

OUT OFBURST

INTOBURST

3.3VOUT5VOUT 7.5VOUT

RILIM = 124k

–451.4

CUR

REN

T (A

)

1.5

1,7

1.8

–15 15 30 90

1.6

–30 0 45 60 75

RILIMIT = 124k

ILIMIT、IBURST、TZEROの電流 バースト・モードの消費電流

バースト時の最大負荷電流 発振器プログラミング抵抗

電流制限の精度

標準的バースト・モードのスレッショルドおよびヒステリシスとRBURST

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。注記がない限り、VIN = 3.3V、VOUT = 5V、RT = 200k。

標準的性能特性　(注記がない限りTA = 25℃)

LTC3458

43458f

3458 G123458 G11

3458 G13

3458 G07 3458 G08

FREQUENCY (kHz)500

EFFI

CIEN

CY (%

)

95

93

91

89

87

851300700 900 1100 1500

TEMPERATURE (°C)–40

RD

S(O

N) (

Ω)

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

060

3458 G09

–15 10 35 85

VIN (V)

MAX

LO

AD C

UR

REN

T (m

A)

3458 G10

1200

1000

800

600

400

200

01.5 2.5 3.5 4.02.0 3.0 4.5 5.0 5.5

3.3VOUT

5VOUT

7.5VOUT

P-CHANNEL

N-CHANNEL

1.8 to 5.5VIN at 700kHzRILIM = 124k

VIN = 3.3VVOUT = 5V

VIN = 3.3VVOUT = 5V at 100mA

TEMPERATURE (°C)–45

0.95

FREQ

UEN

CY (M

Hz)

0.97

1.01

1.03

1.05

–15 15 30 90

0.99

–30 0 45 60 75TEMPERATURE (°C)

–45 –15 15 30 90–30 0 45 60 75

TEMPERATURE (°C)–45 –15 15 30 90–30 0 45 60 75

0.5

VOLT

AGE

(V)

0.6

0.8

0.9

1.0

0.7

1.20

VO

LTAG

E (V

)

1.21

1.23

1.24

1.25

1.22

TEMPERATURE (°C)–45 –15 15 30 90–30 0 45 60 75

VOLT

AGE

(V)

1.5

1.4

1.3

1.2

1.1

1.0

0.9

0.8

OPERATING

SHUTDOWN

RT = 200k

効率と周波数

最大負荷電流

NチャネルとPチャネルのRDS(ON)

SHDNピンのスレッショルドと ヒステリシス SYNCピンのスレッショルド

FB電圧

周波数精度

標準的性能特性　(注記がない限りTA = 25℃)

LTC3458

53458f

SW2V/DIV

IL100mA/DIV

SW2V/DIV

SW5V/DIV

IL200mA/DIV

VOUT100mV/DIV

IL200mA/DIV

SW5V/DIV

VOUT100mV/DIV

IL200mA/DIV

SS200mV/DIV

VOUT2V/DIV

2V/DIVVIN

IL200mA/DIV

SW2V/DIV

IL0.5A/DIV

0mA

200ns/DIV

1µs/DIV

200ns/DIV

50µs/DIV

5ms/DIV2µs/DIV

VIN = 3.3VVOUT = 7VL = 10µH

VIN = 3.3VVOUT = 7VL = 10µH

VIN = 3.3VVOUT = 7VL = 10µHRILIM = 133k

VIN = 3.3VVOUT = 7VL = 10µHCOUT = 22µFCFF = 22pF

0mA

0mA 0mA

0mA

VIN = 3.3VVOUT = 7VL = 10µHCOUT = 22µFCFF = 22pF

VIN = 3.3VVOUT = 7VL = 10µH

固定周波数(FF)不連続電流 固定周波数(FF)連続電流

1.5A ILIMITでの過電流 バースト・モード動作

バースト・モード動作（拡大） 50Ω負荷のソフトスタート

標準的性能特性

LTC3458

63458f

FFモードの100～300mA負荷ステップ 1.33MHzでの同期動作

BURST1V/DIV

VOUT200mV/DIV

LOAD

IL200mA/DIV

500µs/DIV

100mA

10mA

VOUT200mV/DIV

VOUT200mV/DIV

IL200mA/DIV

IL500mA/DIV

200µs/DIV 200µs/DIV

FIXEDFREQUENCY

BURST

–4%

SW5V/DIV

SYNC2V/DIV

IL200mA/DIV

500ns/DIV

COMP500mV/DIV

BURST500mV/DIV

VOUT200mV/DIV

VOUT200mV/DIV

LOAD

IL200mA/DIV

IL0.5A/DIV

200µs/DIV

200µs/DIV

50mA

10mA

VIN = 3.3VVOUT = 7VROSC = 200k

VIN = 3.3VVOUT = 5VL = 10µHCOUT = 22µF

VIN = 3.3VVOUT = 5VL = 10µHCBURST = 0.015µFRBURST = 133k

VIN = 3.3VVOUT = 5VL = 10µHCBURST = 0.015µFRBURST = 133k

VIN = 3.3VVOUT = 5VRZ = 33KCC1 = 270pFCC2 = 10pFCOUT = 22µF

0mA 0mA

VIN = 3.3VVOUT = 5VL = 10µHRZ = 33kCC1 = 270pFCC2 = 10pFCOUT = 22µF

L = 10µHF = 1MHz

標準的性能特性

バースト・モード動作の10mA～50mA負荷ステップ

自動モードの10mA～100mA負荷ステップ

UVトリップを示す10mA～200mA負荷ステップ

50mA負荷の強制バースト・モードからFFモードへの切り替え

LTC3458

73458f

ピン機能SW（ピン1）：インダクタへ接続するためのスイッチ・ピン。不連続導通モードのあいだ、アンチリンギング抵抗によりSWがVINに接続され、ノイズを減らします。

VIN（ピン2）：入力電源ピン。このピンを入力電源に接続し、少なくとも1µFでデカップリングします。

SYNC（ピン3）：発振器同期ピン。内部発振器の同期をとるには、100ns～2µsのクロック・パルス幅が必要です。このピンは接地されるとディスエーブルされます。

SHDN（ピン4）：シャットダウン・ピン。このピンをグランドに接続するとデバイスがシャットダウンします。イネーブルするには1.25Vを超す電圧に接続します。

ILIM（ピン5）：調節可能なピーク電流制限。次式に従ってピーク・インダクタ電流をプログラムするために抵抗をILIMからGNDに接続します。

IRLIMIT ILIM

= 200

ここで、ILIMITはアンペア、RILIMはkΩです。

RT（ピン6）：次式に従って発振器周波数をプログラムするために抵抗をグランドに接続します。

fROSC T

=+

10 2 0 004. . •

ここで、fOSCはMHz、RTはkΩです。

FB（ピン7）：抵抗分割器のタップをここに接続します。出力電圧は2V～7.5Vの範囲で調節できます。帰還リファレンス電圧は標準で1.23Vです。

COMP（ピン8）：gm誤差アンプの出力。ループ補償のため、周波数補償ネットワークをこのピンからグランドに接続します。ガイドラインとして、「帰還ループの補償」のセクションを参照してください。

GND（ピン9）：信号グランド・ピン。

SS（ピン10）：このピンとグランドのあいだにコンデンサを接続してソフトスタート期間を設定します。ソフトスタートのあいだSSから5µAがソースされます。

t(msec) = CSS (µF )• 200

BURST（ピン11）：バースト・モード・スレッショルド調節ピン。このピンからグランドに接続した抵抗/コンデンサの組合せにより、自動バースト・モード動作に移行するときの平均負荷電流が次式に従ってプログラムされます。

RIBURST BURST

= 10

ここで、RBURSTはkΩ、IBURSTはアンペアです。

CC V

BURSTOUT OUT= •

,10 000ここで、CBURST(MIN)とCOUTはµFです。 固定周波数PWMモードを強制するには、BURSTをVOUTに50k抵抗を介して接続します。

VOUT（ピン12）：同期整流器の出力およびパワー・スイッチの内部ゲート・ドライブ・ソース。

VRR

OUT = +

1 23 1

21

.

露出パッド（PGND）（ピン13）：電気的接続と最適熱性能を与えるため、PCBのグランドに半田付けする必要があります。

LTC3458

83458f

PGND

PGND

VBEST

VBEST

VSELECT

3

6

9

OSC/SYNC

MAXDUTY

SYNC

GND ILIM PGND SS COMP SHDN

RT

VCC

VCC

VCCSW

VOUT

FB

BURST

PWMAND

BURST MODE

DRIVE LOGIC

P-DRIVE

P-DRIVE

P-DRIVEN-DRIVE

N-DRIVE

N-DRIVE

IZERODETECT

BURST MODECONTROL

FIXEDFREQUENCY

BURST MODE MUX

SOFT-START THERMAL SD

4%UNDERVOLTAGE

REFERENCE/BIAS

PEAK CURRENTCOMPARATOR

ICOMP, ILIMIT,IBURST_PEAK,SLOPE COMP

SLEEP SLEEPCONTROLMODE

MODE

MODEICOMP/LIMIT_PEAK

IBURST_PEAK

SLOPE

SLOPE

SLEEP TOALL BLOCKS

I_SENSE

BURST ACTIVE

(DISABLED INBURST MODE)

+

–

+

–

TSD

5 13 10 8 4

11 1 2

12

7

ANTIRING

SW1

UNDER

UNDER

SD

TO ALL BLOCKS

SDB

I PEA

KCL

OCK

BIASCURRENTS

UVLO

IZERO

3458 BD

ERROR AMPLIFIER/BURST COMPARATOR

ブロック図

アプリケーション情報

詳細説明LTC3458は出力が7.5Vまでのアプリケーション向けに高効率の低ノイズ電源を提供します。真の出力切断機能により、突入電流が除去され、シャットダウン時にVOUTをゼロにすることができます。アダプティブ・スロープ補償を備えた電流モード・アーキテクチャにより、ループ補償が簡単になり、優れた負荷過渡応答が実現されます。同期スイッチはRDS(ON)が小さく、ゲート電荷が低いので、外付けのショットキー整流器は不要で、効率の高い高周波数パルス幅変調(PWM)制御を実現します。バースト・モード動作に入り、デバイスの消費電流がVINで標準15µAまで減少する軽負荷で高い効率が得られます。LTC3458は、プログラム可能なフィードバック、電流制限、発振器周波数、ソフトスタート、さらにバースト・モード・スレッショルドを使って、多様なアプリケーションでカスタム化された性能を与えるように設計されています。

LTC3458のプログラム可能な機能電流制限/ピーク・バースト電流。プログラム可能な電流制限回路により、内部NチャネルMOSFETスイッチの最大ピーク電流が設定されます。このクランプ・レベルはILIMからグランドに接続した抵抗を使ってプログラムされます。バースト・モード動作では、最適効率を得るため、電流制限はプログラムされた電流制限の約1/4に自動的に設定されます。外付けのインダクタが飽和するのを防ぐためにもっと低いリミットが必要にならない限り、ほとんどのアプリケーションに124kのRILIM抵抗を推奨します。

IRLIM

= 200

ここで、Iはアンペア、RはkΩです。

I IBURSTPEAK LIM≈14

•

LTC3458

93458f

アプリケーション情報誤差アンプ。誤差アンプはトランスコンダクタンス型で、その正入力は内部で1.23Vのリファレンスに接続されており、負入力はFBに接続されています。簡単な補償ネットワークがCOMPからグランドに接続されます。大信号過渡応答を改善するため、内部クランプにより、誤差アンプの最小と最大の出力電圧が制限されます。（バースト・モードでの）スリープ時、補償ピンは高インピーダンスになりますが、クランプにより外部補償ネットワークの電圧が制限されますので、補償コンデンサがスリープ時にゼロまで放電することはありません。

発振器。動作周波数はRTピンからグランドに接続された抵抗によって設定されます。このデバイスには内部でトリミング（微調整）されたタイミング・コンデンサが内蔵されています。発振器の周波数は次式を使って計算されます。

fROSC T

=+

10 2 0 004. . •

ここで、fOSCはMHz、RTはKΩです。

発振器はSYNCピンに与えられる外部クロックに同期させることができます。発振器を同期させるときは、自走周波数を望みの同期周波数より約30%低い周波数に設定する必要があります。

ソフトスタート。ソフトスタート時間は外部コンデンサをSSからグランドに接続してプログラムします。内部の電流源が公称5µAでそのコンデンサを充電します。コンデンサの電圧が約1Vを超すまでは、ピーク電流リミットを制御するのに（ILIMの外付け抵抗と組み合わされて）SSピンの電圧が使われます。この1Vのポイントで外付け抵抗がピーク電流を設定します。コマンドによるシャットダウン、重度の短絡、またはサーマル・シャットダウンが発生すると、コンデンサは自動的に放電します。

t(msec) = CSS (µF) • 200

LTC3458の他の特長と機能

アンチリンギング制御。アンチリンギング制御回路は、不連続導通モードでインダクタの両端に抵抗を接続して、SWピンのリンギングを減衰させます。LCのリンギング（L ＝ インダクタ、CSW ＝ SWピンの容量）は低エネルギーですが、EMI放射を生じることがあります。

電流センス。無損失電流センスにより、ピーク電流信号を電圧に変換して、内部スロープ補償に加算します。この加算された信号が誤差アンプ出力と比較され、PWMのためのピーク電流制御コマンドを出力します。このコンバータのスロープ補償は入力と出力の電圧に順応しますので、安定性を得るのに適当な量のスロープ補償を与えますが、コンバータ内で位相マージンの損失が生じるほど過度な補償は与えません。

出力の切断と突入電流の制限。LTC3458は内蔵PチャネルMOSFET整流器のボディ・ダイオードに電流が流れないようにして真の出力切断ができるように設計されています。これにより、VOUTをシャットダウンのあいだゼロボルトにすることができ、入力ソースから電流は流れません。また、ターンオン時に突入電流を制限することができるので、入力電源から見たサージ電流を最小に抑えます。出力切断の利点を得るには、SWとVOUTのあいだに外付けのショットキー・ダイオードを接続してはならないことに注意してください。

シャットダウン。SHDNを0.3Vより下に引き下げるとデバイスがシャットダウンし、1.25Vより上に引き上げるとアクティブになります。SHDNピンは、8Vより下に制限されているかぎり、VINまたはVOUTより上にドライブできることに注意してください。

同期整流器。インダクタ電流が暴走しないように、PチャネルMOSFETの同期整流器はVOUT > (VIN＋0.25V)のときだけイネーブルされます。

サーマル・シャットダウン。ダイの温度が約150℃に達すると、デバイスはサーマル・シャットダウン状態になり、すべてのスイッチがオフしてソフトスタート・コンデンサはリセットされます。デバイスはダイの温度が10℃（公称）低下すると再度イネーブルされます。

ゼロ電流アンプ。ゼロ電流アンプは出力へ流れるインダクタ電流をモニタし、インダクタ電流が標準50mAを下回ると同期整流器をシャットオフして、負のインダクタ電流が流れるのを防止します。

バースト・モード動作バースト・モード動作は、自動的に、またはユーザーが制御することができます。自動動作では、デバイスは軽負荷で自動的にバースト・モード動作に移行し、負荷が重くなると固定周波数のPWMモードに戻ります。ユーザーは、そこでモードの遷移が生じる平均負荷電流を1個の抵抗を使ってプログラムすることができます。

LTC3458

103458f

図1

0.01µF

VIN

BURST

133k

PMOSHIGH: AUTO MODELOW: FIXED FREQUENCY

3458 FO2

アプリケーション情報バースト・モード動作のあいだ、オン時間はインダクタ電流が固定されたピーク電流に達するのに要する時間によって決まり、オフ時間はインダクタ電流がゼロに戻るのに要する時間によって決まりますので、発振器はシャットダウンされます。

バースト・モード動作では、デバイスは出力が安定化されるまでエネルギーを出力に供給し、安定化されたらスリープ・モードに入ります。 スリープ・モードでは出力はオフしており、デバイスの消費電流はわずか15µAです。このモードでは、出力リップル電圧の周波数成分は負荷電流によって変化し、一般にピーク・トゥ・ピークで2%です。このため、スイッチング損失と消費電流損失が最小に抑えられ、非常に軽い負荷での効率が最大化されます。バースト・モードのリップルは、出力容量を増やすことにより（22µF以上）、わずかに減らすことができます。このコンデンサは、他に低ESRのセラミック・コンデンサが使われていれば、低ESRタイプである必要はありません。バースト・モードのリップルを減らす別の方法として、VOUT帰還分割器ネットワークの上側の抵抗の両端に小さなフィードフォワード・コンデンサを接続します。

バースト・モード動作時、外部補償ネットワークの電圧をバースト・モード動作に入る前の電圧に保持するため、COMPピンは誤差アンプから切断されます。リーク電流と浮遊抵抗の影響を最小に抑えるため、電圧クランプにより、バースト・モード動作時のCOMPの最小電圧と最大電圧が制限されます。これにより、長時間バースト・モードが続いた後、コンバータに重い負荷が突然加わるとき生じる過渡が最小に抑えられます。

自動動作では、RCネットワークをBURSTからグランドに接続します。抵抗の値により、バースト・モード動作に入るときの、またそこから出るときの平均負荷電流（IBURST）が制御されます（モード間の発振を防ぐためにヒステリシスが与えられています）。BURSTに接続するコンデンサの計算式は、BURSTピンのリップルにより、モードの遷移が生じる電流のところでデバイスがバースト・モード動作に入ったり出たりして発振するのを防ぐための最小値を求めるものです。

RIBURST BURST

= 10

ここで、RBURSTはkΩ、IBURSTはアンペアです。

CC V

BURSTOUT OUT= •

,10 000ここで、CBURST(MIN)とCOUTはµFです。

NOTE：BURSTピンはPチャネルMOSFETを通してVOUTに供給される電流に基づいて電流をソースするだけです。インダクタの電流が負になること（これは負荷が非常に軽く、昇圧比が高いとき生じる可能性があります）を許されていると、バースト・スレッショルドが不精確になり、デバイスがバースト・モード動作に入るのが妨げられることがあります。200kを超すRBURSTの場合、正のインダクタ電流と自動バースト・モード動作を保証するには、推奨値より大きいインダクタの値が必要かもしれません。

突如生じた負荷過渡によりFBの電圧レベルが安定化状態の値から4%以上低下した場合、内部のプルアップがBURSTに与えられ、デバイスを急速にバースト・モード動作から強制的に引き出します。バースト・モード動作とPWMモードのあいだを移行するとき最適過渡応答を得るには、ホスト・プロセッサによってBURSTを外部から制御することができます。このようにすると、負荷ステップが生じる前にPWMモードを命令して、出力電圧の低下を最小に抑えることができます。バースト・モード動作は起動時とソフトスタート時には禁じられていることに注意してください。

マニュアル制御すべての負荷電流で固定周波数動作を必要とするアプリケーションでは、BURSTピンを50kΩの抵抗を介してVOUTに接続します。バースト・モード動作を強制するには、BURSTピンを接地します。

大きな負荷ステップが予想されるアプリケーションでは、下の回路を使ってVOUTのトランジェントを減らすことができます。外部PMOSがオフしているときは自動動作が実現され、外部PMOSがオンしていると固定周波数動作が命令されます。シャットダウン状態では、PMOSをオフします。

LTC3458

113458f

アプリケーション情報

部品の選択

インダクタの選択LTC3458は高い周波数で動作するので小型の表面実装インダクタを使用できます。内部スロープ補償回路はインダクタの電流スロープと周波数に依存しますので、表1を使って、与えられた動作周波数（±25%）に対するインダクタ値を選択します。推奨値により、安定した動作を維持しながら最適過渡性能が得られます。表1に示されている値より大きなインダクタ値は、電流リップルを減らすために許容されます。

表1．推奨インダクタ値 Frequency Inductor Value(µH)

1.5MHz 3.3 to 4.7

1.25MHz 4.7 to 6.8

1MHz 6.8 to 10

750Hz 10 to 15

500kHz 15 to 22

高効率を実現するには、フェライトなどの高周波用コア材のインダクタを選択して、コア損失を減らします。I2R損失を減らすため、インダクタはESR（等価直列抵抗）が小さく、飽和せずにピーク・インダクタ電流を流すことができるものにします。モールド型チョークコイルやチップ・インダクタのコアは一般に1A～3Aの範囲のピーク・インダクタ電流を担うのに十分ではありません。放射ノイズを抑えるには、トロイド、またはシールドされたインダクタを使用します。（シールド・タイプのインダクタンスは電流が増加するにつれて低下し、簡単に飽和するので注意してください。）インダクタの製造元については表2を参照してください。

表2．インダクタの製造元Supplier Phone Website

Coilcraft (847) 639-6400 www.coilcraft.com

TDK (847) 803-6100 www.component.tdk.com

Murata USA: (814) 237-1431

(800) 831-9172 www.murata.com

Sumida USA: (847) 956-0666

Japan: 81-3-3607-5111 www.japanlink.com/sumida

COEV (800) 227-7040 www.coev.net

Toko (847) 297-0070 www.tokoam.com

Wurth (202) 785-8800 www.we-online.com

インダクタ部品のタイプの例としては以下のものがあります。

Coilcraft：DO1608シリーズとMSS5131シリーズTDK：RLF5018TシリーズとSLF7045シリーズ村田製作所：LQH4CシリーズとLQN6Cシリーズスミダ電機：CDRH4D28シリーズとCDRH6D28シリーズCOEV：DQ7545シリーズToko：D63LCBシリーズWURTH：WE-PD2シリーズ

出力コンデンサの選択出力電圧リップルには3つの成分があります。コンデンサのバルク値はサイクルごとにコンデンサの充電によって生じるリップルを減らすように設定します。充電による最大リップルは次式で与えられます。

VI V

C V fRBULK

P IN

OUT OUT= •

• •ここで、IP = ピーク・インダクタ電流、f = スイッチング周波数です。

ほとんどの電力コンバータでは、ESR（等価直列抵抗）が一般にリップルの最も支配的な要因です。コンデンサのESRによるリップルは次式で与えられます。

VRCESR = IP • CESR

ここで、CESR = コンデンサの直列抵抗です。

ESL（等価直列インダクタンス）も高周波コンバータの重要な要素です。できるだけVOUTピンの近くに置いた小型表面実装セラミック・コンデンサを使うとESLが最小に抑えられます。

出力電圧リップルを最小に抑えるには低ESR/ESLのコンデンサを使います。表面実装アプリケーションには、AVXのTPSシリーズのタンタル・コンデンサ、三洋電機のPOSCAP、または太陽誘電のX5Rタイプのセラミック・コンデンサを推奨します。スルーホールを使ったアプリケーションには、小型パッケージで低ESRの三洋電機のOS-CONコンデンサが適しています。

すべてのアプリケーションで、最小4.7µF（一般に22µFを推奨）の低ESRセラミック・コンデンサをできるだけVOUTピンの近くに配置し、ローカル・グランド・プレーンに接続します。

..

LTC3458

123458f

アプリケーション情報

入力コンデンサの選択入力フィルタのコンデンサは入力ソースから流れるピーク電流を減らし、入力スイッチング・ノイズを減らします。ほとんどのアプリケーションには、1アンペアのピーク入力電流当たり1µF以上を推奨します。入力コンデンサと出力コンデンサを選択する際、コンデンサの製造元をまとめた表3を参照してください。

表3．コンデンサの製造元Supplier Phone Website

AVX (803) 448 - 9411 www.avxcorp.com

Sanyo (619) 661 - 6322 www.sanyovideo.com

TDK (847) 803 - 6100 www.component.tdk.com

Murata USA: (814) 237-1431

(800) 831-9172 www.murata.com

Taiyo Yuden (408) 573 - 4150 www.t-yuden.com

動作周波数の選択コンバータの動作周波数を選択する際、検討事項がいくつかあります。まず、どんなスペクトル・ノイズも許容できない敏感な周波数帯には近づけないことです。たとえば、RF通信を搭載する製品では、455kHzのIF周波数はどんなノイズに対しても敏感なので、600kHzを超すスイッチングが望まれます。ある通信方式では1.1MHzに対して敏感で、この場合、1.5MHzのスイッチング・コンバータ周波数を採用することができます。2つ目の検討事項はコンバータの物理的なサイズです。動作周波数が高くなるにつれ、インダクタおよびフィルタ・コンデンサの値とサイズが小さくなります。ゲート電荷によるスイッチング損失が周波数に比例して増加するので、効率がトレードオフの対象になります。

熱に関する検討事項LTC3458が最大出力で電力を供給するには、パッケージ内部で発生した熱を放散するのに十分な熱経路を与えることが不可欠です。これはデバイス底部の大きな熱パッドの利点を利用して実現することができます。プリント回路基板のビアを多数使って、できるだけ面積の大きな銅プレーンにデバイスの熱を逃がすことを推奨します。接合部温度が約150℃を超すとデバイスはサーマル・シャットダウンし、温度が下がるまでスイッチングが完全に停止します。

帰還ループの補償LTC3458は内部のアダプティブ・スロープ補償付き電流モード制御を使用しています。電圧モード・コントローラで見られるインダクタと出力コンデンサによる2次フィルタは、電流モード制御では不要になり、電源ループは単一ポールのフィルタ応答に簡略化されます。変調器制御から出力へのDC利得と誤差アンプの開ループ利得の積がシステムのDC利得を与えます。

G G GVV

G

GV

I

G GR

DC CONTROL EAREF

OUTCURRENT SENSE

CONTROLIN

OUT

EA CURRENT SENSEDS ON

=

=

≈ =

• • •

•,

,

_

_( )

2

10001

出力フィルタのポールは、次式で与えられます。

fI

V CFILTER POLE

OUT

OUT OUT_

• •,=

π

ここで、COUTは出力フィルタ・コンデンサです。

出力フィルタのゼロは次式で与えられます。

fR C

FILTER ZEROESR OUT

_• •

,= 12π

ここで、RESRは出力コンデンサの等価直列抵抗です。

昇圧レギュレータのトポロジーの厄介な特性は、右半平面(RHP)に位置するゼロで、次式で与えられます。

fV

I V LRHPZ

IN

OUT OUT=

2

2π • • •

負荷が重い場合、比較的低い周波数でこの位相遅れをともなう利得の増加が起きることがあります。

LTC3458

133458f

–

+

7

8

COMP

FBERROR

AMP

1.25V VOUT

R1

R2

CC1

CC2RZ

3458 F01

図2

アプリケーション情報ループ利得は一般にRHPのゼロの周波数より前でロールオフします。

標準的な誤差アンプ補償を図2に示します。 このループのダイナミック特性の式は、次のとおりです。

fe CC

which is close to DC

fR CC

fR CC

POLE

ZEROZ

POLEZ

1 6

1

2

1

2 10 11

2 11

2 2

≈

=

≈

π

π

π

• •

• •

• •

これはきわめてDCに近い値です。

LTC3458

143458f

VIN

GND/PGND

SHDN

SYNC

RT

ILIM

SW

VOUT

FB

COMP

SS

BURST

LTC3458Li-Ion2.5V to 4.2V 2.2µF

WURTH12µH

774775112

ON OFF

243k 124k 133k

324k

33k

0.01µF

0.01µF

560pF

10pF

10pF

1M

22µFX5R

VOUT5V450mA

3458 TA03a

VIN

GND/PGND

SHDN

SYNC

RT

ILIM

SW

VOUT

FB

COMP

SS

BURST

LTC34582 ALKALINE1.8V to 3.3V 2.2µF

WURTH12µH

774775112

ON OFF

243k 124k 133k

324k

33k

0.01µF

0.01µF

560pF

10pF

1M

22µFX5R

VOUT5V200mA

3458 TA04a

10pF

VIN

GND/PGND

SHDN

SYNC

RT

ILIM

SW

VOUT

FB

COMP

SS

BURST

LTC3458Li-Ion2.5V to 4.2V 2.2µF

COEV10µH

DQ7545

ON OFF

200k 124k 133k

316k

33k

0.01µF

0.01µF

560pF

10pF

1.5M

22µFX5R

VOUT7V250mA

3458 TA05a

10pF

リチウムイオンから5V/500mA（850kHz）

2セルから5VOUT/200mA（850kHz）

リチウムイオン・バッテリから7VOUT/250mA（1MHz）

LOAD CURRENT (mA)

EFFI

CIEN

CY

100

95

90

85

80

75

70

650.1 10 100 1000

3458 TA03b

1

4.2VIN

3.6VIN

2.5VIN

LOAD CURRENT (mA)

EFFI

CIEN

CY

100

95

90

85

80

75

70

650.1 10 100 1000

3458 TA04b

1

3.3VIN

1.8VIN

LOAD CURRENT (mA)

EFFI

CIEN

CY

100

95

90

85

80

75

70

650.1 10 100 1000

3458 TA05b

1

4.2VIN

3.6VIN

2.5VIN

リチウムイオンから5VOUT

2個のアルカリ電池から5VOUT

リチウムイオンから7VOUT

標準的応用例

LTC3458

153458f

4.00 ±0.10(2 SIDES)

3.00 ±0.10(2 SIDES)

NOTE:1. DRAWING PROPOSED TO BE A VARIATION OF VERSION

(WGED) IN JEDEC PACKAGE OUTLINE M0-2292. ALL DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS3. DIMENSIONS OF EXPOSED PAD ON BOTTOM OF PACKAGE DO NOT INCLUDE MOLD FLASH. MOLD FLASH, IF PRESENT, SHALL NOT EXCEED 0.15mm ON ANY SIDE4. EXPOSED PAD SHALL BE SOLDER PLATED

0.38 ± 0.10

BOTTOM VIEW—EXPOSED PAD

1.70 ± 0.10(2 SIDES)

0.75 ±0.05

R = 0.115TYP

R = 0.20TYP

0.25 ± 0.05

3.30 ±0.10(2 SIDES)

16

127

0.50BSC

PIN 1NOTCH

PIN 1TOP MARK

0.200 REF

0.00 – 0.05

(UE12/DE12) DFN 0802

0.25 ± 0.05

3.30 ±0.05(2 SIDES)

RECOMMENDED SOLDER PAD PITCH AND DIMENSIONS

1.70 ±0.05(2 SIDES)2.24 ±0.05

0.50BSC

0.58 ±0.05

3.40 ±0.05

PACKAGE OUTLINE

DE/UEパッケージ12ピン・プラスチックDFN (4mm×3mm)

(Reference LTC DWG # 05-08-1695)

パッケージ寸法

パッケージの外形

推奨する半田パッドのピッチと寸法

ピン1のトップ・

マーキング ピン1のノッチ

露出パッドの底面NOTE： 1. 図はJEDECのパッケージ外形MO-229のバリエーション（WEED）として提案。2. すべての寸法はミリメートル3. パッケージ底面の露出パッドの寸法にはモールドのバリを含まない。モールドのバリは（もしあれば）各サイドで0.15mmを超えないこと4. 露出パッドは半田メッキとする

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。

LTC3458

163458f

2個のLumiLEDを使ったアプリケーション（BURSTピンの電流制御付き）

VIN

GND/PGND

SHDN

SYNC

RT

ILIM

SW

VOUT

FB

COMP

SS

BURST

LTC3458Li-Ion2.7V to 4.2V

CIN2.2µF

L1

Z1

D1

D2

ON OFF

243k 124k RBURST

33k

0.01µF

0.01µF

0.01µF

COUT2.2µF

VOUT6.4V TO 6.8V

3458 TA06aCIN, COUT: TAIYO YUDEN JMK107BJ225MAD1, D2: LUXEON EMITTER LUMILED WHITE

LXHLMW1D (2.9V AT 350mA)L1: Wurth 12µH 774775112

RBURST: 35.7k FOR 350mA, 47.5k FOR 250mA,82.5k FOR 150mA

Z1: CENTRAL SEMI 6.8V ZENER DIODE SOT-23 CMPZ5235B

fOSC = 850kHz

INPUT VOLTAGE (V)

EFFI

CIEN

CY (%

)

100

90

80

70

60

502.5 3.5 4.0

3458 TA06b

2.0 3.0 4.5 5.0 5.5

350mA, 6.8V

150mA, 6.4V

250mA, 6.6V

NOTE: LUMILED CURRENT REGULATION ~10% OVER VIN RANGE

直列に接続した2個のLumiLED

標準的応用例

関連製品製品番号 説明 注釈LT1310 1.5A ISW、4.5MHz、高効率昇圧DC/DCコンバータ VIN：2.75V～18V、VOUT(MAX) = 35V、IQ = 12mA、ISD < 1µA、 MS10E LT1613 500mA ISW、1.4MHz、高効率昇圧DC/DCコンバータ VIN：0.9V～10V、VOUT(MAX)= 34V、IQ = 3mA、ISD < 1µA、 ThinSOT LT1615/LT1615-1 300mA/80mA ISW、固定オフ時間、 VIN：1.2V～15V、VOUT(MAX)= 34V、IQ = 20µA、ISD < 1µA、 高効率昇圧DC/DCコンバータ ThinSOT LT1618 1.5A ISW、1.4MHz、高効率昇圧DC/DCコンバータ VIN：1.6V～18V、VOUT(MAX) = 35V、IQ = 1.8mA、ISD < 1µA、 MS10 LT1944 (デュアル) デュアル出力350mA ISW、固定オフ時間、 VIN：1.2V～15V、VOUT(MAX) = 34V、IQ = 20µA、ISD < 1µA、 高効率昇圧DC/DCコンバータ MS10 LT1945 (デュアル) デュアル出力、正/負、350mA ISW、固定オフ時間、 VIN：1.2V～15V、VOUT(MAX)= ±34V、IQ = 20µA、ISD < 1µA、 高効率昇圧DC/DCコンバータ MS10 LT1946/LT1946A 1.5A ISW、1.2MHz/2.7MHz、 VIN：2.45V～16V、VOUT(MAX)= 34V、IQ = 3.2mA、ISD < 1µA、 高効率昇圧DC/DCコンバータ MS8 LT1949/LT1949-1 550mA ISW、600kHz/1.1MHz、 VIN：1.5V～12V、VOUT(MAX)= 28V、IQ = 4.5mA、ISD < 25µA、 高効率昇圧DC/DCコンバータ SO-8、MS8 LT1961 1.5A ISW、1.25MHz、高効率昇圧DC/DCコンバータ VIN：3V～25V、VOUT(MAX)= 35V、IQ = 0.9mA、ISD < 6µA、 MS8E LTC3400/ 600mA ISW、1.2MHz、同期式昇圧DC/DCコンバータ VIN：0.5V～5V、VOUT(MAX)= 5V、IQ = 19µA/300µA、 LTC3400B ISD < 1µA、ThinSOTLTC3401 1A ISW、3MHz、同期式昇圧DC/DCコンバータ VIN：0.5V～5V、VOUT(MAX)= 6V、IQ = 38µA、ISD < 1µA、MS10 LTC3402 2A ISW、3MHz、同期式昇圧DC/DCコンバータ VIN：0.5V～5V、VOUT(MAX)= 6V、IQ = 38µA、ISD < 1µA、MS10 LTC3425 5A ISW、8MHz、4フェーズ同期式 VIN：0.5V～4.5V、VOUT(MAX)= 5.25V、IQ = 12µA、ISD < 1µA、 昇圧DC/DCコンバータ QFN-32 LTC3429 600mA、500kHz、同期式昇圧DC/DCコンバータ、 VIN：0.5V～5V、VOUT(MAX) = 5V、IQ = 20µA/300µA、 出力切断とソフトスタート機能付き ISD < 1µA、ThinSOTLTC3459 70mA ISW、10Vマイクロパワー同期式昇圧/出力切断 VIN：1.5V～5.5V、VOUT(MAX)= 10V、IQ = 10µA、ThinSOT LT3460 320mA ISW、1.3MHz、高効率昇圧DC/DCコンバータ VIN：2.5V～16V、VOUT(MAX)= 36V、IQ = 2mA、ISD < 1µA、 SC70、ThinSOT LT3464 85mA ISW、固定オフ時間、高効率昇圧DC/DCコンバータ、 VIN：2.3V～10V、VOUT(MAX) = 34V、IQ = 25µA、 内蔵ショットキー・ダイオード/出力切断機能付き ISD < 1µA、ThinSOT

LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2004

0904 0.2K • 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秀和紀尾井町パークビル8FTEL 03-5226-7291● FAX 03-5226-0268 ● www.linear-tech.co.jp