PDF《S-8363 系列》

S-8363 系列 www.

ablicinc.com 升压 超小型 1.2 MHz PWM / PFM 切换控制 DC/DC 控制器 ? ABLIC Inc.,

2010 Rev.2.0_02

1 S-8363 系列是一种由基准电压源、振荡电路、误差放大器、相位补偿电路、电流限制电路、切换控制电路、启动(预热)电路 等构成的 CMOS 升压型 DC/DC 控制器. S-8363 系列可通过 PWM / PFM 切换控制工作,跳过轻负载时的脉冲,从而防止因 IC 的工作电流而导致的效率下降. 由于可通过启动(预热)电路从 0.9 V (IOUT =

1 mA)开始启动,因此最适用于使用

1 节干电池的应用电路. 可在 1.8 V 至5.0 V 范围内,通过外接电阻自由地设定输出电压. S-8363 系列的输出电容器可使用陶瓷电容器.并且,采用了小型的 SNT-6A、SOT-23-6 封装,因此可适用于高密度安装. ? 特点 ? 低电压工作: 可保证利用 0.9 V (IOUT =

1 mA)启动上升 ? 振荡频率: 1.2 MHz ? 输入电压范围: 0.9 V ~ 4.5 V ? 输出电流:

300 mA (VIN = 1.8 V、VOUT = 3.3 V) ? 基准电压: 0.6 V±2.5% ? 效率 85% ? 软启动功能: 1.2 ms 典型值 ? 低消耗电流: 静止时

95 ?A 典型值 ? 占空系数: PWM / PFM 切换控制 最大 88% ? 开/关控制功能: 休眠时消耗电流 3.0 ?A 最大值 ? 电流限制电路: 限制电感器电流的峰值 ? N 沟道功率 MOS FET 通态电阻: 0.25 ? 典型值 ? 启动(预热)功能: 当VOUT 电压在 1.4 V 以下时可利用固定 Duty 脉冲工作 ? 无铅、Sn 100%、无卤素*1 *1. 详情请参阅 ? 产品型号的构成 . ? 用途 ? MP3 播放器、数码音响播放器 ? 数码相机、GPS、无绳收发机 ? 其他携带设备 ? 封装 ? SNT-6A ? SOT-23-6 升压 超小型 1.2 MHz PWM / PFM切换控制 DC/DC控制器 S-8363系列 Rev.2.0_02

2 ? 框图 误差放大电路 CIN VIN VOUT VOUT CONT VSS VIN ON/OFF 内部电源 ON/OFF 电路 基准电压源 PWM 比较器 VIN ? VOUT RFB2 RFB1 SD ? ? FB 电流 限制电路 振荡电路 SLOPE 补偿 STU 模式 电路 MUX ? ? 启动(预热) 电路 L = 2.2 ?H COUT

10 ?F 切换 控制电路 CFB 图1升压 超小型 1.2 MHz PWM / PFM切换控制 DC/DC控制器 Rev.2.0_02 S-8363系列

3 ? 产品型号的构成 关于 S-8363 系列,用户可根据用途指定产品的封装种类.关于产品名的文字含义请参阅 1. 产品名 、关于封装图面 请参阅 2. 封装 、关于详细的产品名请参阅 3. 产品名目录 . 1. 产品名 S-8363B - xxxx U

2 环保标记 U: 无铅 (Sn 100%)、无卤素 封装简称和 IC 的包装规格 *1 I6T1: SNT-6A、卷带产品 M6T1: SOT-23-

6、卷带产品 *1. 请参阅卷带图. 2. 封装 封装名 图面号码 封装图面 卷带图面 带卷图面 焊盘图面 SNT-6A PG006-A-P-SD PG006-A-C-SD PG006-A-R-SD PG006-A-L-SD SOT-23-6 MP006-A-P-SD MP006-A-C-SD MP006-A-R-SD - 3. 产品名目录 表1SNT-6A SOT-23-6 S-8363B-I6T1U2 S-8363B-M6T1U2 备注 用户需要 Sn 100%、无卤素产品时,请选择环保标记为 U 的产品. 升压 超小型 1.2 MHz PWM / PFM切换控制 DC/DC控制器 S-8363系列 Rev.2.0_02

4 ? 引脚排列图 SNT-6A Top view

1 2

3 4

6 5 表2SNT-6A 引脚号 符号 描述

1 FB 输出电压反馈端子

2 VSS GND 端子

3 CONT 外接电感器连接端子

4 VIN IC 电源端子

5 VOUT 输出电压端子 图26OFF / ON 开/关控制端子 H :接通电源 (通常工作) L :切断电源 (待机)

6 4

1 3

2 SOT-23-6 Top view

5 表3SOT-23-6 引脚号 符号 描述

1 OFF / ON 开/关控制端子 H :接通电源 (通常工作) L :切断电源 (待机)

2 VOUT 输出电压端子

3 VIN IC 电源端子

4 CONT 外接电感器连接端子

5 VSS GND 端子

6 FB 输出电压反馈端子 图3升压 超小型 1.2 MHz PWM / PFM切换控制 DC/DC控制器 Rev.2.0_02 S-8363系列

5 ? 绝对最大额定值 表4绝对最大额定值 (除特殊注明以外: Ta = +25?C、VSS =

0 V) 项目 符号 绝对最大额定值 单位 VIN 端子电压 VIN VSS-0.3 ~ VSS+5.0 V VOUT 端子电压 VOUT VSS-0.3 ~ VSS+6.0 V FB 端子电压 VFB VSS-0.3 ~ VOUT+0.3 V CONT 端子电压 VCONT VSS-0.3 ~ VSS+6.0 V OFF ON/ 端子电压 OFF / ON V VSS-0.3 ~ VIN+0.3 V 容许功耗 SNT-6A PD 400*1 mW SOT-23-6 650*1 mW 工作环境温度 Topr -40 ~+85 ?C 保存温度 Tstg -40 ~+125 ?C *1. 基板安装时 [安装的基板] (1) 基板尺寸: 114.3 mm * 76.2 mm * t1.6 mm (2) 名称: JEDEC STANDARD51-7 注意 绝对最大额定值是指无论在任何条件下都不能超过的额定值.万一超过此额定值,有可能造成产品劣化等物理性 损伤.

0 50

100 150

400 200

0 容许功耗 (P D ) [mW] 环境温度 (Ta) [?C]

700 300

100 SNT-6A SOT-23-6

500 600 图4封装容许功耗 (基板安装时) 升压 超小型 1.2 MHz PWM / PFM切换控制 DC/DC控制器 S-8363系列 Rev.2.0_02

6 ? 电气特性 表5电气特性 (除特殊注明以外: VIN = 1.8 V、VOUT = 3.3 V、Ta = +25?C) 项目 符号 条件 最小值 典型值 最大值 单位 测定电路 工作开始电压 *1 VST IOUT =

1 mA、VOUT(S) *2 = 3.3 V ? ? 0.9 V

2 工作输入电压 VIN ? ? ? 4.5 V

2 输出电压范围 VOUT(R) ? 1.8 ? 5.0 V

2 FB 电压 VFB ? 0.585 0.600 0.615 V

1 FB 电压温度系数 ?VFB ?Ta Ta = -40?C ~+85?C ? ±100 ? ppm/?C

1 FB 端子输入电流 IFB VOUT = 1.8 V ~ 5.5 V,FB 端子 -0.1 ? +0.1 ?A

1 工作时消耗电流 IIN1 切换工作时,无负载 VFB = VFB(S) *3 * 0.95 ?

6 15 ?A

1 ISS1 ?

450 650 ?A

1 静止时消耗电流 IIN2 切换停止时, VFB = VFB(S) * 1.1 ?

6 15 ?A

1 ISS2 ?

95 150 ?A

1 休眠时消耗电流 ISSS OFF / ON V =

0 V、VIN = VOUT = 4.5 V ? ? 3.0 ?A

1 振荡频率 fOSC ? 1.0 1.2 1.4 MHz

2 最大占空系数 MaxDuty VFB = VFB(S) * 0.95

82 88

94 %

2 PWM / PFM 切换占空系数 PFMDuty ? ?

13 ? %

2 功率 MOS FET ON 电阻 *4 RNFET ? ? 0.25 ? ?

1 功率 MOS FET 泄漏电流 ILSW OFF / ON V =

0 V ? 0.01 0.5 ?A

1 限制电流 ILIM ? 0.9 1.1 1.3 A

3 高电位输入电压 VSH VIN = 1.8 V ~ 4.5 V, OFF ON/ 端子 0.75 ? ? V

1 低电位输入电压 VSL VIN = 1.8 V ~ 4.5 V, OFF ON/ 端子 ? ? 0.25 V

1 高电位输入电流 ISH VIN = 1.8 V ~ 4.5 V, OFF ON/ 端子 -0.1 ? 0.1 ?A

1 低电位输入电流 ISL VIN = 1.8 V ~ 4.5 V, OFF ON/ 端子 -0.1 ? 0.1 ?A

1 软启动时间 *5 tSS ? 0.6 1.2 1.8 ms

2 *1. 指使用如 表6外接元器件一览 所示的外接元器件以及在如图

6 所示的测定电路下的保证值.工作开始电压因二极管 的正向电压而产生较大的变动,请在实际的应用电路上进行充分的评价. *2. VOUT(S) 可根据 VFB 值与输出电压设定电阻(RFB1, RFB2)之间的比例来进行设定. 有关详情,请参阅 ? 外接元器件的选定 . *3. VFB(S) 表示 FB 电压的设定值. *4. 功率 MOS FET ON 电阻因 VOUT 电压而产生较大的变动. *5. 当VOUT 电压在 STU 解除电压以上开始启动时.在STU 解除电压以下开始启动时,由于需经由启动(预热)模式,因此, 软启动时间会因负载电流及输入电压等条件而产生较大的变动.有关 STU 解除电压请参考 2. 低电压启动 . ? 测定电气特性时的外接元器件一览 表6外接元器件一览 元件名 符号 参数 生产厂家 型号 电感器 L 2.2 ?H TDK Corporation VLF302510 二极管 SD - TOSHIBA CORPORATION CRS08 输入电容器 CIN

1 ?F Taiyo Yuden Co., Ltd. EMK107B7105KA 输出电容器 COUT

10 ?F Taiyo Yuden Co., Ltd. LMK212BJ106KD FB 端子电容器 CFB

47 pF Taiyo Yuden Co., Ltd. UMK105CH470JV 输出电压设定电阻

1 RFB1

68 k? ROHM Co., Ltd. MCR03 系列 输出电压设定电阻

2 RFB2

15 k? ROHM Co., Ltd. MCR03 系列 升压 超小型 1.2 MHz PWM / PFM切换控制 DC/DC控制器 Rev.2.0_02 S-8363系列

7 ? 测定电路 1. S-8363 系列 A CIN CONT FB VSS VIN A ON/OFF VOUT A COUT A A 图52. S-8363 系列 CIN CONT FB VSS VIN ON/OFF ↓ L RFB1 RFB2 CFB COUT V SD VOUT IOUT VOUT 图63. CONT FB VSS ON/OFF COUT VOUT COUT CIN S-8363 系列 VIN 图7升压 超小型 1.2 MHz PWM / PFM切换控制 DC/DC控制器 S-8363系列 Rev.2.0_02

8 ? 工作说明 1. 切换控制方式 S-8363 系列是根据负载电流来自动切换脉冲幅度变调方式(PWM)和脉冲频率变调方式(PFM)的DC/DC 控制器. 在输出负载电流大的领域内,可利用 PWM 控制进行工作,其脉冲幅度最大可变化到 88%为止,从而实现低纹波 电源. 而在输出负载电流小的领域内则切换为 PFM 控制,可根据负载电流量而跳过脉冲,使振荡电路变为间隔振荡,因 可抑制其自身消耗电流, 所以在输出负载电流小的领域内可以防止效率的降低. 由于 PFM 控制中的纹波电压极小, 因此可实现高效率、低噪声的电源. 从PWM 控制到 PFM 控制的切换要点,会因外接元件(电感器、二极管等)以及输入电压值、输出电压值而不同, 特别是在输出负载电流为

100 ?A 左右的领域内,可构成高效率的 DC/DC 控制器. 升压 超小型 1.2 MHz PWM / PFM切换控制 DC/DC控制器 Rev.2.0_02 S-8363系列

9 2. 低电压启动 2.

1 启动(预热)电路 S-8363 系列可从 0.9 V 开始启动.当OFF / ON = H 投入时的 VOUT 电压未达到 STU 解除电压时,启动(预热)电路 开始工作,向CONT 端子输出固定 Duty 的脉冲.借此,VOUT 电压开始升压.随VOUT 电压达到 STU 解除电压后, STU 模式电路变为 STU 解除状态,切换控制电路可通过软启动功能开始进行稳定的工作.与此同时由于启动(预热)电路变为无效状态,因此可防止发生多余的消耗电流. 2.

2 启动(预热)模式(STU 模式)电路 通过监视 VOUT 电压来切换启动(预热)期间和普通控制期间(切换控制电路)的工作模式.由于 STU 解除电压在内部 被设定为 1.4 V(典型值),因此可设定约 0.15 V 的滞后电压.若VOUT 从解除状态降低到 1.25 V(典型值)为止,则STU 模式电路变为 STU 检测状态,再次转入启动(预热)期间.从STU 解除转变为 PWM 控制需要数?s ~ 数十?s 的时间.由于在此期间内不进行升压工作,因负载的大小而异,VOUT 电压有可能大幅度下降. 施加 OFF / ON = L 时,由于 STU 模式电路也变为无效状态,因此不会发生多余的消耗电流. CONT VOUT MUX 启动(预热) 电路 VIN VOUT VIN STU 模式电路 VD 负载 SD L = 2.2 ?H COUT

10 ?F 切换 控制电路 VSS 图8启动(预热)用电路 STU解除 时间 [s] 切换延迟 输出电压 (VOUT) 启动(预热)期间 CONT 电压 (VCONT) PWM 控制期间 STU检测 图9启动(预热)顺序 升压 超小型 1.2 MHz PWM / PFM切换控制 DC/DC控制器 S-8363系列 Rev.2.0_02

10 2.

3 肖托基势垒二极管 为了使 S-8363 系列工作需要备有肖托基势垒二极管(SD).另外,VOUT 端子也作为 S-8363 系列的电源端子.在OFF / ON = L 时施加到 VOUT 端子的电压为 VIN-VD.在此,VD 为SD 的正向下降电压,虽然会因 SD 的正向电 流If 以及环境温度而产生较大的变动,但局限于约 0.2 V ~ 0.5 V 的数值. 利用 0.9 V 启动时, 必须使用 VD 特低的 SD. S-8363 系列使用 CRS08 时, 可保证在 Ta =+25?C、 负载电流

1 mA 的条件下的启动. 另外,使用其他的 SD 时,请使用满足以下条件的产品. ・低正向电压(VD) ・切换速度快 ・反向耐压在 VOUT+峰值电压以上 ・额定电流在 IPK 以上 表7代表性肖托基势垒二极管一览 生产厂家 型号 TOSHIBA CORPORATION CRS02 CRS08 ROHM Co., Ltd. RB161M-20TR RB051LA-40TR RB070M-30TR RB161SS-20T2R 备注 一般而言,正向电压 VD 较低的二极管,具有反向泄漏电流 Ir 较大的倾向.特别是在高温条件下,由于 Ir 的加 显著并且效率降低,因此不需要低电压启动时需选择使用 Ir 较小的二极........