LT3513 - TFT-LCDパネル向け2MHz高電流5出力

LT3513
TFT-LCDパネル向け
2MHz高電流
5出力レギュレータ
特長
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
概要
LT ®3513 は、大型 TFT-LCD パネルに電力を供給する調
整可能な 5 出力スイッチング・レギュレータです。38
ピンの 5mm × 7mm QFN パッケージで供給されるこのデ
バイスは、3.3V または 5V のロジック電源を生成すると
ともに、TFT-LCD パネルに必要なトリプル出力電源を
生成します。また、内部リニア･レギュレータによって
ドライブされる外付け NPN を追加することにより、よ
り低電圧の補助ロジック電源を生成することもできま
す。降圧レギュレータは最大 1.2A の電流で低電圧出力
V LOGIC を供給し、4.5V ∼ 30V の広い入力範囲で動作可
能です。高電力の昇圧コンバータ、比較的低電力の昇圧
コンバータ、反転コンバータにより、LCD パネルに必
要な 3 つの出力電圧 AVDD、VON、VOFF を個別に供給し
ます。ハイサイド PNP は VON 信号を遅延付きでオンし、
最大 30mA を処理できます。保護回路により、4 つの出
力のいずれかが設定電圧を 10% 以上下回ると、V ON が
ディスエーブルされます。
入力電圧範囲： 4.5V∼30V
4個のスイッチを内蔵： 2.2A降圧スイッチ、1.5A昇圧
スイッチ、0.25A昇圧スイッチ、0.25A反転スイッチ
（最小電流制限を保証）
外付けNPN LDOのドライバ
固定周波数、低ノイズ出力
降圧用のインダクタ電流センス
全出力にソフトスタート機能搭載
外部設定可能なVON遅延
3個のショットキー・ダイオードを内蔵
PGOODピンによるAVDD出力切断
PanelProtect™ 回路により、フォールト時にVONをディス
エーブル
熱特性が改善された38ピン5mm × 7mm QFNパッケージ
アプリケーション
n
n
n
車載TFT-LCDディスプレイ
大型TFT-LCDデスクトップ・モニタ
フラット・パネルTV
L、LT、LTC、LTMはリニアテクノロジー社の登録商標です。
PanelProtectはリニアテクノロジー社の商標です。
他のすべての商標はそれぞれの所有者に所有権があります。
標準的応用例
VIN
8V TO 16V
0.47µF
VOFF
–10V
20mA
2.2µF
10µH
VLOGIC
5V
10µF 178k
60.4k
UVLO LDOPWR VIN
10µH
SW2
SW4
69.8k
RUN-SS3/4
CT
0.22µF
SW1
SENSE+
SENSE–
FB1
22µF
起動時波形
AVDD
8V
80mA
RUN-SS2
BOOST
30.1k
10µF
RUN-SS1
BIAS
4.7µH
10k
PGOOD
NFB4
VLOGIC
5V
0.5A
100k
FB2
D4
10k
53.6k
47nF
LT3513
VON_CLK
15nF
VON_CLK
VON
15nF
VON
22V
20mA
232k
VONSINK
10k
15nF
E3
6.8µH
VLDO
3.3V
0.5A
BD
FB5
VC1
42.2k
10µF
7.5k
10k
2.7nF
SW3
FB3
VC2
GND
4.7k
VC3
30k
4.7nF 1.5nF
VC4
VE3 20V/DIV
VON 20V/DIV
165k
VLOGIC
5V
10k
RUN/SS 2V/DIV
VLOGIC 5V/DIV
AVDD 10V/DIV
VOFF 10V/DIV
IIN(AVG) 1A/DIV
0.47µF
2.2µF
5ms/DIV
3513 TA01b
13k
2.2nF
3513 TA01a
3513fb
LT3513
絶対最大定格
ピン配置
FB1
GND
SW1
SW1
VIN
VIN
UVLO
TOP VIEW
38 37 36 35 34 33 32
FB5 1
31 SENSE+
VC1 2
30 SENSE–
RUN-SS3/4 3
29 BIAS
FB3 4
28 BOOST
RUN-SS2 5
27 LDOPWR
SW3 6
26 BD
39
E3 7
25 SW4
VON 8
24 D4
VONSINK 9
23 NFB4
VON_CLK 10
22 RUN-SS1
21 VC4
20 VC2
PGOOD 11
VC3 12
FB2
BIAS
GND
SW2
SW2
13 14 15 16 17 18 19
CT
VIN、LDOPWR電圧..................................................................... 32V
UVLO電圧 ................................................................................. 32V
SW2、SW3、SW4電圧 ................................................................ 40V
E3ピン電圧 ............................................................................... 40V
VON、VONSINK電圧 ...................................................................... 40V
PGOOD電圧 ............................................................................... 40V
D4電圧 .............................................................................. 1V、–40V
BOOST電圧 ............................................................................... 37V
BOOST Over SW1 ........................................................................ 8V
SENSE+、SENSE–電圧................................................................ 10V
VON_CLK電圧.............................................................................. 10V
BIAS、BD電圧 ............................................................................ 10V
CTピン電圧.................................................................................. 5V
RUN-SS1、RUN-SS2、RUN-SS3/4電圧 ........................................ 5V
FB1、FB2、FB3、FB5電圧............................................................... 5V
NFB4電圧 ............................................................................ 5V、–5V
VC1、VC2、VC3、VC4電圧 ................................................................ 5V
接合部温度（Note 8）.............................................................125℃
動作温度範囲（Note 2）...........................................–40℃～125℃
保存温度範囲..........................................................–65℃～125℃
GND
（Note 1）
UHF PACKAGE
38-LEAD (5mm s 7mm) PLASTIC QFN
TJMAX = 125°C, θJA = 34°C/W, θJC = 1°C/W
EXPOSED PAD (PIN 39) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB
発注情報
鉛フリー仕上げ
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
LT3513EUHF#PBF
LT3513EUHF#TRPBF
3513
38-Lead (5mm × 7mm) Plastic QFN
–40°C to 125°C
LT3513IUHF#PBF
LT3513IUHF#TRPBF
3513
38-Lead (5mm × 7mm) 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、弊社へお問い合わせください。*温度等級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の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仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/ をご覧ください。
電気的特性
l 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 = 12V、BIAS = 3V。
PARAMETER
CONDITIONS
Minimum Input Voltage
MIN
l
Quiescent Current
Not Switching
VRUNSS1 = 0V
RUN-SS1, RUN-SS2, RUN-SS3/4 Pin Current
RUN-SS1= RUN-SS2 = RUN-SS3
= RUN-SS4 = 0.4V
7.5
30
RUN-SS1, RUN-SS2, RUN-SS3/4 Threshold
BIAS Pin Voltage to Begin RUN-SS2, RUN-SS3/4
BIAS Pin Current
TYP
l
BIAS = 3.1V, All Switches Off
MAX
UNITS
4.5
V
12
65
mA
µA
2
µA
0.8
V
2.25
2.7
V
16.5
20
mA
3513fb
LT3513
電気的特性
l 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 = 12V、BIAS = 3V。
PARAMETER
CONDITIONS
MIN
TYP
MAX
UNITS
FB Threshold Offset to Begin CT Charge
CT Pin Current Source
(Note 3)
90
125
160
mV
All FB Pins = 1.5V, CT = 0.35V
16
20
25
µA
CT Threshold to Power VON
All FB Pins = 1.5V
1
1.1
1.2
V
VON Switch Drop
VON Current = 30mA
200
400
mV
Maximum VON Current
VE3 = 30V
l
VON_CLK Input Voltage High
30
50
1.5
V
VON_CLK Input Voltage Low
VONSINK Voltage On
mA
VONSINK Current = 1µA
l
Master Oscillator Frequency
l
Foldback Switching Frequency
FB2 = 0V, FB3 = 0V, NFB4 = 0V
UVLO Pin Threshold
UVLO Pin Voltage Rising
UVLO Pin Hysteresis Current
VUVLO = 1V
PGOOD Connected to 40V Through 100k
PGOOD Pin Leakage
VPGOOD = 40V
2
V
1.2
V
2.12
2.22
MHz
MHz
200
kHz
1.25
PGOOD Threshold Offset
PGOOD Sink Current
1.90
1.80
0.3
V
3.4
3.9
4.4
µA
90
125
160
mV
4
mA
1
µA
1.235
1.255
1.265
V
V
0.01
0.03
%/V
30
200
Switch 1 (2.2A Buck)
FB1 Voltage
l
FB1 Voltage Line Regulation
4.5V < VIN < 30V
FB1 Pin Bias Current
(Note 4)
1.215
1.205
l
Error Amplifier 1 Voltage Gain
Error Amplifier 1 Transconductance
ΔI = 10µA
Maximum Duty Cycle
l
nA
250
V/V
220
µmhos
75
85
2.2
3
%
Switch 1 Current Limit
Duty Cycle = 35% (Note 6)
3.5
A
Switch 1 VCESAT
ISW = 1.5A
430
Switch 1 Leakage Current
FB1 = 1.5V, RUN-SS1 = 0V
0.1
10
µA
Minimum BOOST Voltage Above SW1 Pin
ISW = 1.5A (Note 7)
1.8
2.5
V
BOOST Pin Current
ISW = 1.5A
30
50
mA
BOOST Schottky Diode Drop
I = 170mA
700
mV
mV
Switch 2 (1.5A BOOST)
FB2 Voltage
l
FB2 Voltage Line Regulation
4.5V < VIN < 30V
FB2 Pin Bias Current
(Note 5)
1.20
1.19
l
Error Amplifier 2 Voltage Gain
1.22
1.24
1.25
V
V
0.01
0.03
%/V
30
200
nA
250
Error Amplifier 2 Transconductance
ΔI = 10µA
Switch 2 Current Limit
(Note 6)
Switch 2 VCESAT
ISW2 = 1.2A
360
Switch 2 Leakage Current
FB2 = 1.5V, RUN-SS1 = 0V
0.1
BIAS Pin Current Due to SW2
ISW2 = 1.2A
Maximum Duty Cycle (SW2)
V/V
220
1.5
1.85
45
l
75
90
µmhos
2.3
A
mV
1
µA
mA
%
3513fb
LT3513
電気的特性
l 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 = 12V、BIAS = 3V。
PARAMETER
CONDITIONS
MIN
TYP
MAX
UNITS
1.20
1.19
1.22
1.24
1.25
V
V
0.01
0.03
%/V
30
200
nA
Switch 3 (250mA BOOST)
FB3 Voltage
l
FB3 Voltage Line Regulation
4.5V < VIN < 30V
FB3 Pin Bias Current
(Note 4)
l
Error Amplifier 3 Voltage Gain
250
V/V
220
µmhos
Error Amplifier 3 Transconductance
ΔI = 10µA
Switch 3 Current Limit
(Note 6)
Switch 3 VCESAT
ISW3 = 0.2A
200
Switch 3 Leakage Current
FB3 = 1.5V, RUN-SS1 = 0V
0.1
BIAS Pin Current Due to SW3
ISW3 = 0.2A
18
0.25
Maximum Duty Cycle (SW3)
Schottky Diode Drop
l
84
I = 170mA
0.3
0.38
A
mV
1
µA
mA
88
%
900
mV
Switch 4 (250mA Inverter)
NFB4 Voltage
l
NFB4 Voltage Line Regulation
4.5V < VIN < 30V
NFB4 Pin Bias Current
(Note 4)
–1.205
–1.215
l
Error Amplifier 4 Voltage Gain
–1.180
–1.155
–1.145
0.01
0.03
5
16
220
µmhos
Switch 4 Current Limit
(Note 6)
Switch 4 VCESAT
ISW4 = 0.2A
200
Switch 4 Leakage Current
NFB4 = –1.5V, RUN-SS1 = 0V
0.1
BIAS Pin Current Due to SW4
ISW4 = 0.2A
Schottky Diode Drop (D4)
84
I = 170mA
µA
V/V
ΔI = 10µA
Maximum Duty Cycle (SW4)
%/V
200
Error Amplifier 4 Transconductance
0.25
V
V
0.3
0.40
A
mV
1
µA
18
mA
88
%
700
mV
NPN LDO
FB5 Voltage
l
0.61
0.6
FB5 Pin Bias Current
(Note 4)
Base Drive Current
FB5 = 0.5V
6
LDOPWR Minimum Voltage
BD = 3.5V
4.5
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: LT3513Eは0℃～125℃の接合部温度範囲で仕様性能に適合することが
保証されている。–40℃～125℃の動作接合部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。
LT3513Iは –40ºC～125ºCの動作接合部温度範囲での性能が保証されている。
Note 3: CTピンは FB1、FB2、FB3、NFB4がすべて立ち上がってFBスレッショル
ド・オフセットを上回るまで"L"を維持。
Note 4: 電流は、FB1、FB3、NFB4、FB5から出力。
l
0.625
0.63
0.65
V
V
30
200
nA
8
10
mA
V
Note 5: 電流はFB2に流入またはFB2から流出。このテストの絶対値を使用。
Note 6: 電流制限は、設計上やスタティック・テストとの関連で保証されて
いる。デューティ・サイクルが高くなると、スロープ補償により電流制限
が軽減される。
Note 7: 内蔵電源スイッチの完全飽和を保証するのに必要な昇圧コンデンサ
の最小電圧。
Note 8: このデバイスには一時的な過負荷状態の間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は、接合部
温度は最大動作接合部温度範囲を超える。規定された最大動作接合部温度を
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。
3513fb
LT3513
標準的性能特性
注記がない限り、TA = 25℃。
3.0
2.4
1.8
1.6
5
0
10
MINIMUM
2
1
25
35
45
55
DUTY CYCLE (%)
BOOSTピン電流
SW3電流制限
450
20
SW CURRENT LIMIT (mA)
SW CURRENT LIMIT (A)
2.3
30
2.2
2.1
2.0
1.9
1.8
1.7
10
500
1000 1500 2000 2500
SWITCH CURRENT (mA)
1.5
–40
3000
400
350
300
250
200
150
1.6
0
100
–50 –30 –10 10 30 50 70 90 110
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
60
35
110
10
85
–15
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
3513 G05
3513 G04
SW4電流制限
3513 G06
SW1 VCESAT
500
1000
450
900
SW2 VCESAT
600
500
800
400
VCESAT (mV)
300
250
VCE2SAT (mV)
700
350
600
500
400
300
200
200
150
1
500
2.4
40
0.01
0.1
LOAD CURRENT (A)
3513 G03
SW2電流制限
60
BOOST CURRENT (mA)
0
0.001
75
2.5
70
SW CURRENT LIMIT (mA)
65
3513 G02
3513 G01
50
VIN(MIN) RUN
4
3
1.0
VIN (V)
0
5
1.5
0
20
15
VIN(MIN) START
6
2.0
0.5
1.4
1.2
7
VIN (V)
SW1 CURRENT LIMIT (A)
IOUT(MAX) (A)
L = 2.4µH
2.0
8
SW1 CURRENT LIMIT
vs DUTY CYCLE
2.5
L = 4.3µH
2.2
起動および実行時のVLOGIC = 3.3V
SW1電流制限とデューティ・サイクル
VLOGIC = 3.3V時の最大出力電流
2.6
400
300
200
100
100
100
–50 –30 –10 10 30 50 70 90 110
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
3513 G07
0
0
500
1000 1500 2000
SW1 CURRENT (mA)
2500
3000
3513 G08
0
0
400
800
1200
ISW2 (mA)
1600
2000
3513 G09
3513fb
LT3513
標準的性能特性
注記がない限り、TA = 25℃。
VON 電流制限
SW4 VCESAT
300
350
250
300
45
40
35
200
150
ION LIMIT (mA)
250
VCESAT (mV)
VCE3SAT (mV)
SW3 VCESAT
200
150
100
100
30
25
20
15
10
50
50
0
0
0
50
100
150 200 250
ISW3 (mA)
300
350
5
0
50
100
150 200
ISW (mA)
250
300
3513 G10
0
350
0
5
10
15
20
VE3 (V)
25
3513 G11
発振器周波数
3513 G12
周波数の折り返し
2.5
35
30
リファレンス電圧
2500
1.25
2000
1.24
FREQUENCY (MHz)
2.3
2.2
2.1
2.0
1.9
REFERENCE VOLTAGE (V)
SWITCHING FREQUENCY (kHz)
2.4
1500
1000
500
1.23
1.22
1.21
1.8
1.7
–50
0
50
0
100
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
0
3513 G13
EFFICIENCY (%)
BIAS CURRENT (mA)
ISW2 = 0A
ISW3 = 0A
ISW4 = 0A
20
10
0
–50
100
90
90
80
80
70
60
50
100
TEMPERATURE (°C)
150
3513 G16
40
70
60
50
50
0
110
効率、VLOGIC = 5V
100
EFFICIENCY (%)
L2 = 10µH
L3 = 10µH
L4 = 10µH
30
60
35
10
85
TEMPERATURE (°C)
3513 G15
効率、AVDD = 13V
BIASピン電流
40
–15
3513 G14
60
50
1.20
–40
150 300 450 600 750 900 1050 1200
VFB (mV)
1
100
200
300
400
LOAD CURRENT (mA)
500
3513 G17
40
100 300
500
700 900 1100 1300 1500
IOUT (mA)
3513 G18
3513fb
LT3513
標準的性能特性
注記がない限り、TA = 25℃。
VUVLOと温度
FB5、LDO用基準電圧
670
1.33
9
8
660
UVLO FOR
START
1.31
6
5
4
3
1.30
UVLO MINIMUM
FOR RUN
1.29
1.28
2
0
–50
0
25
–25
50
75 100
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
125
1.26
–50
650
640
630
620
610
1.27
1
REFERENCE VOLTAGE (mV)
1.32
7
UVLO (V)
BASE CURRENT LIMIT OF INTERNAL PNP (mA)
LDO電流制限と温度
0
50
100
AMBIENT TEMPERATURE (oC)
3513 G19
3513 G20
600
–40
–15
60
35
85
10
TEMPERATURE (°C)
110
3513 G21
ピン機能
FB5（ピン 1）
：帰還ピン。抵抗タップをこのピンに接続し、
VLDO = 0.625 • (1 + R14/R15) に基づいて LDO 出力を設定
します。記号名称などは、図 1 に対応しています。
VC1（ピン 2）： 内部誤差アンプ用制御電圧と補償ピン。
このピンの直列 RC をグランドに接続して、スイッチン
グ・レギュレータ 1 を補償します。
容量の大きなコンデンサを使用します。完全にシャット
ダウンするには、RUN-SS2 をグランドに接続します。
SW3（ピン 6）
： スイッチ・ノード。SW3 ピンは、スイッ
チング・レギュレータ 3 用の内蔵 NPN バイポーラ・ト
ランジスタのコレクタです。EMI を抑えるためにこのピ
ンの配線エリアを最小限にしてください。
RUN-SS3/4（ピン 3）：実行 / ソフトスタート・ピン。レギュ
レータ 3 とレギュレータ 4 を切り替えるソフトスタート・ピン
です。ここにソフトスタート・コンデンサを配置して突入電流
と出力電圧のランプ・レートを制限します。BIAS ピンが 2.25V
に達すると、2µA 電流源でコンデンサを充電します。このピ
ンの電圧が 0.8V に達すると、スイッチ 3 と 4 がオンになって
スイッチングを開始します。起動を遅くするには、容量の大き
なコンデンサを使用します。完全にシャットダウンするには、
RUN-SS3/4 をグランドに接続します。
E3（ピン 7）：スイッチング・レギュレータ 3 の出力で、
出力切断 PNP のエミッタです。ここで出力コンデンサ
と抵抗分割器を接続します。
FB3（ピン 4）：帰還ピン。このピンに抵抗タップを接続
して、VON = 1.22V • (1 + R8/R9) – 150mV に基づいて VON
を設定します。記号名称などは、図 1 に対応しています。
VONSINK（ピン 9）
：オープン・コレクタ出力で、VON_CLK
ピンによって制御されます。V ON_CLK が "L" のときは、
このピンには電流は流れず、VON_CLK が "H" のときに電
流が流れます。
RUN-SS2（ピン 5）
： 実行 / ソフトスタート・ピン。スイッ
チング・レギュレータ 2 用のソフトスタート・ピンです。
ここにソフトスタート・コンデンサを配置して突入電流
と出力電圧のランプ・レートを制限します。BIAS ピンが
2.25V に達すると、
2µA 電流源でコンデンサを充電します。
このピンの電圧が 0.8V に達すると、スイッチ 2 がオンに
なってスイッチングを開始します。起動を遅くするには、
V ON（ピン 8）：スイッチング・レギュレータ 3 用の遅延
出力。内蔵 C T タイマのタイムアウト後に V ON がプログ
ラム設定された電圧に達します。保護回路により、4 つ
の出力のいずれかが通常電圧を 10% 以上下回ると、VON
がディスエーブルされます。この出力は、V ON_CLK が
"H" になったときもディスエーブルします。
V ON_CLK（ピン 10）：このピンは、出力切断デバイスと
V ONSINK のオープン・コレクタを制御します。このピン
が "L" のとき、V ON ピンはイネーブルとなり、V ONSINK
ピンはハイ・インピーダンス状態となります。このピ
ンが "H" のとき、V ON ピンはディスエーブルとなり、
VONSINK ピンで電流がグランドに流れます。
3513fb
LT3513
ピン機能
PGOOD（ピン 11）：パワー・グッド・コンパレータ出力。
これはパワー・グッド・コンパレータのオープン・コレ
クタ出力であり、外部 P チャネル MOSFET と併用して図
2 に示すような AVDD の出力切断を行います。スイッチャ
2 の出力が設定電圧の約 90% に達すると、PGOOD がグラ
ンドにプルされます。それによって MOSFET のゲートが
プルダウンされ、AVDD を接続します。スイッチャ 2 の出
力が "L" のときは、ソースと P チャネル MOSFET のゲー
ト間の 100kΩ プルアップ抵抗がオフ状態になります。
V C3（ピン 12）：内部誤差アンプ用制御電圧と補償ピン。
このピンの直列 RC をグランドに接続して、スイッチン
グ・レギュレータ 3 を補償します。
C T（ピン 13）：タイミング・コンデンサ・ピン。V ON タ
イマの入力で、4 つの帰還ピンの時間遅延をプログラミ
ングし、1.125V に達すると、V ON をオンにします。C T
コンデンサの値は C = (20µA • tDELAY)/1.1V の式を使用し
て設定することができます。
GND（ピン 14、17、33）：グランド。
SW2（ピン 15、16）：スイッチ・ノード。SW2 ピンは、
スイッチング・レギュレータ 2 用の内蔵 NPN バイポーラ・
トランジスタのコレクタです。EMI を抑えるためにこの
ピンの配線エリアを最小限にしてください。
BIAS（ピン 18、29）
：BIAS ピンを使用して高入力電圧時
の動作効率を改善します。このピンをスイッチング・レ
ギュレータ 1 の出力に接続すると、ほとんどの内部回路
の動作電流が強制的に V IN からではなく、V LOGIC から
流れるようになります。スイッチ 2、3、4 のドライバと
LDO は、BIAS によって供給されます。スイッチ 2、3、
4 と LDO は、BIAS ピンが約 2.7V に到達しないと機能
しません。BIAS ピンは、両方とも VLOGIC に接続する必
要があります。
FB2（ピン 19）：帰還ピン。抵抗分割器タップをこのピン
に接続し、AVDD を AVDD = 1.22V • (1 + R5/R6) に基づい
て設定します。記号名称などは、図 2 に対応しています。
V C2（ピン 20）：内部誤差アンプ用制御電圧と補償ピン。
このピンの直列 RC をグランドに接続して、スイッチン
グ・レギュレータ 2 を補償します。
V C4（ピン 21）：内部誤差アンプ用制御電圧と補償ピン。
このピンの直列 RC をグランドに接続して、スイッチン
グ・レギュレータ 4 を補償します。
RUN-SS1（ピン 22）
：実行 / ソフトスタート・ピン。スイッ
チング・レギュレータ 1 用のソフトスタート・ピンです。
ここにソフトスタート・コンデンサを配置して突入電流
と出力電圧のランプ・レートを制限します。V IN ピンに
電源を投入すると、2µA 電流源によってコンデンサが充
電されます。このピンの電圧が 0.8V に達すると、スイッ
チ 1 がオンになってスイッチングを開始します。起動を
遅くするには、容量の大きなコンデンサを使用します。
完全にシャットダウンするには、RUN-SS1 をグランド
に接続します。
NFB4（ピン 23）：負帰還ピン。抵抗分割器タップをこの
ピンに接続し、VOFF を VOFF = –1.18 • (1 + R3/R4) に基づ
いて設定します。記号名称などは、
図 2 に対応しています。
D4（ピン 24）：内部ショットキー・ダイオード・ピン。
このピンは、内部ショットキー・ダイオードの陽極で、
もう一方がグランドに接続されています。このショット
キー・ダイオードを使用して VOFF 出力を生成します。
SW4（ピン 25）
：スイッチ・ノード。SW4 ピンは、スイッ
チング・レギュレータ 4 用の内蔵 NPN バイポーラ・ト
ランジスタのコレクタです。EMI を抑えるためにこのピ
ンの配線エリアを最小限にしてください。
BD（ピン 26）：NPN LDO ベース・ドライブ。このピン
で外部 NPN LDO トランジスタのベースを制御します。
LDOPWR（ピン 27）：LDO ドライバの入力電圧。このピ
ンで NPN LDO ベースに電流を供給します。このピンは、
V IN に接続することができます。高電圧の V IN の電力を
節約するためにこのピンを AV DD 電源に接続することも
できます。
BOOST（ピン 28）：BOOST ピンを使用して VIN より高い
ドライブ電圧をスイッチ 1 ドライブ回路に供給します。
内部ショットキー・ダイオードは BIAS と BOOST 間に
接続されています。コンデンサを BOOST と SW1 間に
接続する必要があります。
SENSE–（ピン 30）
：負電流センス入力。このピン (SENSE+
ピンと共に）を使用して、降圧スイッチング・レギュレー
タのインダクタ電流を検出します。
3513fb
LT3513
ピン機能
SENSE+（ピン 31）：正電流センス入力。このピン（SENSE–
ピンと共に）を使用して、降圧スイッチング・レギュレー
タのインダクタ電流を検出します。
FB1（ピン 32）：帰還ピン。抵抗分割器タップをこのピン
に接続し、VLOGIC を VLOGIC = 1.235V • (1 + R1/R2) に基
づいて設定します。記号名称などは、図 2 に対応してい
ます。
SW1（ピン 34、35）：スイッチ・ノード。SW1 ピンは、
スイッチング・レギュレータ 1 用の内蔵 NPN バイポーラ・
トランジスタのエミッタです。正常に動作させるために
は、これらのポイントを結線する必要があります。これ
らのピンをインダクタ、キャッチ・ダイオード、および
昇圧コンデンサに接続します。
V IN（ピン 36、37）
：入力電圧。このピンで LT3513 の内
部回路に電流を供給します。このピンは、コンデンサで
ローカルにバイパスする必要があります。
UVLO（ピン 38）：低電圧ロックアウト。V IN に接続され
た抵抗分割器をこのピンに接続して LT3513 が動作する
最小入力電圧を設定します。このピンが内部基準電圧
1.25V と比較されます。UVLO が 1.25V を下回るときは、
スイッチング・レギュレータは動作しません（RUN/SS
ピンを使用して各スイッチング・レギュレータをオンに
することはできます）。このピンが 1.25V を下回るとき
は、3.9µA がピンからプルされて UVLO のプログラマブ
ル・ヒステリシスを提供します。
露出パッド（ピン 39）
：グランド。パッケージの露出パッ
ドは、グランドに電気的に接触しているのみならず、プ
リント基板への良好な熱接点を提供しています。正常な
動作のためには、露出パッドを回路に半田付けする必要
があります。
3513fb
LT3513
ブロック図
LDOPWR
+
–
27
+
gm
26
1
BD
VON_CLK
0.625V
VONSINK
MASTER
OSCILLATOR
2MHz
FB5
VIN
36,37
11
19
13
38
1.235V
PGOOD
+
+
VC1
–
+
BOOST
R
S
Q
DRIVER
SW1
34, 35
1.1V
SENSE+
1.25V
UVLO
+
–
1.22V
+
1.1V
+
–
+gm
CURRENT
SENSE AMP
VC2
–
+
31
30
20
BIAS
18, 29
SW2
15, 16
R
FOLDBACK
OSCILLATOR
28
VIN
SENSE–
20µA
2
BIAS
FB2
CT
9
VON_CLK
SLOPE COMP/
ONE-SHOT
FB2
+
–
–
–
–
32
FB1
INTERNAL
REGULATOR
AND REFERENCE
+
–
22
RUN-SS1
–
+gm
10
S
Q
DRIVER
UVLO
3.9µA
VC4
4
8
RUN-SS2
1.18V
SW3
LOCKOUT
BIAS
100k
NFB4
SW4
R
S
23
25
Q
DRIVER
D4
24
2µA
SW2
LOCKOUT
FB3
1.22V
VON
GND
14,17,33
BIAS
FOLDBACK
OSCILLATOR
2.7V
+
–
5
RUN-SS3/4
+
–
3
+
100k
–
+
+
–
2µA
–
+gm
21
+
–
+gm
FOLDBACK
OSCILLATOR
1.1V
VC3
–
+
BIAS
SW3
R
S
図1
6
Q
DRIVER
E3
VON_CLK
12
7
3513 F01
3513fb
10
LT3513
動作
LT3513 は 4 つの独立したスイッチング・レギュレータと
低損失（LDO）リニア・レギュレータで構成される高集
積電源 IC です。スイッチング・レギュレータ 1 は、降
圧 2.2A レギュレータで、インダクタ電流センスと昇圧
ショットキー・ダイオードを内蔵しています。スイッチ
ング・レギュレータ 2 は、昇圧コンバータまたは SEPIC
コンバータとして設定でき、1.5A スイッチを内蔵してい
ます。スイッチング・レギュレータ 3 は、0.25A スイッ
チ付き昇圧レギュレータと内蔵ショットキー・ダイオー
ドで構成されています。スイッチング・レギュレータ 4 は、
0.25A の電流制限スイッチ付きの負のレギュレータと内
蔵ショットキー・ダイオードで構成されています。リニ
ア・レギュレータ 5 は、外部 NPN トランジスタのベース
に 8mA の電流を供給することができます。レギュレータ
では、入力ソース、基準電圧、マスタ発振器を共通回路
として共有しています。回路全体の動作は、
図 1 のブロッ
ク図を参照すると一番よく理解することができます。
RUN-SS1 ピンをグランドにプルすると、LT3513 がシャッ
トダウンされ、V IN に接続された入力源から 30µA が流
入します。内部 2µA 電流源は外部ソフトスタート・コ
ンデンサを充電し、このピンに電圧ランプを生じさせま
す。RUN-SS1 ピンが 0.8V を超えると、内部レギュレー
タ、基準電圧、2MHz マスタ発振器を含む内部バイアス
回路が起動します。マスタ発振器は、4 つのクロック信
号を生成し、それぞれが各スイッチング・レギュレータ
に対応しています。スイッチング・レギュレータ 1 は、
RUN-SS1 ピンが 0.8V に達したときにのみ動作を開始し
ます。スイッチャ 1 によって、VLOGIC が生成されますが、
これは、BIAS ピンに接続する必要があります。BIAS が
2.8V に達すると、RUN-SS2 と RUN-SS3/4 ピンをプル
ダウンする NPN がオフとなり、RUN-SS2 および RUNSS3/4 ピンに接続された外部コンデンサが内部 2µA 電流
源によって充電されます。RUN-SS2 の電圧が 0.8V にな
ると、スイッチャ 2 がオンになります。それにともなっ
て RUN-SS3/4 の電圧が 0.8V になると、スイッチャ 3 と
4 がオンになります。さらに AV DD、E3 および V OFF が
一定速度で立ち上がり始めます。この速度は、RUN-SS2
と RUN-SS3/4 ピンに接続したコンデンサによって確定
したものです。4 つのスイッチング出力がすべて設定電
圧の 90% に達すると、CT ピンをプルダウンする NPN が
オフとなり、C T ピンに接続された外部コンデンサが内
部 20µA 電流源によって充電されます。C T ピンが 1.1V
になると、出力切断 PNP がオンとなり、V ON を E3 に接
続します。4 つの出力のいずれかが設定電圧の 90% を下
回ると、PanelProtect 回路が C T ピンを GND にプルし、
VON をオフにします。
パワー・グッド・コンパレータが AV DD をモニタし、
FB2 が安定化した値の 90% 以上になると、オンになり
ます。この出力はオープン・コレクタ・トランジスタで、
出力が安定してないときは、オフの状態であり、外部抵
抗によってピンが "H" にプルされます。このピンは P チャ
ネル MOSFET と併用することができ、AVDD の出力切断
として機能します。
4 つのスイッチャは、電流モードのレギュレータです。
電源スイッチのデューティ・サイクルを直接変調するの
ではなく、帰還ループが各サイクルのスイッチのピーク
電流を制御します。電圧モード制御に比べて、電流モー
ド制御のほうがループ・ダイナミクスが改善され、サイ
クル単位で電流制限を行うことができます。
RUN-SS 2V/DIV
VLOGIC 5V/DIV
IL1 1A/DIV
SS-234 2V/DIV
AVDD 10V/DIV
IL2 500µA/DIV
PGOOD 20V/DIV
5ms/DIV
3513 F02a
(2a)
VSS3/4 2V/DIV
VOFF 10V/DIV
IL4 500mA/DIV
VE3 20V/DIV
IL3 500mA/DIV
VCT 2V/DIV
VON 20V/DIV
5ms/DIV
3513 F02b
(2b)
図2. LT3513電源投入シーケンス。
（両方の写真の表示データは
いずれも同じトリガに同期しています）
3513fb
11
LT3513
動作
4 つのスイッチャはいずれも固定周波数電流モード制御
入力電圧レンジを下げることの検討事項
方式を採用しています。降圧レギュレータであるスイッ
スイッチャ 1 の最小動作電圧は、約 4V の LT3513 の低
チャ 1 は、他のスイッチャに比べて、インダクタ電流セ
電圧ロックアウトまたはその最大デューティ・サイクル
ンスがわずかに異なります。スイッチの電流をモニタリ
で決まります。ユーザ定義された低電圧ロックアウトは、
ングをせずに、電流ノードを使用してインダクタ経由の
UVLO ピンにおいて内部低電圧ロックアウトよりも高い
電流を測定します。インダクタ電流センスでは、最小オ
電圧に設定されます。デューティ・サイクルは、内部ス
ンタイムの問題が発生しないため、入力電圧と出力電圧
イッチがオンになっている間のほんの一瞬であり、次式
の比にかかわりなくそのスイッチの電流は常に制限され
の入力電圧と出力電圧で決まります。
た状態になります。スイッチャ 1 はつねにマスタ発振器
VOUT + VF
に同期しています。それ以外の 3 つのスイッチャはそれ
DC =
VIN – VSW + VF
ぞれのスレーブ発振器を持っています。帰還電圧が 0.75V
を下回ると、スレーブ発振器の周波数が減少し、「標準
ここで、VF は、キャッチ・ダイオードの順方向電圧降下
的性能特性」の周波数の折り返しのグラフからも分かる （約 0.4V）であり、V は、内部スイッチの電圧降下（最
SW
ようにそのスレッショルド未満は直線的な減少を示して
大負荷時の約 0.3V）です。これが次式の最小入力電圧に
います。これらの 2 つの差異以外は、制御ループはいず
なります。
れも 4 つのスイッチで類似しています。スイッチャ 1 の
VOUT + VF
マスタ発振器のパルスまたはその他の 3 つのスイッチャ
VIN(MIN) =
DC
のスレーブ発振器のパルスによって RS ラッチが設定さ
MAX – VF + VSW
れ、内蔵 NPN バイポーラ電源スイッチをオンにします。
ここで、DCMAX = 0.75 です。
スイッチと外部インダクタの電流が増加し始めます。こ
ユーザ定義された低電圧は、UVLO ピンに接続された抵
の電流が V C の電圧で規定されたレベルを超えると電流
抗分割器によって設定されます。UVLO ピンが 1.25V よ
コンパレータがラッチをリセットし、スイッチをオフに
り高いときは、コンパレータによって 3µA がピンから
します。インダクタの電流がショットキー・ダイオード
プルされます。ヒステリシスと最小入力電圧の式はそれ
を通過し、減少し始めます。発振器の次のパルスでこの
ぞれ次のようになります。
サイクルが再度開始します。このようにして V C ピンの
電圧がインダクタ経由で出力への電流を制御します。連
VHYS = (R2 + 2k ) • 3.9µA
続的に V C ピン電圧を調整しながら内蔵誤差アンプが出
R1+ R2
力を安定化させます。V C ピンをオンにするスレッショ
VIN(MIN) = 1.25V
R1
ルドは 0.8V で、1.8V のアクティブ・クランプは、VC 電
圧に制約を加えます。スイッチャ 2、3 および 4 にも V C
またはデューティ・サイクルに依存しない独立した電流
VIN
制限があります。スイッチャ 1 の電流制限は、V C 電圧
R2
によって制御され、デューティ・サイクルによって変化
UVLO
します。4 つのスイッチャはいずれもスロープ補償を使
38
用しており、50% を超えるデューティ・サイクルでの
R1
電流モード方式の安定性を確保しています。RUN-SS1、
RUN-SS2、RUN-SS3/4 ピンは、帰還ピンの立ち上がり速
度を制御します。
3513 A1
SW1 用スイッチ・ドライバは、V IN あるいは BOOST ピ
ンのいずれかから動作します。外部コンデンサと内蔵
ショットキー・ダイオードを使用して入力電源より高い
電圧を BOOST ピンに発生させます。これによってドラ
イバに内部バイポーラ NPN 電源スイッチを飽和させ、
動作を効率よくします。
3513fb
12
LT3513
動作
インダクタの選択と最大出力電流
最初に選択するインダクタの値として最適な値は、次式
で求められます。
L=
VOUT + VF
1.8
ここで、VF は、キャッチ・ダイオードの電圧降下（約 0.4V）
で、L の単位は、µH です。インダクタの RMS 電流定格は、
最大負荷電流よりも大きく、その飽和電流は少なくとも
30% 以上大きい必要があります。高い効率を得るには、
直列抵抗（DCR）は、0.1Ω 未満にする必要があります。
表 1 に推奨できるインダクタのタイプとメーカを示します。
表1. インダクタのメーカ
メーカ
Coilcraft
村田製作所
TDK
URL
www.coilcraft.com
www.murata.com
www.component.tdk.com
東光
www.toko.com
スミダ
コーポ
レーション
www.sumida.com
部品シリーズ
MSS7341
LQH55D
SLF7045
SLF10145
DC62CB
D63CB
D75C
D75F
CR54
CDRH74
CDRH6D38
CR75
タイプ
シールド
オープン
シールド
シールド
シールド
シールド
シールド
オープン
オープン
シールド
シールド
オープン
アプリケーションによっては、ここに挙げたインダクタと
は違うものが最適のものであることもあります。インダク
タの値が大きくなると、最大負荷電流が大きくなり、出力
電圧リップルが減少します。使用負荷が最大負荷電流より
も小さいとインダクタの値をゆるめることができ、より
リップルの大きい電流で動作します。これによって物理
的に小さなインダクタの使用が可能になるか、DCR の値
が小さくなり、結果的に効率を高めることができます。最
大負荷電流は入力電圧に依存することを念頭においてくだ
さい。本データ・シートの「標準性能特性」のグラフか
ら、V OUT = 3.3V のとき、最大負荷電流が入力電圧とイン
ダクタ値の関数であることが分かります。さらに、インダ
クタンスが低いと動作モードが不連続になり、それがさら
に最大負荷電流を低減させます。最大出力電流と不連続動
作モードの詳細は、弊社の「アプリケーション・ノート
No.44」をご覧ください。結局、デューティ・サイクルが
50% を超えると（VOUT/VIN > 0.5）、低調波発振を避けるた
めに最小インダクタンスが必要になります。詳細は、弊社
の「アプリケーション・ノート No.19」をご覧ください。
インダクタの電流は、負荷電流と等価の平均値を持つ三
角波です。ピークスイッチ電流は、出力電流にピーク・
トゥ・ピーク・インダクタ・リップル電流の 1/2 を加え
たものになります。LT3513 は、過負荷フォールトからデ
バイスとシステムを保護するためにスイッチ電流に制限
を加えています。したがって、LT3513 が供給する最大出
力電流は、スイッチ電流制限値、インダクタ値、入出力
電圧値に依存します。スイッチを切ると、インダクタ間
の電位が出力電圧とキャッチ・ダイオードの降下を加え
たものになります。したがって、インダクタのピーク・
トゥ・ピークのリップル電流は次式のようになります。
∆IL =
(1– DC)( VOUT + VF )
L•f
ここで、f は LT3513 のスイッチング周波数、L はインダ
クタ値です。ピーク・インダクタとスイッチの電流の関
係は、次式のようになります。
ISW(PK) =ILPK =IOUT +
∆IL
2
出 力 の 安 定 性 を 維 持 す る に は、 こ の ピ ー ク 電 流 を
LT3513 のスイッチ電流制限値の I LIM より低くする必要
があります。SW1 では、ILIM は DC = 0.35 時に少なくと
も 2A で、
「標準性能特性」
のグラフに示すように DC = 0.75
の 1.5A まで直線的に減少しています。最大出力電流は、
次式に示すように選択したインダクタ値の関数です。
IOUT(MAX) =ILIM –
∆IL
∆I
= 2.5A • (1– 0.57 • DC) – L
2
2
リップル電流が小さくなるようにインダクタ値を選択す
ると、スイッチ電流制限値に近い最大出力電流値を得る
ことができます。インダクタの選択方法としては、まず
上記の簡単なルールにしたがって利用可能なインダクタ
を検討し、コストとスペースに合致したものを選択する
ことになります。それからこれらの式を使って LT3513
で必要な出力電流を得ることができるかどうかをチェッ
クします。これらの式は、インダクタ電流が連続的であ
ることを前提にしていることに注意してください。I OUT
が ΔIL/2 未満のときに動作モードが不連続になります。
3513fb
13
LT3513
動作
出力コンデンサの選択
5V および 3.3V 出力を得るには、出力に 10µF 6.3V セラ
ミック・コンデンサ（X5R または X7R）を置くと、出力
電圧のリップルを非常に低くすることができ、過渡応答
も良好になります。他のタイプおよび値のものを使用す
ることもできます。出力リップルと過渡応答のパフォー
マンスを比較、検討してそれらの値を決定する方法を以
下に説明します。
出力コンデンサによってインダクタ電流にフィルタがか
けられ、低電圧リップルの出力を得ることができます。
コンデンサによってエネルギーを蓄え、過渡負荷を満足
させるとともに、LT3513 の制御ループを安定させます。
LT3513 は、高周波数で動作するため、最小限の出力コ
ンデンサが必要です。さらに制御ループは、出力コンデ
ンサ直列抵抗（ESR）があってもなくても十分に動作し
ます。したがって、非常に低い出力リップルと小さな回
路サイズを実現するセラミック・コンデンサはオプショ
ンになります。
出力リップルは、次式で 推測することができます。
∆IL
VRIPPLE =
（セラミック・コンデンサの場合）
8 • f • COUT
VRIPPLE = ΔIL • ESR（電極コンデンサ（タンタルおよび
アルミニウム）の場合）
ここで、ΔIL は、インダクタのピーク・トゥ・ピーク・リッ
プル電流です。このリップルの RMS 成分は、非常に少
ないため、出力コンデンサの RMS 電流定格は通常、無
視します。次式で推測することができます。
IC(RMS) =
∆IL
ループの安定性と過渡応答は、C OUT の値に依存するた
め、この損失は許容できるものではありません。X7R お
よび X5R タイプを使用するようにしてください。電極
コンデンサもオプションとして考えられます。多くのア
ルミニウム電極コンデンサの ESR は、低出力リップル
を得るには大きすぎます。電源用としてタンタル・コ
ンデンサおよびより新しい ESR の低い有機電極コンデ
ンサが適切で、メーカごとに ESR が規定されています。
所定の出力リップルに応じて ESR が十分に低いコンデ
ンサを選択してください。コンデンサの容量によって
ESR が決定付けられるため、同じリップル性能を持つセ
ラミック・コンデンサよりサイズも値も大きくなります。
メリットの 1 つは、容量の大きなコンデンサほど負荷電
流の大きな変化に対して過渡応答がよいことです。表 2
に代表的なコンデンサ・メーカを示します。
表2. 低ESRの表面実装コンデンサ
メーカ
太陽誘電
AVX
Kemet
三洋
パナソニック
TDK
12
出力コンデンサのもう 1 つの制約条件は、インダクタよ
り大きなエネルギーを蓄えておく必要があるという点で
す。インダクタの蓄積エネルギーが出力に移動すると、
その結果として電圧ステップは、レギュレーション電圧
に比べて小さな値にする必要があります。5% のオーバー
シュートの場合、出力コンデンサの条件は次式のように
なります。
 I

COUT > 10 • L •  LIM 
V
 OUT 
量の大きなコンデンサの多くは、温度が高くなり、電圧
係数が高くなると、誘電性が悪くなります。特に Y5V
および Z5U タイプは、印加された状態で極端に高い温
度になると、かなりの容量が失われます。
2
低 ESR と小型セラミック・コンデンサは、LT3513 のア
プリケーションとして好ましいタイプです。しかし、セ
ラミック・コンデンサはすべて同じではありません。容
タイプ
セラミック
セラミック
タンタル
タンタル
タンタル 有機
アルミ 有機
タンタルまたはアル
ミ 有機
アルミ 有機
セラミック
シリーズ
X5R、X7R
X5R、X7R
TPS
T491、T494、T495
T520
A700
POSCAP
SP CAP
X5R、X7R
ダイオードの選択
キャッチ・ダイオード（図 1 の D1）は、スイッチ・オフ
時にのみ電流を流します。通常動作時の平均順方向電流
は、次式から計算することができます。
ID(AVG) =IOUT
VIN – VOUT
VIN
通常動作時に必要以上に大きな電流定格のダイオードを
検討する唯一の理由は、出力短絡時のワースト・ケース
を想定したときのためです。そのとき、
ダイオード電流は、
標準的なピーク・スイッチ電流にまで増加します。ピー
ク逆電圧は、レギュレータ入力電圧と等価になります。
3513fb
14
LT3513
動作
入力電圧より大きな逆電圧定格を持つダイオードを使用
します。表 3 にショットキー・ダイオードとそれらのメー
カを示します。
表3. ショットキー・ダイオード
製品番号
VR (V)
IAVE (A)
VF@1A (mV)
MBRM120E
20
1
530
MBRM140
40
1
550
MBRS240
40
2
MBRA340
40
3
VF@2A (mV)
On Semiconductor
V

R3 = R4  OUT – 1
 1.25 
バイアス電流エラーを防ぐために、R4 は 10kΩ 以下にし
てください。
負出力電圧の安定化
LT3513 には、ゲイン 1 の反転オペ・アンプが搭載され
ています。NFB4 ピンは、他の FB ピンと同じように機
能します。抵抗を次式にしたがって選択します。
450
R6 =
Diodes Inc.
B120
20
1
500
B240
40
2
500
B340A
40
3
450
VOUT • R5
– R5
1.25
バイアス電流エラーを防ぐために、R5 は 2.5kΩ 以下に
してください。
–VOUT
昇圧ピン検討事項
LT3513 アプリケーションの最小動作電圧は、約 4V の
低電圧ロックアウトと最大デューティ・サイクルによっ
て制約を受けます。適切な起動に必要な最小入力電圧は
昇圧回路によっても制約を受けます。出力がすでに安
定しているときに入力電圧がゆっくり立ち上がったり、
LT3513 がオンになると、昇圧コンデンサがフルに充電
されないことがあります。昇圧コンデンサはインダクタ
に蓄積されたエネルギーで充電されるため、昇圧回路が
正常に動作するためには、回路はある程度最小負荷電流
に依存しています。この最小負荷は、入出力電圧に依存
しています。最小負荷電流が 3.3V 出力の入力電圧の関
数として立ち上がるプロット図を「標準性能特性」のグ
ラフに示します。回路がいったん立ち上がると、最小負
荷電流は通常、ゼロになります。出力負荷電流がなくて
も、多くの場合、放電された出力コンデンサによって負
荷がスイッチャに提供され、それによって起動します。
インバータ/昇圧の検討事項
正出力電圧の安定化
出力電圧は、出力と FB ピン間の抵抗分割器によって設
定されます。抵抗を次式にしたがって選択します。
R6
NFB4
22
R5
3513 A2
デューティ・サイクルの範囲
LT3513 スイッチング・レギュレータの最大デューティ・
サイクル（DC）は、SW2 では 75%、SW3 と SW4 では
84% です。昇圧またはチャージ・ポンプのトポロジを使
用した所定のアプリケーションのデューティ・サイクル
は、次式で求めます。
DC =
VOUT – VIN
VOUT
インバータまたは SEPIC を使用した所定のアプリケー
ションのデューティ・サイクルは、次式で求めます。
DC =
VOUT
VIN + VOUT
上式で求めたデューティ・サイクルが最大値より大きい
アプリケーションの場合でも LT3513 を使用することが
できます。ただし、実際のデューティ・サイクルが小さ
くなるようにデバイスは不連続モードで動作させる必要
があります。
3513fb
15
LT3513
動作
インダクタの選択
LT3513 に最適なインダクタとそのメーカおよびタイプ
を表 1 に示します。詳細な情報および関連部品のフル・
ラインナップはそれぞれのメーカにご確認ください。最
良の効率を得るには、フェライト・コア・インダクタを
使用します。1MHz を超える周波数では、フェライト・
コアを使用したほうが鉄粉よりもコアの損失が大幅に
少ないためです。ほとんどの LT3513 昇圧およびチャー
ジ・ポンプ設計では、10µH ∼ 22µH のインダクタが最
良の選択です。飽和せずにスイッチ電流をすべて伝える
ことのできるインダクタを選択してください。反転レ
ギュレータおよび SEPIC レギュレータには、結合イン
ダクタまたは個別で 2 つのインダクタを選択することが
できます。結合インダクタを使用するときは、飽和せず
に少なくともスイッチ電流に対応できるものを選択して
ください。非結合インダクタを使用するときは、各イン
ダクタは全スイッチ電流の約半分を処理できるだけで十
分です。ほとんどの LT3513 の反転および SEPIC 設計で
は、通常、4.7µH ∼ 15µH の結合インダクタか、10µH ∼
22µH の非結合インダクタ 2 つで最良の選択となります。
出力コンデンサの選択
出力には、低 ESR（等価直列抵抗）コンデンサを使用し
て出力リップル電圧を最小限に抑えます。多層セラミッ
ク・コンデンサは ESR が極めて低く、非常に小型化さ
れたパッケージもあるため、選択肢としては優れていま
す。誘電体としては、X7R、それに引き続くものとして
X5R を推奨します。これらは広い電圧範囲と温度範囲に
わたって容量を保持します。ほとんどの LT3513 アプリ
ケーションには、10µF ∼ 22µF の出力コンデンサで十分
です。|VOUT| > 20V または |IOUT| < 100mA の出力の場合
は、さらにそれより少ない容量で済む場合もあります。
固体タンタルまたは OS-CON コンデンサでもよいのです
が、ボード上の占有面積が増え、セラミック・コンデン
サよりも ESR が高くなります。必ず十分な電圧定格の
コンデンサを使用してください。
ダイオードの選択
LT3513 のスイッチャ 2 とスイッチャ 4 との併用時には、
ショットキー・ダイオードを推奨します。スイッチャ
3 用のショットキー・ダイオードは LT3513 に内蔵され
ています。スイッチャ 2 とスイッチャ 4 のダイオード
は、負荷電流よりも大きな平均電流に対応し、最大ダイ
オード電圧に対応した定格のものを選択します。昇圧お
よび SEPIC 設計の平均ダイオード電流は、負荷電流と等
価です。チャージ・ポンプ構成の 2 つのダイオードはそ
れぞれ負荷電流相当の平均ダイオード電流を流します。
チャージ・ポンプのグランド接続ダイオードは、LT3513
に内蔵されています。昇圧およびチャージ・ポンプ構成
の最大ダイオード電圧は、|V OUT | と等価です。SEPIC お
よび反転構成の最大ダイオード電圧は、
VIN + |VOUT| です。
入力コンデンサの選択
LT3513 回路の入力を X7R または X5R タイプの 4.7µF 以
上のセラミック・コンデンサでバイパスします。バルク
電極コンデンサによる追加バイパスがあるか、入力ソー
ス・インピーダンスが低い場合は、値の小さなまたは安
価な Y5V タイプを使用することもできます。入力コン
デンサの検討事項を以下にやや詳細に説明します。降圧
レギュレータは、入力電源から急峻な立ち上がり、立ち
下がり時間のパルスで電流を引き込みます。LT3513 に
生じる電圧リップルを低減し、強制的にこのスイッチン
グ電流を高密度ローカル・ループに入れ、EMI を最小限
にするには入力コンデンサが必要です。これを効率的に
行うには、入力コンデンサにはスイッチング周波数に同
期した低インピーダンスが必要で、適切なリップル電流
定格である必要があります。入力コンデンサ RMS 電流
は、次式に示すように降圧出力電圧、出力電流、入力電
圧から計算することができます。
CIN(RMS) =IOUT
VOUT ( VIN – VOUT )
VIN
<
IOUT
2
この値は、VIN = 2VOUT 時に最大になります（50% デュー
ティ・サイクル時）。他のチャネルからのリップル電流は
最小限になります。スイッチャ 1 からの最大負荷電流が約
3A であることを考慮すると、RMS リップル電流は、1.5A
未満になります。LT3513 が高周波数に対応しているため、
入力コンデンサのエネルギー蓄積条件が低減され、必要
容量が 10µF 未満で済みます。セラミック・コンデンサに
おける小型サイズと低インピーダンスの組み合わせ（低
ESR）の選択が推奨されます。低 ESR の結果、電圧リップ
ルが非常に小さくなります。セラミック・コンデンサは、
同じ容量の他のコンデンサ・タイプのものに比べ、より大
きなリップル電流に対応することができます。X5R および
3513fb
16
LT3513
動作
X7R タイプを使用してください。大容量のセラミック・コ
ンデンサに代わるものとして、小容量のものを大容量の電
解コンデンサと併用する方法があります。たとえば、1µF
セラミック・コンデンサと低 ESR のタンタル・コンデン
サを併用します。電解コンデンサの場合、ESR とリップル
電流の条件に合致するには、10µF を超える容量が必要に
なります。電源を投入すると、入力コンデンサには大量の
突入電流が生じるため、適切な突入電流定格があれば、タ
ンタル・コンデンサだけを検討してください。メーカは、
コンデンサの定格電圧未満の動作も推奨しています。最適
なノイズ・イミュニティを実現するために、1µF セラミッ
ク・コンデンサをできるだけ V IN と GND ピンの近くに配
置してください。
入力部でのセラミック・コンデンサの使用についても注
意が必要です。セラミック入力コンデンサが漂遊インダ
クタンスと組み合わさって共鳴タンク回路を形成するこ
とがあります。電源を急速に投入すると（回路を通電し
た電源に接続するなど）、このタンクがリンギングを生
じ、入力電圧が倍になって LT3513 を損傷することがあ
ります。これの解決には、セラミック・コンデンサと並
列に損失性コンデンサ（電解コンデンサ）を追加して入
力電圧をクランピングするか、タンク回路を減衰する
方法があります。詳細は、「アプリケーション・ノート
No.88」をご覧ください。
ソフトスタートとシャットダウン
RUN-SS1（実行 / ソフトスタート）ピンを使用してスイッ
チング・レギュレータと内部バイアス回路をシャットダ
ウン・モードにします。これはまた、RUN-SS2 および
RUN-SS3/4 とともにソフトスタート機能を提供します。
RUN-SS1 ピンをグランドにプルすると、LT3513 はシャッ
トダウン・モードとなり、レギュレータがすべてオフ
になるとともに消費電流が約 30µA に減少します。内部
2µA 電流源が、RUN-SS1、RUN-SS2、RUN-SS3/4 ピンで
プルアップします。RUN-SS1 ピンが約 0.6V に達すると、
内部バイアス回路が起動し、消費電流が通常レベルに上
昇します。
RUN-SS1、RUN-SS2 または RUN-SS3/4 ピンのコンデン
サがグランドに接続されていると、内部プルアップ電
流によってこれらのピンに電圧ランプが生成されます。
この電圧は V C ピンをクランプし、ピーク・スイッチ電
流を制限するとともに起動時の入力電流を制限します。
RUN-SS1 ピンが VC1、RUN-SS2 ピンが VC1、RUN-SS3/4
ピンが V C3 と V C4 ピンをそれぞれクランプします。ソ
フトスタート・コンデンサの最適値は、COUT/10,000 です。
ここで、COUT は、最大出力コンデンサの容量です。
VON ピンの検討事項
V ON ピンは、スイッチング・レギュレータ 3 の遅延出力
です。C T ピンが 1.1V になると、出力切断 PNP がオンと
なり、V ON を E3 に接続します。V ON ピンは電流制限さ
れており、LT3513 と入力源が短絡出力から保護されます。
VON ピン出力も VON_CLK ピンから制御されます。VON_CLK
が "L" のときは、V ON 出力は、C T ピンが 1.1V を超える
とオンになります。V ON_CLK が "H" で、1.5V を超える
と、V ON 出力がオフとなり、V ONSINK オープン・コレ
クタ・デバイスがオンになります。V ONSINK ピンが抵抗
を通して V ON に接続されていると、V ON 電圧が高電圧
V ON_CLK とともに減衰します。V ON_CLK が水平スキャ
ニング周波数に同期して、LCD 画像品質が改善されます。
低損失電圧リニア・レギュレータ
LT3513 は、外部 NPN トランジスタ LDO をドライブす
る出力を装備しており、低電圧ロジック供給電圧を提供
します。この出力は、NPN のベースに 10mA 電流を供
給することができます。LDO の出力は、FB5 ピンによっ
て制御されます。抵抗値を次式にしたがって選択します。
 V

R8 = R7  LDO – 1
 0.625V 
バイアス電流エラーを防ぐために、R8 は 10kΩ 以下にし
てください。
LDO の内部補償は、2.2µF ∼ 20µF の値の低 ESR セラ
ミック・コンデンサに依存しています。誘電体として
は、X7R、それに引き続くものとして X5R を推奨します。
これらは広い電圧範囲と温度範囲にわたって容量を保持
します。
3513fb
17
LT3513
動作
プリント基板のレイアウト
正常動作を実現し、EMI を最小限に抑えるには、プリ
ント基板（PCB）のレイアウトには注意が必要です。降
圧レギュレータ回路における大電流経路を図 3 に示しま
す。降圧レギュレータでは、大量のスイッチングされた
電流が電源スイッチ、キャッチ・ダイオード、入力コン
デンサ内を流れます。昇圧レギュレータでは、大量のス
イッチングされた電流が電源スイッチ、スイッチング・
ダイオード、出力コンデンサ内を流れます。SEPIC およ
び反転レギュレータでは、大量のスイッチングされた電
流が電源スイッチ、スイッチング・ダイオード、タンク・
コンデンサ内を流れます。スイッチングされた電流経路
の部品によって形成されるループは、できる限り、小さ
くする必要があります。これらの部品は、インダクタや
出力コンデンサとプリント基板の同じ側に配置し、同じ
層で接続してください。これらの部品の下にローカルで
連続的なグランド・プレーンを配置し、このグランド・
プレーンを 1 点、理想的には出力コンデンサ C2 のグラ
VIN
ンド端子でシステム・グランドに接続します。さらに、
SW および BOOST ノードは、できるだけ小さくします。
熱に関する検討事項
LT3513 を冷却するのに、PCB にヒート・シンクを設け
ます。パッケージ底面の露出パッドは、グランド・プ
レーンに半田付けします。このグランドは、下位にある
他の銅の層にサーマル・ビア経由で接続します。LT3513
によって消費された熱がこれらの層で放熱されます。
キャッチ・ダイオードの近くには、ビアを追加します。
最上層と最下位層にさらに銅を追加し、これらの銅をビ
アを通して内部プレーンと接続するとさらに熱抵抗を削
減することができます。これらの対策をとることで、ダ
イ（または接合部）から周囲への熱抵抗を qJA = 25℃以
下に低減することができます。100LFPM の通風で、こ
の熱抵抗をさらに 25% 落とすことができます。通風量
をさらに増やすことでさらに熱抵抗を下げることができ
ます。
SW
GND
(3a)
VIN
SW
GND
(3b)
VSW
VIN
IC1
C1
L1
SW
D1
GND
(3c)
C2
3519 F03
図4. PCB最上面のレイアウト
図3.（3a）
スイッチオフ時の電流からスイッチオン時の電流を差し
引く、
（3b）高周波数スイッチング電流の経路表示、
（3c）
このループ
を小型化。SWとBOOSTノードの電圧もスイッチング可能。
これらの
ノードは可能な限り、小さくしてください。回路がローカル・グラン
ド・プレーンでシールドされていることを確認。
3513fb
18
LT3513
パッケージ寸法
UHFパッケージ
38ピン・プラスチックQFN（5mm×7mm）
(Reference LTC DWG # 05-08-1701 Rev C)
0.70 p 0.05
5.50 p 0.05
5.15 ± 0.05
4.10 p 0.05
3.00 REF
3.15 ± 0.05
パッケージの
外形
0.25 p 0.05
0.50 BSC
5.5 REF
6.10 p 0.05
7.50 p 0.05
推奨する半田パッド･レイアウト
半田されていない部分に半田マスクをかける
5.00 p 0.10
0.75 p 0.05
ピン1ノッチ
R = 0.30 TYPまたは
0.35 s 45oの面取り
3.00 REF
37
0.00 – 0.05
38
0.40 p0.10
ピン1の
トップ・マーキング
(NOTE 6)
1
2
5.15 ± 0.10
5.50 REF
7.00 p 0.10
3.15 ± 0.10
(UH) QFN REF C 1107
0.200 REF 0.25 p 0.05
0.50 BSC
注記:
1. 図面はJEDECのパッケージ外形M0-220の
バリエーションWHKDに適合
2. 図は実寸とは異なる
3. すべての寸法はミリメートル
R = 0.125
TYP
R = 0.10
TYP
露出パッドの底面
4. パッケージの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0.20mmを超えないこと
5. 露出パッドは半田メッキとする
6. 網掛けの部分はパッケージのトップとボトムのピン1の位置の参考に
過ぎない
3513fb
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。
19
LT3513
関連製品
製品番号
説明
注釈
LT3003
3チャネルLED安定抵抗、PWM輝度制御
VIN: 3V∼48V、IQ = 3,000:1 True Color PWM™、ISD < 5µA、
MSOP10パッケージ
LT3465/LT3465A
固定電流、1.MHz/2.7MHz、高効率白色LED昇圧
レギュレータ、
内蔵ショットキー・ダイオード付き
VIN: 2.7V∼16V、VOUT(MAX) = 34V、IQ = 1.9mA、ISD < 1µA、
ThinSOT™ パッケージ
LT3466/LT3466-1
デュアル固定電流、2MHz高効率白色LED昇圧
レギュレータ、
内蔵ショットキー・ダイオード付き
VIN: 2.7V∼24V、VOUT(MAX) = 40V、IQ = 5mA、ISD < 16µA、
3mm × 3mm DFN10パッケージ
LT3474
36V、1A (ILED)、2MHz降圧LEDドライバ
LT3475
デュアル1.5A (ILED)、36V、2MHz降圧LEDドライバ
VIN: 4V∼36V、VOUT(MAX) = 13.5V、IQ = 400:1 True Color PWM、
ISD < 16µA、TSSOP16Eパッケージ
LT3476
クワッド出力1.5A、2MHz大電流LEDドライバ、
1,000:1輝度制御
LT3478/LT3478-1
42V、4.5A (ISW)、2.25MHz、LEDドライバ、
3,000:1 True Color PWM輝度制御
VIN: 2.8V∼36V、VOUT(MAX) = 42V、IQ = 6.1mA、ISD < 3µA、
TSSOP16Eパッケージ
LT3486
デュアル1.3A、2MHz大電流LEDドライバ
VIN: 2.5V∼24V、VOUT(MAX) = 36V、IQ = 1,000:1 True Color PWM、
ISD < 1µA、5mm × 3mm DFN、TSSOP16Eパッケージ
LT3491
固定電流、2.3MHz、高効率白色LED昇圧レギュレータ、 VIN: 2.5V∼12V、VOUT(MAX) = 27V、IQ = 2.6mA、ISD < 8µA、
内蔵ショットキー・ダイオード付き
2mm × 2mm DFN6、SC70パッケージ
LT3494/LT3494A
40V、180mA/350mAマイクロパワー低ノイズ昇圧
コンバータ、
出力切断
LT3497
デュアル2.3MHz、
フル機能LEDドライバ、
内蔵ショット VIN: 2.5V∼10V、VOUT(MAX) = 32V、IQ = 6mA、ISD < 12µA、
キー・ダイオードおよび250:1 TrueColor PWM輝度制 3mm × 2mm DFN10パッケージ
御機能
LT3498
2.3MHz、20mA LEDドライバおよびOLEDドライバ、 VIN: 2.5V∼12V、VOUT(MAX) = 32V、IQ = 1.65mA、ISD < 9µA、
内蔵ショットキー・ダイオード
3mm × 2mm DFN12パッケージ
LT3591
固定電流、1MHz、高効率白色LED昇圧レギュレータ、 VIN: 2.5V∼12V、VOUT(MAX) = 40V、IQ = 4mA、ISD < 9µA、
内蔵ショットキー・ダイオードおよび80:1 True Color
3mm × 2mm DFN8パッケージ
PWM輝度制御
LT3595
16チャネル48V、2MHz降圧モードLEDドライバ、
3000:1 True Color PWM輝度制御
VIN: 4V∼36V、VOUT(MAX) = 13.5V、IQ = 3,000:1 True Color PWM、
ISD < 1µA、TSSOP20Eパッケージ
VIN: 2.8V∼16V、VOUT(MAX) = 36V、IQ = 1,000:1 True Color PWM、
ISD < 10µA、5mm × 7mm QFN10パッケージ
VIN: 2.3V∼16V、VOUT(MAX) = 40V、IQ = 65µA、ISD < 1µA、
3mm × 2mm DFN8パッケージ
VIN: 4.5V∼50V、IQ = 3,000:1 True Color PWM、ISD < 3µA、
5mm × 9mm QFN56パッケージ
True Color PWMおよびThinSOTは、
リニアテクノロジー社の商標です。
3513fb
20
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8F
TEL 03- 5226-7291 ● FAX 03-5226-0268 ● www.linear-tech.co.jp
LT 0309 REV B • PRINTED IN JAPAN
 LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2008