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LT3669/LT3669-2 - Linear Technology
LT3669/LT3669-2 特長 n n n n n n n n n n 概要 LT®3669は、降圧スイッチング・レギュレータと低ドロップアウト・ リニア・レギュレータを内蔵した産業用トランシーバです。起動 検出機能だけでなく、 プログラム可能なパワーオン・リセット・タイ マも内蔵しています。 トランスミッタの電流制限およびスルーレー トは外部調整可能なので、EMC性能の最適化に対応します。 IO-Link® 物理層（PHY）互換（COM1/COM2/COM3） ケーブル・インタフェース保護電圧：最大 60V 7.5V ∼ 40Vで動作 降圧スイッチング ･レギュレータ内蔵 n 最大負荷電流：100mA （LT3669）/ 300mA（LT3669-2） n 同期可能で調整可能なスイッチング周波数： 250kHz ～ 2.2MHz n 出力電圧：0.8V ～ 16V 150mA LDOリニア・レギュレータ内蔵 調整可能なスルーレートと電流制限を備えた 堅牢なライン・ドライバ 適応型ライン・ドライバ・パルス制御方式により 重負荷を安全に切り替え プッシュプル、プルアップ、またはプルダウンとして 構成可能なドライバ 調整可能なパワーオン・リセット・タイマ 熱特性が改善された4mm×5mmの 小型 28ピンQFN パッケージ ライン・ドライバが供給できるソース電流/シンク電流はそれぞ れ最大250mAであり、互いに接続した場合は最大500mAで、 最小残留電圧は2.1V 未満です。内蔵の適応型パルス制御方 式により、ドライバは重い容量性負荷や白熱電球を安全に切 り替えることができます。サーマル・シャットダウンにより、保 護機能が強化されます。ライン・インタフェース・ピンでの電源 保護電圧が 60Vなので、L+ピンでの動作電圧が最大 40V の場合、標準的なTVSダイオードを使用できます。 LT3669（負荷電流は最大 100mA）ではスイッチング ･レギュ レータにキャッチ・ダイオードが内蔵されていますが、LT3669-2 （負荷電流は最大 300mA）では外付けのキャッチ・ダイオー ドが必要です。 LT3669は、IO-Linkデバイスの物理層 （PHY） を実装しています。 IO-Linkマスタの設計については、 LTC2874を参照してください。 アプリケーション n 降圧レギュレータと LDOを内蔵した IO-Linkトランシーバ 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。Hot Swapはリニアテクノロジ ー 社の商 標です。IO-LinkはPROFIBUS User Organization（PNO）の登録商標です。その他すべての商標の所有権は、それぞれの所有者 に帰属します。 産業用センサおよびアクチュエータ 標準的応用例 82µH LDOIN 0.1µF 0.1µF SW CPOR BST SYNC RT SR ILIM RESET RST LDO I/O SC1 FBLDO I/O SC2 AGND I/O WAKE I/O RXD1 DIO I/O TXEN1 EN/UVLO I/O TXD1 I/O TXEN2 Q2 I/O TXD2 CQ1 µC 10.2k TXD1 5V/DIV 10µF 38.3k 0V RXD1 5V/DIV tRST = 12.5ms fSW = 600kHz 0V 42.2k 14k CQ1 5V/DIV 3.3V 100mA 4.42k 1µF 10µs/DIV VL+, 7.5V TO 40V TRANSIENT TO 60V L+ GND 動作波形 5V 100mA 53.6k LT3669 FBOUT BD 250mA 470pF 4.7µF 36692 TA01b 1 250mA 470pF (RXD1 PULL-UP RESISTOR = 10k) 0V 2 4 3 36692 TA01a 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 3669f 1 LT3669/LT3669-2 絶対最大定格 （Note 1 および 2） L+、EN/UVLOの電圧（Note 3）................................ –60V ～ 60V CQ1、Q2の電圧 .......................................................–60V ～ 60V （L+ - CQ1 間）、 （L+ - Q2 間） の電圧 ........................–60V ～ 60V DIO、LDOIN の電圧（Note 3）.................................. –0.3V ～ 60V DIOとL+の電圧差 ............................................................... 90V BSTの電圧 ........................................................................... 50V BSTとSWの電圧差 ............................................................. 30V BDの電圧............................................................................. 30V LDOの電圧 ............................................................................ 8V LDOとLDOIN の電圧差 ....................................................... 0.3V FBOUT、FBLDO、SYNCの電圧 .................................................. 6V CPOR、RT、ILIMの電圧 ......................................................... 3V SR、TXEN1、TXD1、TXEN2、TXD2の電圧 ............................ 30V SC1、SC2、WAKE、RST、RXD1の電圧 ................................. 30V 動作接合部温度範囲（Note 4および 5） LT3669E ......................................................... –40°C ～ 125°C LT3669I.......................................................... –40°C ～ 125°C LT3669H ........................................................ –40°C ～ 150°C 保存温度範囲................................................... –65°C ～ 150°C ピン配置 LT3669 LT3669-2 28 27 26 25 24 23 AGND SYNC SR ILIM CPOR RST AGND TOP VIEW SYNC SR ILIM CPOR RST TOP VIEW 28 27 26 25 24 23 SC1 1 22 RT SC1 1 22 RT SC2 2 21 FBOUT SC2 2 21 FBOUT WAKE 3 20 FBLDO WAKE 3 19 LDO RXD1 4 29 GND RXD1 4 TXEN1 5 20 FBLDO 29 GND 19 LDO TXEN1 5 18 LDOIN 18 LDOIN TXD1 6 17 BD TXD1 6 TXEN2 7 16 BST TXEN2 7 16 BST TXD2 8 15 SW TXD2 8 15 SW DA DIO EN/UVLO L+ Q2 CQ1 9 10 11 12 13 14 GND DIO EN/UVLO L+ Q2 CQ1 9 10 11 12 13 14 17 BD UFD PACKAGE 28-LEAD (4mm × 5mm) PLASTIC QFN UFD PACKAGE 28-LEAD (4mm × 5mm) PLASTIC QFN θJA = 44°C/W, θJC = 8°C/W EXPOSED PAD (PIN 29) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB θJA = 44°C/W, θJC = 8°C/W EXPOSED PAD (PIN 29) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB 3669f 2 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 発注情報 無鉛仕上げ 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 LT3669EUFD#PBF LT3669EUFD#TRPBF 3669 28-Lead (4mm×5mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LT3669IUFD#PBF LT3669IUFD#TRPBF 3669 28-Lead (4mm×5mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LT3669HUFD#PBF LT3669HUFD#TRPBF 3669 28-Lead (4mm×5mm) Plastic QFN –40°C to 150°C LT3669EUFD-2#PBF LT3669EUFD-2#TRPBF 36692 28-Lead (4mm×5mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LT3669IUFD-2#PBF LT3669IUFD-2#TRPBF 36692 28-Lead (4mm×5mm) Plastic QFN –40°C to 125°C LT3669HUFD-2#PBF LT3669HUFD-2#TRPBF 36692 28-Lead (4mm×5mm) Plastic QFN –40°C to 150°C さらに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。 非標準の鉛仕上げの製品の詳細については、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。 無鉛仕上げ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。 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 Cでの値。VL+ = 24V、VEN/UVLO = 24V。 （Note 4） SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN L+ Undervoltage Lockout Threshold VL+ Rising l L+ Overvoltage Lockout Threshold VL+ Rising l Shutdown Current from L+ VEN/UVLO = 0.4V Quiescent Current from L+ Not Switching TYP MAX UNITS 6.4 7.5 V 43 45 V 1.15 1.65 mA 4 6 mA 794 811 mV –15 –100 nA 電源 VOVTH 40.5 スイッチング・レギュレータ VFBOUT Switching Regulator Feedback Voltage l FBOUT Pin Bias Current FBOUT Pin Voltage = 800mV FBOUT Voltage Line Regulation 7.5V < VL+ < 40V Switching Frequency RT = 5.36k RT = 19.1k RT = 107k Minimum Switch Off-Time RT = 19.1k Foldback Frequency RT = 19.1k, FBOUT = 0V Switch Current Limit (Note 6) LT3669 LT3669-2 Switch VCESAT (VDIO – VSW) ISW = –100mA (LT3669) ISW = –300mA (LT3669-2) 777 l 0.005 1.94 0.88 219 l 2.28 1.04 258 2.62 1.20 297 MHz MHz kHz 130 210 ns 115 l l 240 480 325 650 0.01 ISW = –100mA (LT3669) Catch Schottky Diode Current Limit to Stop Internal Oscillator LT3669 LT3669-2 Reverse Protection Diode Forward Voltage Drop IDIO = –100mA (LT3669) IDIO = –300mA (LT3669-2) Reverse Protection Diode Reverse Leakage kHz 410 820 330 550 Switch Leakage Current Catch Schottky Diode Forward Voltage Drop %/V mV mV 2 720 140 330 200 450 µA mV 260 570 720 840 0.01 mA mA mA mA mV mV 2 µA Boost Schottky Diode Forward Voltage Drop IBST = –6mA (LT3669) IBST = –15mA (LT3669-2) 700 750 Boost Schottky Diode Reverse Leakage VBST – VBD = 24V 0.01 2 µA 1.4 1.8 V Minimum BST Voltage (Note 7) mV mV 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 3 LT3669/LT3669-2 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 Cでの値。VL+ = 24V、VEN/UVLO = 24V。 （Note 4） SYMBOL PARAMETER CONDITIONS BST Pin Current ISW = –100mA (LT3669) ISW = –300mA (LT3669-2) MIN SYNC Threshold Voltage 0.5 SYNC Input Frequency 0.3 EN/UVLO Threshold Voltage VEN/UVLO Rising EN/UVLO Pin Hysteresis TYP MAX UNITS 5.25 10.5 7.5 15 mA mA 0.9 1.5 V 2.2 MHz l 1.44 1.5 1.56 V l 50 75 100 mV l 777 794 811 mV –20 –100 LDOリニア・レギュレータ VFBLDO LDO Feedback Voltage FBLDO Pin Bias Current FBLDO Pin Voltage = 800mV FBLDO Voltage Line Regulation 7.5V < VL+ < 40V, VL+ – VLDO > 4V LDO Current Limit l 0.005 nA %/V l 151 180 235 mA 15 LDO Current Limit Foldback VLDOIN = 40V, VLDO = 0V l 35 55 mA LDO Dropout Voltage LDO Load Current = 25mA LDO Load Current = 150mA l 60 340 90 mV mV l 150 175 µA LDO Minimum Load Current パワーオン・リセット VRSTTH Reset Threshold as % of VFBOUT (VFBLDO) FBOUT (FBLDO) Pin Voltage Falling (Figure 6) l 90.4 92.7 95 % tRST Reset Timeout Period CPOR = 100nF, RST RPU = 100k (Figure 6) l 10 12.5 15 ms tUV UV Detect to RST Asserted Step VFBOUT (VFBLDO) from 0.9V to 0.5V, RST RPU = 100k (Figure 6) l 11 24 37 µs °C ライン・ドライバのサーマル・シャットダウン Thermal Shutdown Threshold (Note 8) Junction Temperature TJ Increasing 125 140 155 Thermal Shutdown Threshold (Note 8) Junction Temperature TJ Decreasing 111 128 135 10 12 14 °C Thermal Shutdown Hysteresis (Note 8) ライン・ドライバ °C IQH DC Driver Current P-Switching Output (ON State) VILIM ≤ 0.3V, 7.5V < VL+ < 40V RILIM = 42.2k, 7.5V < VL+ < 40V l l 105 280 140 330 190 420 mA mA IQL DC Driver Current N-Switching Output (ON State) VILIM ≤ 0.3V, 7.5V < VL+ < 40V RILIM = 42.2k, 7.5V < VL+ < 40V l l 105 280 140 330 190 420 mA mA VRQH Residual Voltage High (VL+ to VCQ1,Q2) ICQ1,Q2 = –100mA ICQ1,Q2 = –250mA l l 1.15 1.5 1.65 2.1 V V VRQL Residual Voltage Low (VCQ1,Q2) ICQ1,Q2 = 100mA ICQ1,Q2 = 250mA l l 1.15 1.5 1.65 2.1 V V VRQH (VRQL) Pulsing Threshold VRQH (VRQL) Increasing 2.7 2.95 3.2 V 20 50 80 mV ±1.2 ±1.2 ±3 ±8 µA µA VRQH (VRQL) Pulsing Threshold Hysteresis レシーバ VTHH CQ1, Q2 Pin Leakage Current –40°C to 125°C, VTXENn < 0.4V –40°C to 150°C, VTXENn < 0.4V l l Input Threshold “H” VL+ > 18V (Figure 14) l 10.5 11.8 13 V VTHL Input Threshold “L” VL+ > 18V (Figure 14) l 8.0 9.6 11.2 V VHYS Input Hysteresis VL+ > 18V (Figure 14) l 1.8 2.2 2.6 V 3669f 4 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 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 Cでの値。VL+ = 24V、VEN/UVLO = 24V。 （Note 4） SYMBOL PARAMETER CONDITIONS WAKE, RXD1, SCn Pull-Down Output Current if Asserted VSCn = VWAKE = VRXD1 = 0.3V RST Pull-Down Output Current if Asserted VRST = 0.3V MIN TYP MAX UNITS l 0.7 1.05 mA l 0.2 0.3 mA 0.9 デジタルIO VIH TXDn, TXENn, SR Input High Voltage l VIL TXDn, TXENn, SR Input Low Voltage l V ILK TXDn, TXENn, SR Pin Input Leakage Current 0.1 CIN TXDn, TXENn, SR Pin Input Capacitance 2.5 0.4 V 1 µA pF スイッチング特性 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 Cでの値。VL+ = 24V、VEN/UVLO = 24V。 （Note 4） SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS ドライバとレシーバ fDTR tBIT Maximum Data Transfer Rate CCQ1,Q2 ≤ 4nF VSR ≤ 0.4V (for COM1/COM2) VSR ≥ 0.9V (for COM3) l l 38.4 230.4 kb/s kb/s Bit Time VSR ≤ 0.4V (for COM2) VSR ≥ 0.9V (for COM3) Rise Time CCQ1,Q2 ≤ 4nF (Figure 1) VSR ≤ 0.4V (for COM1/COM2) VSR ≥ 0.9V (for COM3) l l 1.6 0.26 5.2 0.869 µs µs CCQ1,Q2 ≤ 4nF (Figure 1) VSR ≤ 0.4V (for COM1/COM2) VSR ≥ 0.9V (for COM3) l l 2.1 0.34 5.2 0.869 µs µs CCQ1,Q2 ≤ 4nF (Figure 2) VSR ≤ 0.4V (for COM1/COM2) VSR ≥ 0.9V (for COM3) l l 3.3 0.72 6 1.3 µs µs tSKEWD = |tPHLD – tPLHD|, CCQ1,Q2 ≤ 4nF (Figure 2) VSR ≤ 0.4V (for COM1/COM2) VSR ≥ 0.9V (for COM3) l l 0.25 140 1.5 400 µs ns CCQ1,Q2 = 100pF, RPU = RPD = 10k (Figure 3) VSR ≤ 0.4V (for COM1/COM2) VSR ≥ 0.9V (for COM3) l l 3.4 0.8 6.1 1.4 µs µs CCQ1,Q2 = 100pF, RPU = RPD = 10k (Figure 3) VSR ≤ 0.4V (for COM1/COM2) VSR ≥ 0.9V (for COM3) l l 4 4 6 6 µs µs l 55 75 µs 1 µs 26.04 4.34 µs µs ドライバ tDR tDF tPHLD, tPLHD tSKEWD tZHD, tZLD tHZD, tLZD Fall Time Propagation Delay Skew Enable Time Disable Time tDWU Minimum Wake-Up Pulse Duration to Be Acknowledged RPU = RPD = 10k (Figure 7) WAKE Pull-Up Resistor = 5k tLZW Delay From Handshake Sequence Finished to WAKE High (Note 9) WAKE Pull-Up Resistor = 5k 0.3 Pulsing On-Time VRQH (VRQL) = 24V, Only CQ1 or Q2 Pulsing 320 µs 2.2 ms Pulsing Off-Time 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 5 LT3669/LT3669-2 スイッチング特性 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 Cでの値。VL+ = 24V、VEN/UVLO = 24V。 （Note 4） SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN Noise Suppression Time VSR ≤ 0.4V (for COM1/COM2) (Figure 5) VSR ≥ 0.9V (for COM3) (Figure 5) l l Propagation Delay RXD1 Pull-Up Resistor = 5k (Figure 4) VSR ≤ 0.4V (for COM1/COM2) VSR ≥ 0.9V (for COM3) l l tSKEWR = |tPHLR – tPLHR|, RXD1 RPU = 5k (Figure 4) VSR ≤ 0.4V (for COM1/COM2) VSR ≥ 0.9V (for COM3) l l TYP MAX UNITS 3.5/16 5/16 TBIT TBIT 4.6 1.45 6.5 2.1 µs µs 0.5 100 1.5 400 µs ns レシーバ tPHLR, tPLHR tSKEWR CCQI Receiver Skew CQ1 Pin Input Capacitance 1/16 1/16 20 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 を与える恐れがある。 Note 2：すべての電圧値はGNDを基準にしている。 デバイスのピンに流れ込む電流はすべて正。 デバイスのピンから流れ出す電流はすべて負。 pF Note 5：このデバイスは短時間の過負荷状態の間デバイスを保護するための過熱保護回路を 内蔵しているので、接合部温度が標準で140°Cより高い場合にライン・ドライバの電源がオフ になる。LDOおよびスイッチング ･レギュレータは標準で168°Cより高い接合部温度で電源が オフになる。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 を損なう恐れがある。 Note 3：L+、 EN/UVLO、 DIO、 およびLDOINピンの絶対最大電圧は、反復しない1秒間のトランジェ ント電圧の場合は60V、連続動作の場合は40Vである。 Note 6：設計か、静的テストとの相関によって保証されている電流制限値。高いデューティ・サ イクルではスロープ補償により電流制限値が低下する。 Note 4：LT3669Eは、0°C ～ 125°Cの接合部温度で性能仕様に適合することが保証されている。 –40°C ～ 125°C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。LT3669Iは–40°C ～ 125°Cの全動作接合部温度 範囲で保証されている。LT3669Hは–40°C ～ 150°Cの全動作接合部温度範囲で保証されてい る。ライン・ドライバの規格は、サーマル・シャットダウン温度より高い温度では適用されない。 Note 8：設計あるいは静的テストとの相関によって保証されているサーマル・シャットダウン。 Note 7：これは、NPN パワー・スイッチが完全に飽和するのを保証するために必要な昇圧コン デンサ両端の最小電圧である。 Note 9：ハンドシェイク・シーケンス：TXEN1を“L”に設定してからTXD1を切り替える。 3669f 6 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 標準的性能特性 FBLDO の帰還電圧 805 805 1.55 800 795 790 EN/UVLO PIN THRESHOLD (V) 1.60 785 800 795 790 785 780 –50 –25 0 780 –50 –25 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 0 36692 G01 L+ の過電圧ロックアウト UVLO (V) 42.5 L+ の電源電流、VEN/UVLO < 0.4V 1.2 VL+ RISING 6.5 VL+ FALLING 6.0 5.5 41.5 41.0 –50 –25 0 0 0.2 0 –50 –25 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 36692 G07 0 5 10 20 25 VL+ (V) 30 35 40 36692 G06 9 8 4 3 THERMAL SHUTDOWN 2 1 15 無負荷時の L+ の電源電流、 VEN/UVLO = VL+、VTXEN2 = 0V L+ SUPPLY CURRENT (mA) L+ SUPPLY CURRENT (mA) 1.2 0.4 0.4 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 5 VL+ = 24V 0.6 0.6 無負荷時の L+ の電源電流、 VEN/UVLO = VL+ L+ の電源電流、VEN/UVLO < 0.4V 0.8 0.8 36692 G05 36692 G04 1.0 1.0 0.2 5.0 –50 –25 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 36692 G03 L+ SUPPLY CURRENT (mA) VL+ RISING VL+ FALLING 0 1.4 42.0 L+ SUPPLY CURRENT (mA) 1.35 1.30 –50 –25 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 7.0 43.0 EN/UVLO FALLING 1.40 L+ の低電圧ロックアウト 44.0 1.4 1.45 7.5 43.5 EN/UVLO RISING 1.50 36692 G02 44.5 OVLO (V) EN/UVLOピンのしきい値 810 FEEDBACK VOLTAGE (mV) FEEDBACK VOLTAGE (mV) FBOUT の帰還電圧 810 FRONT PAGE APPLICATION VL+ = 24V VTXEN = 0V 0 –50 –25 0 VTXEN1 = 5V, VTXD1 = 0V 7 VTXEN1 = 5V, VTXD1 = 5V 6 5 VTXEN1 = 0V 4 3 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 36692 G08 2 5 10 15 20 25 VL+ (V) 30 35 40 36692 G09 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 7 LT3669/LT3669-2 標準的性能特性 パワーオン・リセットのしきい値 リセット・タイムアウト期間 94.O FBLDO 93.0 FBOUT 92.5 92.0 91.5 91.0 –50 –25 0 CPOR = 100nF 12.9 12.8 12.7 12.6 12.5 12.4 12.3 12.2 12.1 12.0 –50 –25 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 0 36692 G10 スイッチの電流制限 SWITCH CURRENT LIMIT (mA) LT3669 200 100 500 400 300 200 CURRENT LIMIT DC = 0% CURRENT LIMIT DC = 100% CATCH DIODE CURRENT LIMIT 100 0 300 250 200 150 100 50 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) BOOST DIODE FORWARD VOLTAGE (V) 8 7 6 5 4 3 2 1 300 36692 G16 0 50 300 36692 G15 1.0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 150 100 200 250 SWITCH CURRENT (mA) 逆流保護ダイオードの 順方向電圧 1.2 150 100 200 250 SWITCH CURRENT (mA) 350 昇圧ダイオードの順方向電圧 9 50 400 36692 G14 10 BST PIN CURRENT (mA) LT3669 0 –50 –25 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 DUTY CYCLE (%) 36692 G13 0.1 1 10 100 1000 10000 CPOR PIN CAPACITANCE, CPOR (nF) スイッチの電圧降下 LT3669-2 BSTピンの電流 0 0.1 36692 G12 REVERSE-PROTECTION DIODE VF (V) SWITCH CURRENT LIMIT (mA) 400 0 1 450 600 500 0 10 スイッチの電流制限 LT3669-2 300 100 0.01 0.01 700 600 リセット・タイムアウト期間 36692 G11 700 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) SWITCH VOLTAGE DROP, VCESAT (mV) POR THRESHOLD (%) 93.5 1000 RESET TIMEOUT PERIOD, tRST (ms) RESET TIMEOUT PERIOD, tRST (ms) 13.0 0 100 150 50 BOOST DIODE CURRENT (mA) 200 36692 G17 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 50 150 200 100 DIODE CURRENT (mA) 250 300 36692 G18 3669f 8 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 標準的性能特性 スイッチング周波数 VL+ = 24V RT = 38.3kΩ 周波数フォールドバック 700 2000 SWITCHING FREQUENCY (kHz) 620 FREQUENCY (kHz) スイッチング周波数 2200 610 600 590 580 SWITCHING FREQUENCY (kHz) 630 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 570 –50 –25 0 200 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 0 20 40 36692 G19 180 500 160 450 120 100 MINIMUM ON-TIME 80 60 40 20 0 300 200 100 400 250 200 TYPICAL MINIMUM 5 10 15 30 45 15 40 35 降圧レギュレータの 最大出力電流、VOUT = 3.3V 450 80 0.3 0.2 0.1 LT3669-2, L = 33µH 300 250 200 150 TYPICAL MINIMUM 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 CATCH DIODE CURRENT (mA) 36692 G25 0 5 10 15 f = 400kHz DIO PIN FLOATING 20 25 VL+ (V) 30 300 36692 G24 35 ALL LT3669 CURRENT INCLUDED f = 400kHz, VTXEN = 0V, VILIM = 0V DIO PIN FLOATING 60 50 40 30 LT3669, L = 82µH 100 150 100 200 250 BUCK LOAD CURRENT (mA) 70 350 EFFICIENCY (%) BUCK LOAD CURRENT (mA) 0.7 400 50 LT3669-2 VL+ : 12V 24V 36V 効率、VOUT = 3.3V 90 0.4 0 36692 G23 500 0.5 LT3669 VL+ : 12V 24V 36V 25 f = 600kHz DIO PIN FLOATING 20 25 VL+ (V) 55 35 LT3669, L = 82µH 100 65 0.8 0.6 ALL LT3669 CURRENT INCLUDED f = 600kHz, VTXEN = 0V, VILIM = 0V DIO PIN FLOATING 75 300 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 効率、VOUT = 5V LT3669-2, L = 33µH 150 100 200 300 400 500 600 700 800 FBOUT PIN VOLTAGE (mV) 36692 G21 350 キャッチ・ダイオードの順方向電圧 （LT3669 のみ） 0 0 36692 G20 85 36692 G22 CATCH DIODE FORWARD VOLTAGE (V) 400 95 50 BUCK LOAD CURRENT = 150mA 0 –50 –25 500 0 120 100 EFFICIENCY (%) MINIMUM OFF-TIME 140 80 600 降圧レギュレータの 最大出力電流、VOUT = 5V BUCK LOAD CURRENT (mA) SWITCH ON-TIME/SWITCH OFF-TIME (ns) スイッチの最小オン時間 / オフ時間 60 RT (kΩ) RT = 38.3kΩ 40 36692 G25 LT3669 VL+ : 12V 24V 36V 20 10 0 50 LT3669-2 VL+ : 12V 24V 36V 150 100 200 250 BUCK LOAD CURRENT (mA) 300 36692 G27 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 9 LT3669/LT3669-2 標準的性能特性 降圧レギュレータの 負荷レギュレーション 1.0 LT3669-2 f = 600kHz, L = 33µH REFERENCED TO VOUT AT 150mA LOAD 0.8 0.6 0.4 IOUT 200mA/DIV 10mA −0.4 −1.0 LT3669 FRONT PAGE APPLICATION REFERENCED TO VOUT AT 50mA LOAD 0 50 VOUT 200mV/DIV 100 150 200 250 BUCK LOAD CURRENT (mA) 400 100µs/DIV 300 LDO CURRENT LIMIT (mA) 300 250 200 150 ILOAD = 30mA 50 140 120 100 VLDOIN – VLDO = 24V 80 VLDOIN – VLDO = 30V 60 VLDOIN – VLDO = 40V 20 –50 –25 VLDO = 300mV VLDO = 400mV VLDO = 500mV VLDO = 600mV VLDO = 700mV 100 80 60 40 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 20 200 36692 G33 10 15 20 25 30 VLDOIN – VLDO (V) 35 40 36692 G32 VLDO 100mV/DIV −0.03 −0.04 −0.05 −0.06 ILDO 100mA/DIV −0.07 5mA 100µs/DIV −0.09 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 5 VLDO = 3.3V CLDO = 1µF −0.08 150 0 LDO の負荷トランジェント応答 −0.02 250 0 120 REFERENCED TO VLDO AT 0mA LOAD −0.01 300 100 –50 –25 140 LDO の負荷レギュレーション 0 LOAD REGULATION (%) LDO MINIMUM LOAD CURRENT (µA) 350 0 160 36692 G31 LDO の最小負荷電流 400 180 160 36692 G30 450 LDO の電流制限フォールドバック VLDOIN – VLDO = 5V 180 40 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 36692 G29 200 VL+ = 24V 200 ILOAD = 150mA 0 VOUT = 5V 36692 G28 220 0 –50 –25 LT3669 FRONT PAGE APPLICATION LDO の電流制限 LDO のドロップアウト電圧 100 VOUT = 5V 0 −0.2 −0.8 350 LT3669-2 COUT = 22µF f = 600kHz, L = 33µH VOUT 200mV/DIV 0.2 −0.6 DROPOUT VOLTAGE, VLDOIN – VLDO (mV) IOUT 200mA/DIV 20mA LDO CURRENT LIMIT (mA) LOAD REGULATION (%) 降圧レギュレータの 負荷トランジェント応答 −0.10 0 25 50 75 100 125 LDO LOAD CURRENT (mA) 36692 G35 150 36692 G34 3669f 10 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 標準的性能特性 VTHL 10 9 8 7 6 5 4 3 11 VTHL 10 9 8 7 6 5 4 3 2 –50 –25 0 2 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 5 10 15 36692 G36 1.8 RILIM = 42.2kΩ 300 250 200 VILIM ≤ 0.3V 150 100 0 –50 –25 0 1.6 1.4 PULSING ON-TIME, VRQH,L = 5V 0.8 0.6 PULSING ON-TIME, VRQH,L = 24V PULSING ON-TIME, VRQH,L = 40V 0 –50 –25 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 36692 G42 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 36692 G38 1.4 VRQL 1.2 VRQH 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 0 2.4 PULSING OFF-TIME 2.2 2.0 1.8 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 LINE DRIVER SOURCE/SINK CURRENT (mA) 36692 G41 ライン・ドライバの パルス制御オン時間 / オフ時間 PULSING ON-TIME / OFF-TIME (ms) PULSING ON-TIME / OFF-TIME (ms) 1.0 36692 G40 PULSING OFF-TIME 1.8 0.2 1.5 ライン・ドライバの残留電圧 IQ = ±100mA 0.6 –50 –25 25 50 75 100 125 150 TEMPERATURE (°C) 2.0 0.4 2.0 1.6 1.2 1.0 18V 24V 30V 40V 2.5 36692 G37 1.4 ライン・ドライバの パルス制御オン時間 / オフ時間 1.2 3.0 0.5 –50 –25 40 IQ = ±250mA 36692 G39 1.0 35 0.8 50 2.2 30 VRQH VRQL 1.6 RESIDUAL VOLTAGE (V) LINE DRIVERS CURRENT LIMIT (mA) 350 25 20 VL+ (V) VL+ : 3.5 ライン・ドライバの残留電圧 ライン・ドライバの電流制限 400 2.4 CQ1, Q2 PIN LEAKAGE CURRENT (µA) 11 4.0 VTHH 12 RECEIVER THRESHOLDS (V) RECEIVER THRESHOLDS (V) 13 VTHH 12 CQ1、Q2ピンの漏れ電流 VTXEN < 0.4V レシーバのしきい値 RESIDUAL VOLTAGE (V) 13 レシーバのしきい値 ライン・ドライバの出力波形 VTXD1 5V/DIV 0V VRXTD1 5V/DIV 1.6 0V 1.4 1.2 1.0 0.8 PULSING ON-TIME 0.6 VCQ1 5V/DIV 0.4 0.2 0 PULSING NOT OCCURRING BELOW 3V 0 5 10 15 20 25 30 35 40 RESIDUAL VOLTAGE, VRQH,L (V) 36692 G43 0V 2µs/DIV VSR > 0.9V, RXD1 PULL-UP RESISTOR = 10k 36692 G44 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 11 LT3669/LT3669-2 ピン機能 SC1（ピン1） ：CQ1の短絡検出オープンコレクタ出力。SC1が L になるのは、CQ1ドライバ出力で短絡が検出された場合 か、サーマル・シャットダウン発生後です。マイクロコントローラ （µC） の電源との間に100kのプルアップ抵抗を使用します。こ の信号はさらに処理を進める前に低域通過フィルタに通しま す。 「アプリケーション情報」 のセクションを参照してください。 SC2（ピン2） ：Q2の短絡検出オープンコレクタ出力。Q2ドライ バ出力の短絡が検出された場合、またはサーマル・シャットダ ウン発生後、SC2は L になります。マイクロコントローラ （µC） の電源との間に100kのプルアップ抵抗を使用します。処理をさ らに進める場合はこの信号を低域通過フィルタに通してくださ い。 「アプリケーション情報」 のセクションを参照してください。 WAKE（ピン3） ：起動検出オープンコレクタ出力。 ドライバ 1 が CQ1ピンで （データ伝送が開始されることを示す）75µsより長 い起動パルスを検出すると、WAKEは L になります。TXEN1 を L に設定してからTXD1を切り替えるハンドシェイク・シー ケンス後または内部リセット後にWAKEは高インピーダンス に戻ります。マイクロコントローラ （µC） の電源との間に10kの プルアップ抵抗を使用します。 RXD1（ピン4） ：CQ1のレシーバ出力、オープンコレクタ。 COM3でのデータ性能を改善するには、10k 以下のプルアッ プ抵抗を使用します。RXD1の極性は、ライン・データCQ1に 対して反転されます。 TXEN1（ピン5） ：CQ1ドライバのイネーブル・ピン。TXEN1ピ ンは、H になるとライン・データCQ1ドライバをプッシュプル・ モードでイネーブルします。このドライバをオープンコレクタ・ モードで使用するには、TXD1を H（プルダウン・モードの場 合） または L（プルアップ・モードの場合） に接続し、TXEN1 ピンに入力されるデータ信号を駆動します。 TXD1（ピン6） ：CQ1ドライバの入力。ドライバ出力の極性は TXD1に対して反転されます。 TXEN2（ピン7） ：Q2ドライバのイネーブル・ピン。TXEN2ピン は、H になるとライン・データQ2ドライバをプッシュプル・モー ドでイネーブルします。このドライバをオープンコレクタ・モー ドで使用するには、TXD2を H（プルダウン・モードの場合） または L（プルアップ・モードの場合） に接続し、TXEN2ピン に入力されるデータ信号を駆動します。 TXD2（ピン8） ：Q2ドライバの入力。ドライバ出力の極性は TXD2に対して反転されます。 Q2（ピン9） ：Q2ドライバの出力。 ドライバ出力の極性はドライ バ入力TXD2に対して反転されます。性能を向上するにはQ2 とグランドの間にコンデンサ （標準 470pF） を接続します。 CQ1（ピン10） ：CQ1のドライバ出力およびレシーバ入力。 ドラ イバ出力の極性はドライバ入力TXD1に対して反転されます。 産業用回線のデータ端子に直接接続します。性能を向上する にはCQ1とグランドの間にコンデンサ （標準 470pF） を接続し ます。 L+（ピン11） ：電源入力および内部逆極性保護ダイオードの アノード。産業用回線の電源端子に接続します。L+ピンは LT3669の内部回路に電流を供給するので、4.7µF 以上のコンデ ンサをデバイスの近くに接続してバイパスする必要があります。 EN/UVLO（ピン12） ：LT3669はEN/UVLOピンによってシャッ トダウン・モードになります。LT3669をシャットダウンするに は、このピンの電圧を0.4Vより低くします。1.5Vのしきい値は 高精度の低電圧ロックアウト （UVLO） として機能するので、レ ギュレータとトランシーバは入力電圧が設定レベルに達する まで動作しません。 DIO（ピン13） ：内部逆極性保護ダイオードのカソード。DIOで はバイパス・コンデンサを使用しないでください。L+とDIOの 間に外付けダイオードを使用して効率を改善することができ ます。この場合に限り、DIOにバイパス・コンデンサを使用でき ます。予想される逆極性状態よりも逆ブレークダウン電圧が 高い外付けダイオードを選択する必要があります。また、この ダイオードは活線挿抜での突入電流に十分耐えられるほど堅 牢であることも必要です。 GND（ピン14、LT3669） ：LT3669ではグランド。このピンはフ ロートのままにするか、グランド・プレーンと産業用回線のグラ ンド端子に直接接続します。 DA（ピン14/LT3669-2） ：LT3669-2ではダイオードのアノード。 外付けキャッチ・ダイオード （LT3669-2のブロック図ではD1） のアノードをこのピンに接続します。内部回路はキャッチ・ダイ オードを流れる電流を検出して、極限状況での周波数フォー ルドバックを実現します。 SW（ピン15） ：内部 NPN パワー・スイッチの出力。このピンは、 インダクタと昇圧コンデンサに接続します。 BST（ピン16） ：BSTピンは、入力電圧より高い駆動電圧を内 部のNPN パワー・スイッチに供給します。BSTとSWの間にコ ンデンサ （標準 0.22µF） を接続します。 3669f 12 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 ピン機能 BD（ピン17） ：内蔵のショットキ・ダイオードをBDとBSTの間 に接続し、昇圧コンデンサへの充電経路を確保します。スイッ チング ･レギュレータの出力に接続します。 LDOIN （ピン18） ：LDOの電源入力。これはLDOパワー NPNの コレクタです。効率を最大にするには、 スイッチング･レギュレー タの出力に接続し、それ以外の場合はDIOに接続します。逆 極性保護機能を維持するには、L+に接続しないでください。 LDO（ピン19） ：低ドロップアウト・リニア・レギュレータの出力。 1µF 以上の容量を使用してGNDにバイパスします。 FBLDO（ピン20） ：LT3669はこのピンの電圧を0.794Vに安定 化します。LDOの出力電圧を設定するには、帰還抵抗分割器 のタップをこのピンに接続します。 FBOUT（ピン21） ：LT3669はこのピンの電圧を0.794Vに安定 化します。スイッチング ･レギュレータの出力電圧を設定する には、帰還抵抗分割器のタップをこのピンに接続します。 RT（ピン22） ：内 部 発 振 器 の周 波 数を設 定します。RTと AGNDの間に抵抗を接続して周波数を設定します。抵抗値に ついては、表 2を参照してください。 AGND （ピン23） ：バンドギャップ電圧リファレンスに対して使用 されるアナログ・グランド。RT、FBOUT、FBLDO、ILIM、および CPORに接続されている受動部品のグランド・ノードと、 システ ム・グランドに星形結線方式で接続します。 SYNC（ピン24） ：外部クロックの同期入力。内部発振器を使 用してデバイスを動作させるには、このピンを接地します。外 部同期を行う場合は、正と負のパルス幅が 80ns 以上のロジッ ク・レベル信号でSYNCピンを駆動してください。LT3669のス イッチング周波数を最低同期入力より20% 以上低い値に設 定するようにRTの抵抗を選択します。たとえば、同期信号が 350kHzの場合は、 （スイッチング周波数が）280kHzになるよう にRTピンを設定します。 SR（ピン25） ：スルーレートの制御ピン。SRを L に設定す ると、CQ1ドライバとQ2ドライバの両方の立ち上がり時間と 立ち下がり時間が調整され、COM1/COM2 速度モードでの EMI が低減されます。エッジ時間をCOM3に適した値にする には、SRを H に設定します。 ILIM（ピン26） ：ライン・ドライバの電流制限設定ピン。両方の ライン・ドライバのソース電流とシンク電流の制限値は、この ピンを使用して設定します。ILIMとAGNDの間に抵抗を接続 して、ドライバ出力の電流制限値を設定します。電流制限値 を140mAにする場合は、ILIMをAGNDに結線します。 CPOR（ピン27） ：リセット遅延タイマの設定ピン。0.125ms/nFの リセット遅延時間を設定するには、外付けコンデンサ （CPOR） をAGNDに接続します。 RST（ピン28） ：アクティブ L のオープンコレクタ・ロジック出 力。VOUT および VLDO の電 圧 が 設 定 値の92.7%を超えた 後、CPORピンに接続したコンデンサで設定した期間、 リセット （RST） はアサートされたままになります。また、VL+ が内部低 電圧しきい値より低くなり、RSTのプルアップ抵抗が 100kの 場合にVOUT またはVLDO が 1.5Vより高くなると、RSTは L になります。POR 機能を使用する場合は、CPORピンとRSTピ ンの間に10pFのコンデンサを接続してください。 GND（ピン29/ 露出パッド） ：グランド。露出パッドはグランド・ プレーンと産業用回線のグランド端子に直接接続します。パッ ケージの露出パッドの金属により、 グランドへの電気的接触と プリント回路基板への十分な熱的接触の両方を確保できま す。正常に動作させるには、露出パッドを回路基板に半田付 けする必要があります。 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 13 LT3669/LT3669-2 ブロック図 LT3669 LDOIN – + BASE CTRL ENABLE + – VLDO CLDO 19 20 OSCILLATOR 250kHz TO 2.2MHz LDO R Q S QB EN BST SOFT START + – CATCH DIODE + CPOR RT CPOR + – VC 28 RST POWER-ON RESET CONTROL RST 3 FBLDO VC CLAMP FBOUT 0.736V 3V 0.794V 0.736V EN THSD SOFT-START L 15 EN FBOUT 24 22 RT R1 21 R2 REFERENCE GENERATOR EN/UVLO 12 TEMPERATURE AND VOLTAGE MONITORING DIO 13 WAKE EN THSD ENABLE THSD RST + – WAKE-UP DETECT 1 0.794V 16 GND 14 SYNC 27 17 CBST DISABLE SYNC 3V BOOST DIODE SWITCH DRIVER SW EN FBLDO R4 BD SLOPE COMP 0.794V LOW DROPOUT LINEAR REGULATOR R3 COUT – + EN VOUT 18 SC1 L+ 11 CL+ WAKE SC CQ1 Q 5 6 TXEN1 C1 DRIVER 1 CONTROL TXD1 + – SLEW RATE CONTROL 4 RXD1 2 RX + – ENABLE THSD SC2 SC Q2 Q 8 25 26 4 C/Q 3 L– EN 7 L+ 1 Q2 THSD 2 10 9 TXEN2 TXD2 SR ILIM DRIVER 2 CONTROL SLEW RATE CONTROL C2 + – GND 29 AGND 23 36692 BD1 3669f 14 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 ブロック図 LT3669-2 LDOIN – + BASE CTRL ENABLE + – VLDO CLDO 19 OSCILLATOR 250kHz TO 2.2MHz LDO 20 R Q S QB EN SWITCH DRIVER BST SOFT START + – DA + SYNC 27 CPOR RT CPOR + – VC 28 POWER-ON RESET CONTROL RST RST FBLDO 3V VC CLAMP FBOUT 0.736V 0.794V 0.794V 0.736V EN THSD 3 16 SOFT-START REFERENCE GENERATOR EN FBOUT L 15 D1 14 24 22 RT R1 21 R2 EN/UVLO TEMPERATURE AND VOLTAGE MONITORING DIO 12 13 WAKE EN THSD ENABLE THSD RST + – WAKE-UP DETECT 1 17 CBST DISABLE SYNC 3V BOOST DIODE SW EN FBLDO R4 BD SLOPE COMP 0.794V LOW DROPOUT LINEAR REGULATOR R3 COUT – + EN VOUT 18 SC1 L+ 11 CL+ WAKE SC CQ1 Q 5 6 TXEN1 C1 DRIVER 1 CONTROL TXD1 + – SLEW RATE CONTROL 4 RXD1 2 RX + – ENABLE THSD SC2 Q2 Q 8 25 26 4 C/Q 3 L– SC 7 L+ 1 Q2 EN THSD 2 10 9 TXEN2 TXD2 SR ILIM DRIVER 2 CONTROL SLEW RATE CONTROL C2 + – GND 29 AGND 23 36692 BD2 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 15 LT3669/LT3669-2 タイミング図 CQ1 Q2 TXD1 TXD2 VDD* TXD1 TXD2 0V CCQ t DF TXEN1 TXEN2 t DR VL+ VL+ – 3V 13V CQ1 Q2 VDD 8V 3V 0V 36692 F01 図 1. ドライバの立ち上がり時間と立ち下がり時間 CQ1 Q2 TXD1 TXD2 TXD1 TXD2 CCQ VDD /2 VDD VDD /2 0V t PLHD t PHLD VL+ TXEN1 TXEN2 VDD CQ1 Q2 13V 8V tSKEWD = t PHLD – t PLHD 0V 36692 F02 図 2. ドライバの伝播遅延 * VDD は、スイッチング ･レギュレータの出力またはLDOの出力（VOUT またはVLDO）から供給できる外部 µCの電源電圧 3669f 16 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 タイミング図 CQ1 Q2 TXD1 TXD2 TXEN1 TXEN2 CCQ RPD VDD /2 VDD /2 t ZHD t HZD TXEN1 TXEN2 VDD 0V VL+ VL+ – 3V 13V CQ1 Q2 0V VL+ VDD CQ1 Q2 TXD1 TXD2 RPU TXEN1 TXEN2 CCQ VDD /2 VDD VDD /2 t ZLD 0V t LZD VL+ TXEN1 TXEN2 CQ1 Q2 8V 3V 36692 F03 0V 図 3. ドライバのイネーブル時間とディスエーブル時間 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 17 LT3669/LT3669-2 タイミング図 VDD VL+ RPU RXD1 CQ1 CQ1 13V 8V 0V t PHLR t PLHR CQ1 VDD RXD1 0V tSKEWR = t PHLR – t PLHR 36692 F04 図 4. レシーバの伝播遅延 < TBIT /16 SHORT GLITCH REJECTED > TBIT /16 LONG GLITCH DETECTED VL+ VTHH VTHL CQ1 0V VDD RXD1 0V TBIT TBIT 36692 F05 図 5. レシーバの検出およびノイズ・フィルタ VDD RST RPU VOUT (VLDO) VRSTTH t UV POR CONTROL RST t RST VDD /2 VDD 0V 36692 F06 図 6. パワーオン・リセットの波形 3669f 18 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 タイミング図 500mA IPD 100mA 0mA t WU* VL+ VL+ – VRQH VDD CQ1 RPD WAKE WAKE-UP DETECT VL+ – 3V CQ1 0V RPU t HZD IPD TXEN1 TXEN1 TXD1 TXEN1 TXD1 WAKE VDD VDD /2 TXD1 t DWU 0V VDD VDD /2 t LZW VDD /2 VDD /2 0V VDD 0V 500mA IPU 100mA 0mA t WU VL+ VDD VL+ IPU VL+ R PU WAKE WAKE-UP DETECT CQ1 CQ1 3V VRQL RPU 0V t LZD TXEN1 TXEN1 TXD1 TXEN1 t DWU TXD1 WAKE VDD VDD /2 TXD1 VDD /2 0V VDD VDD /2 t LZW VDD /2 0V VDD 0V 36692 F07 * tWU は、印加した起動パルスの幅で、tDWU より長い 図 7. 起動波形 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 19 LT3669/LT3669-2 動作 LT3669/LT3669-2は、ス イッチング 電 圧 レ ギュレ ー タ、 LDO、起動検出機能付きのデータ・トランシーバ、第 2ドラ イバ、およびパワーオン・リセット回路を内蔵した完全な産 業用スレーブ・インタフェースです。この一連の機能により、 センサまたはアクチュエータ、LT3669、およびマイクロコン トローラだけで標準的な産業用スレーブ・デバイスを構築 し、デジタル変換および信号処理を実現できます。 ライン・トランシーバ回路は、CQ1ラインのデータをモニタ し、それに応じて出力RXD1を設定するレシーバと、入力 TXEN1およびTXD1によって制御されるCQ1ラインを駆動 するドライバを内蔵しています。さらに、入力TXEN2および TXD2によって制御される第 2ドライバが Q2ラインを駆動 します。どちらのドライバも、ILIMピンとAGNDの間に抵抗 を接続することにより、ユーザが調整可能な共通のシンク/ ソース電流制限値（最大 330mA、標準）を共有します。こ れらのドライバは4つの動作モード （プッシュプル、プルアッ プ限定、プルダウン限定、ならびに高インピーダンス・モー ド） を備えています。 CQ1ドライバは、出力CQ1 が駆動値の逆極性側を最小で 75µsの間強制される場合を検出する起動パルス検出回路も 内蔵しています。この起動信号が検出されるとWAKE出力は L になり、データ伝送が予想されることをホスト・システムに 通知します。TXEN1 入力を L（受信モード） に設定するハン ドシェイク・シーケンスを実行してTXD1 入力を切り替えるこ とによってホストが起動要求にアクノリッジを返すか、内部で リセットが生じると、WAKE出力は再度高インピーダンスに戻 ります。どちらのドライバもCOM1（4.8kb/s）、COM2（38.4kb/s） およびCOM3（230.4kb/s）通信モードをサポートします。 レシー バは、CQ1ピンでのロジック振幅をIO-Link 通信規格に従っ てサポートします。CQ1ピンとQ2ピンを互いに接続し、さらに TXD1とTXD2、および TXEN1とTXEN2の各ピンを接続する と、全体的な電流供給能力が増加します。 ドライバは、重い容量性負荷や白熱電球を安全に駆動できる パルス制御方式を装備しています。CQ1またはQ2の出力電 圧が、到達しようとしているレールとは極性が逆のレールの 2.95V 以内を強制されると、出力SC1および SC2によってフラ グが立ちます。ブランキング時間により、正常な出力遷移時の 誤警報が防止されます。 LT3669のスイッチング・レギュレータは、キャッチ・ダイ オードを内蔵しており、L+ピンでの標準的な産業用電源電 圧 24Vと5V出力により、最大負荷電流である100mA 時に 60%を超える標 準 的な変 換 効 率を実 現します。LT3669-2 は外付けのキャッチ・ダイオードが必要であり、その最大 負荷 電 流である300mA 時に標 準で75%を超える効 率を 実現します。リニア・レギュレータと比較すると、スレーブ・ デバイスでの消費電力を可能な限り大幅に低減し、24Vの 産業用回線に流れる電流を最小限に抑えます。このレギュ レータは、内蔵のパワー・スイッチと、組み込みの補償回 路、ソフトスタート回路、電流制限回路、および堅牢で十分 な安定化出力電圧を維持するのに必要なその他のサポー ト回路を特長としています。スイッチング周波数はRTピン とAGNDの間に抵抗を接続することで調整可能であり、ス ペースまたは効率に合わせて回路を最適化できます。さら に、スイッチング周波数を外部クロックと同期させて、信号 処理回路に対する干渉を最小限に抑えることができます。 高精度のUVLO 回路により、ユーザが選択可能な電圧でシ ステムをシャットダウンできます。 内蔵のLDOリニア・レギュレータは、第 2の出力電圧を最 大 150mAで供給します。LDOは、フォルト状態での堅牢な 性能を確保するため、フォールドバック特性の電流制限回 路を内蔵しています。 リセット出力 （RST） は起動時に L になり、それぞれの安定化 出力がその最終値の7.3% 以内に入って、ユーザが調整可能 なリセット・タイマの期間が経過するまで L のままです。これ により、電源電圧はレギュレーション状態になり、信号処理回 路が起動できるようになる前に安定することが保証されます。 リセット・タイマはCPORピンとAGNDの間にコンデンサを外 付けすることによって設定します。 LT3669は、CQ1ピンおよび Q2ピンで、GND 電位から+60V まで、および L+ 電位から–60Vまでのトランジェント変動に耐 えることが可能であり、損傷することはありません。 ロジック入力TXD1、TXD2、TXEN1、TXEN2、および SRのし きい値は900mVであり、 ロジック入力SYNCのしきい値は1.5V で、低電圧ロジックとのインタフェースが容易であることが特 長です。すべてのロジック出力 （RXD1、RST、SC1、SC2、およ び WAKE） はオープンコレクタです。 3669f 20 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 ライン・ドライバ 電流制限値の設定 LT3669ライン・ドライバは、ILIMピンとグランドの間に接続 した抵抗によって設定される高精度の電流制限機能を備え ています。目的の電流制限値に必要なRILIM の値を表 1に 示します。ILIMピンをグランドに結線すると、デフォルトの 電流制限値である140mA が設定されます。 表 1．電流制限値とRILIM の値 電流制限値（mA） RLIM の値 (kΩ) 70 221 90 169 130 113 170 84.5 210 68.1 250 56.2 290 48.7 330 42.2 SR 入力ピンを使用して設定可能であり、L+ 電源電圧とは 無関係です。SRの電圧を0.4Vより低くすると、立ち上がり 時 間 / 立ち下がり時 間は標 準 値で1.6µs/2.1µsに設 定され ます。SRの電圧を0.9Vより高くすると、これらの時間は標 準値で260ns/340nsに設定されます。 LT3669の出力ドライバは、多 種 多 様 の出力負荷に対し て十分に制御されたスルーレートを実現しながら、最大 250mAの出力負荷電流では低い残留電圧特性（<2.1V）を 示します。これを実現するため、出力ドライバは、TXD 信号 が切り替わると、規定の時間後に低残留電圧モードに切り 替わります。この時間はSRピンの入力レベルに依存します。 SR が L の場合、ドライバは8.5µs 後にこのモードに入りま す。SR が H の場合は1.8µs 後です。このことから、制御ス ルーレート機構によって出力電圧を電源レールの2.95V 以 内にするのに十分な時間が与えられるので、レベル遷移の 主要部分の間にEMIは最小限に抑えられます。タイマの期 限が経過すると、出力電圧はさらに電源レールの2.1V 以内 に近づきます。遷移時の出力波形を図 9に示します。 重負荷の駆動 高精度の電流制限回路ループの時定数は約 10µsです。さ らに、重負荷または短絡の発生時には、高速電流制限クラ ンプがデバイスを保護します。短絡状態での高電位側ドラ イバおよび低電位側ドライバの出力電流波形を図 8に示し ます。 スルーレート制御 LT3669ライン・ドライバは、最適なEMC 性能を実現するた め、制御された設定可能なスルーレートを備えています。 CQ1およびQ2の立ち上がり時間および立ち下がり時間は、 VTXEN1 5V/DIV ICQ1 0.5A/DIV 大容量コンデンサや白熱電球のような重い出力負荷を駆 動し、さらに出力短絡状態から保護するため、LT3669はパ ルス制御機構を装備しています。 重負荷状態または出力短絡状態では、負荷が連続的に駆 動された場合、スイッチ内部での電力損失によって、接合 部温度が局所的に過大なレベルまで上昇することがあり ます。堅牢な動作を維持するため、LT3669の出力ドライバ は、負荷を連続して駆動する場合には、残留電圧が目的の 電源レールの2.95V 以内に近づくまで、オン時間が可変で オフ時間が固定（標準 2.2ms）のパルスを使用してドライバ VCQ1 10V/DIV LOW SIDE (SHORTED TO L+) 0A ICQ1 0.5A/DIV 100Ω PULL-UP 0V 100Ω PULL-DOWN HIGH SIDE (SHORTED TO GND) VCQ1 10V/DIV RILIM = 42.2kΩ VL+ = 24V RILIM = 42.2kΩ VL+ = 24V SR = 0V 0V 0A 100µs/DIV 36692 F08 図 8. 短絡時の電流制限波形 2µs/DIV 36692 F09 図 9. 遷移中の出力波形 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 21 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 を冷却します。 （ 残留電圧が 2.95Vより高いと仮定すると）オ ン時間は動作状態のスイッチの残留電圧の和に依存し、ス イッチの電流制限値は固定なので、スイッチの電力損失に 反比例します。スイッチによる電力損失が小さいほどオン 時間は長くなるので、これらの重負荷を十分に駆動する時 間は最適化されます。通常負荷のスルーレートの場合を考 慮するため、内部のオン時間タイマの設定値が長くなるの は、SRの設定値に依存するブランキング期間後に限定され ます。作動温度が 140 C（標準）のサーマル・シャットダウン 回路は、さらなる保護を実現します。 短絡およびサーマル・シャットダウンのフラグ SC1 および SC2 短絡は、ドライバの出力が逆極性側の目標レールの2.95V 以 内である状態として定義されます。たとえば、CQ1出力が H に設定されているが、GNDから2.95V 以内 レベル （VL+ 付近） にとどまっている場合です。CQ1とQ2のいずれかが短絡した 場合は、内部のパルス制御機構およびサーマル・シャットダウ ン回路がドライバを保護します。オープンコレクタ出力SC1お よびSC2は、 それぞれCQ1およびQ2の短絡中は L になります。 出力負荷が重いと最初のパルス時に短絡状態と解釈される ことがあり、SC1とSC2の出力はそれに応じてフラグを立てま す。この情報を外部マイクロコントローラが利用して、実際に 短絡状態が存在するのか、それとも重い負荷が出力に接続さ れているのかを判別することができます。重い負荷の場合は、 ドライバの出力を短絡範囲外に出すための最小時間が必要 です。SC1および SC2を使用してタイマを設定することにより、 短絡状態を検出できるので、マイクロコントローラはこれに応 じて （たとえば、該当のドライバをディスエーブルすることによっ て）対応します。 電球、470µFのコンデンサを駆動する場合、および短絡状 態でのパルス制御方式の動作を図 10、11、および 12に示 します。 VCQ1/Q2 5V/DIV 12V/5W BULB VL+ = 12V RILIM = 42.2kΩ VSC1 5V/DIV VSC2 5V/DIV 50ms/DIV 36692 F10 図 10. 電球駆動時の SC1とSC2 の出力 RILIM = 42.2kΩ VCQ1 1V/DIV 0V VSC1 5V/DIV 5ms/DIV 36692 F11 図 11. 470µF 駆動時の SC1 出力 VTXEN1 5V/DIV RILIM = 42.2kΩ VCQ1 0.5V/DIV VSC1 5V/DIV 2ms/DIV 36692 F12 図 12. 短絡駆動時の SC1 出力 3669f 22 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 接合部温度が 140 C（標準） を超えると、内部回路がライン・ド ライバを遮断します。サーマル・シャットダウン時には、イネー ブル入力TXEN1およびTXEN2のレベルに関係なく、SC1と SC2は同時に L になります （図 13 参照）。この動作は短絡と サーマル・シャットダウンを区別するのに利用できます。サーマ ル・シャットダウンが作動しない短絡の場合には、TXEN1と TXEN2を L に設定すると、出力SC1および SC2はそれぞれ 高インピーダンスに設定されます。 短絡状態の間、ライン・ドライバは前述のパルス制御方式に 従ってパルスを出力します。ケーブルの長さや重い負荷の性質 によっては、出力SC1および SC2 が誤情報を報告する場合が あります。各パルスの開始時にケーブル内での反射により、ラ イン・ドライバ両端間の電圧が短時間だけ短絡判定範囲を超 えるからです。そこで、SC1とSC2に対してデジタル式のフィル タ処理またはRCフィルタによるフィルタ処理を行ってからそ の後の処理に移る必要があります。SC1および SC2に対して は、100kのプルアップ抵抗を使用し、グランドとの間に1nFを 接続して、アナログ・フィルタの時定数を、たとえば 80µs 以上 にする必要があります。 ライン・ドライバは、互いに無関係に保護動作のパルス制御 機構に入ります。規定のパルス制御オン時間経過後に、重負 荷状態のドライバだけが停止します。このドライバが過負荷状 態のとき、別のドライバのTXD 入力にデータが実際に入力さ れる前に、そのドライバが 3ms 以上イネーブルされている場合 には、そのドライバのCOM2（SR<0.4V） でデータを確実に送 信できます。COM2（SR < 0.4V） またはCOM3（SR > 0.9V） で CQ1トランシーバを使用するIO-Link 通信の場合は、起動要 求のアクノリッジが返された後に、Q2ドライバが重負荷状態ま たは短絡状態ではないことを確認してください。IO-Linkデバ イスの電信間に重負荷を完全に切り替えることができるほど サイクル時間を長く設定することにより、通信中にIO-Linkマ スタによる要求があり次第、Q2の重負荷を引き続き駆動でき ます。 VTXEN1 5V/DIV 0V VSC1 5V/DIV 0V VSC2 5V/DIV 0V VCQ1 0.2V/DIV 0V 500ms/DIV 36692 F13 図 13. サーマル・シャットダウン状態での SC1とSC2 の波形 （CQ1 は短絡状態、TXEN2 は L ） 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 23 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 レシーバ 起動 LT3669のライン・レシーバ入力はCQ1ピンに接続されており、 出力はRXD1ピンに接続されています。レシーバのしきい値 は、図 14に示すように、L+に印加される電圧の非線形関数 です。 LT3669のWAKE出力ラインが外部デバイスによってオーバー ドライブされた場合は、この出力を使用してCQ1での電流事 象にフラグを立てることができます。これは以下のような進行 で動作します。 レシーバは、CQ1ライン上 でビット時 間 の1/16（ つまり、 SR が L の 場 合（COM2）は1.63μsで、SR が H の 場 合 （COM3）は271ns）より短いパルスを除 去するノイズ・フィ ルタを備えています。COM2の場 合はビット時 間の3.5/16 より長いパルス、COM3の場合はビット時間の5/16より長 いパルスが検出されます。持続期間が前述の時間枠内の パルスは、検出される場合と除去される場合があります。 図 15は、ノイズ障害が存在する場合の拒否帯および検出 帯を示しています。 a) TXEN1 が H の場合、CQ1 が 75µsより長く設定レベルの 逆極性側を強制されるとWAKEは L になります。このた め、TXD1 が H の場合はCQ1の設定レベルが L（GND より2.1V 低い電圧） になり、外部デバイスによってCQ1 が 75µsより長くGNDより2.95V 高い電圧を強制されると、 WAKEは L になります。同様に、TXD1 が L の場合は、 にな CQ1の設定レベルが H（VL+ – 2.1Vより高い電圧） り、外部デバイスによってCQ1 が 75µsより長くVL+ – 2.95V より低い電圧を強制されると、WAKEは L になります。 RECEIVER THRESHOLDS (V) VTH 11.8V 12 10 VTHH VTHL 9.6V 0.52 × VL+ 5 0.42 × VL+ 0 0 7.5 10 IO-LINK SUPPLY RANGE 14 18 L+ SUPPLY VOLTAGE (V) 30 40 VL+ 36692 F14 REJECTED UNDEFINED DETECTED REJECTED REJECTED REJECTED GLITCH HIGH LEVEL 図 14. レシーバのしきい値とL+ 電源電圧 VTHH 0V 1 T 16 BIT 3.5 T (COM2) 16 BIT 5 T (COM3) 16 BIT GLITCH DURATION 36692 F15 図 15. CQ1 の正のグリッチに対するレシーバのノイズ除去動作と検出動作 3669f 24 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 b) TXEN1 が L の場合は、CQ1 が 75µsより長くVL+ – 2.95V より高い電圧を強制されると、TXD1のレベルに関係なく、 WAKEは L になります。このことは、外付けデバイスに電 流シンク能力かプルダウン抵抗があるという事実に依存し ます。つまり、TXEN1 が L の場合はCQ1のデフォルトの レベルも L になることを意味します。 WAKEはいったん L になると、TXD1ピンとTXEN1ピンに 規定のハンドシェイク・シーケンスが適用されるまで L のま ま推移します。このシーケンスは以下のとおりです。TXEN1は L に設定し、TXD1は1 回以上切り替える必要があります。 WAKE が L になった後のハンドシェイクの手順を、TXEN1 が H の場合と L の場合についてそれぞれ図 16aおよび 16b に示します。WAKE出力は、内部でリセットが発生した後も高 インピーダンスに戻ります。 重負荷を駆動するか、 （CQ1をプルダウン・モードで構成し た場合）L+にプルアップ負荷を外付けすると、出力を駆動す る外部デバイスがない場合でも、WAKE が同様に L にな る場合があることに注意してください。これは、マイクロコント ローラで処理する必要がある誤起動につながることがありま す。実際に起動するのは、通常は出力を駆動する外部デバイ ス （マスタ） とスレーブとの間で情報を交換した後です。マイク ロコントローラは、反応する起動回数を制限するようプログ ラムできます。正常な通信を確立できない場合は、外部駆動 デバイスがない可能性が最も高いですが、CQ1出力に接続 されている重負荷またはプルアップ負荷と、起動に対するマイ クロコントローラの反応は状況に応じて調整できます。たとえ ば、10µFの容量性負荷を H に駆動（TXD1を L に設定 ) すると、 （図 17に示すように）CQ1の出力は75µsより長い時間 VL+ – 2.95Vより低い電圧を強制されるので、誤起動が発 生します。同様に、L+に1kのプルアップ抵抗を外付けして CQ1をプルダウン・モード （TXD1を H ） に構成した場合は、 TXEN1を L に設定するとすぐに誤起動が発生し、外付けプ ルアップ抵抗によってCQ1出力は75µsより長い時間 H にな ります。 VTXEN1 5V/DIV VTXEN1 5V/DIV VTXD1 5V/DIV VTXD1 5V/DIV VWAKE 5V/DIV VWAKE 5V/DIV ICQ1 0.2A/DIV VCQ1 10V/DIV VILIM = 0V 0A 0V 20µs/DIV 36692 F16a 20µs/DIV (a) 36692 F16b (b) 図 16. VL+ = 24Vで TXEN1 が （a）H の場合と （b）L の場合での WAKE のハンドシェイク・シーケンス VTXEN1 5V/DIV VWAKE 5V/DIV VCQ1 10V/DIV 0V VTXD1 = 0V 100µs/DIV 36692 F17 図 17. 10µFコンデンサ駆動時の誤起動 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 25 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 LDO の電流制限フォールドバック 低ドロップアウト電圧レギュレータ （LDO） FBLDO の抵抗回路網 LDOの出力電圧は、出力とFBLDO ピンの間に接続した抵抗 分割器を使用して設定します。次式に従って抵抗の値を選 択します。 LT3669のLDOは、その堅牢性を高めるためにLDO パス・トラ ンジスタによる最大電力損失を制限する電流制限フォールド バック回路を備えています。電流制限値とパス・トランジスタ 両端間の電圧の間の伝達関数を図 18に示します。 V R3 = R4 LDO − 1 0.794V 安定性と出力容量 LT3669のLDOは、安定性確保のため出力コンデンサが必要 です。このデバイスは、大部分の低ESRコンデンサ （セラミック・ コンデンサ、 タンタル・コンデンサ、低 ESR 電解コンデンサなど） を使用することで安定するよう設計されています。発振を防止 するため、ESR が 0.5Ω 以下で最小 1µFの出力コンデンサを使 用してください。出力容量の値を大きくすると、負荷電流の大き な変化に対してピーク変動が減り、トランジェント応答が改善 されます。LT3669によって電力を供給される個々の部品のデ カップリングに使用されるバイパス・コンデンサにより、出力コ ンデンサの実効値が増加します。セラミック・コンデンサを使用 する場合は、X5RまたはX7Rタイプを使用してください。 LDO の入力に関する検討事項 最適な効率と最高の出力電流供給能力を確保するには、安 定化出力電圧を保証できる最も低い電源電圧にLDOの入力 を接続し、LDOの最大ドロップアウト電圧が 750mVであるこ とを考慮します。スイッチング・レギュレータの設定出力がこの 条件を満たす場合は、この電源を選択するのが良い場合があ ります。そうでない場合で、電圧の低い電源が他にない場合 は、DIOピンに接続できます。この構成で LDOINとGNDの間 にバイパス・コンデンサが必要な場合は、活線挿抜時のサー ジ電流に起因する内部逆極性ダイオードの損傷を防ぐため、 L+とDIOの間に外付けダイオードを接続します。十分な逆極 性保護を保証するため、LDOIN はL+に直接接続しないでく ださい。 180 LDO CURRENT LIMIT (mA) 参照名については 「ブロック図」を参照してください。出力 電圧の精度を維持するため、1% 精度の抵抗を使用してく ださい。 35 0 0 35 6 VLDOIN – VLDO (V) 36692 F18 図 18. LDO の電流制限フォールドバック LDO の最小負荷電流 LT3669のLDOは、その出力電圧が設定電圧より高くならな いように、最小負荷電流を175µAにすることが必要です。こ の要求を満たすには、帰還抵抗を選択する （たとえば、3.3V の出力電圧ではR4および R3の値をそれぞれ 4.42kΩおよび 14kΩにする） ことを推奨します。 LDO の最小 L+ 電圧 LDOのエラーアンプには、L+ピンから電源が供給されます。 L+とLDOの間の電圧差を最小でも4Vにして、安定化した LDO出力を保証することが必要です。たとえば、LDOの設定 出力電圧が 3.3Vの場合は、L+ピンの電圧を7.3V 以上にす れば要件を満足できます。 3669f 26 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 スイッチング・レギュレータ 動作周波数の妥協点 FBOUT の抵抗回路網 スイッチング ･レギュレータの出力電圧は、出力とFBOUT ピ ンの間に接続した抵抗分割器を使用して設定します。次式 に従って抵抗の値を選択します。 V R1= R2 OUT − 1 0.794V 参照名については 「ブロック図」を参照してください。出力 電圧の精度を維持するため、1% 精度の抵抗を使用してく ださい。 スイッチング周波数の設定 LT3669のスイッチング ･レギュレータは、RTピンとグラン ドの間に接続した1 本の抵抗を使用して250kHz ∼ 2.2MHz の範囲でスイッチングするよう設定できる固定周波数 PWM アーキテクチャを採用しています。さまざまなスイッチング 周波数に対応する必要なRT の値を表 2に示します。 表 2．スイッチング周波数とRT の値 動作周波数は、効率、部品サイズ、最小ドロップアウト電圧、 および最大入力電圧の間の兼ね合いで選択します。高周波 数動作の利点は、小さな値のインダクタとコンデンサを使 用できることです。不利な点は、効率が下がり、最大入力電 圧が下がり、ドロップアウト電圧が大きくなることです。与え られたアプリケーションで許容される最高スイッチング周 波数（fSW(MAX)） は、次式で計算できます。 fSW(MAX) = VOUT + VD tON(MIN) • (VL+ − VSW + VD ) ここで、VL+ は標準入力電圧、VOUT は出力電圧、VD はキャッ チ・ダイオードの電圧降下（LT3669では約 0.72V）、VSW は L+ピンとSWピンの間の内部電圧降下（LT3669では約 1.0V でLT3669-2では最大負荷時に約 1.4V）です。この式は、高 いVL+/VOUT 比を安全に実現するには、スイッチング周波 数を低くする必要があることを示しています。周波数を低 くするとドロップアウト電 圧を小さくすることができます。 LT3669のスイッチには有限の最小オン時間と最小オフ時 間があるため、入力電圧範囲はスイッチング周波数に依存 します。スイッチは最小約 210nsでオフにすることができま すが、最小オン時間は温度の強い関数です。スイッチの最 小オン時間の曲線 「 ( 標準的性能特性」 を参照 )を使用して、 アプリケーションの最大温度に合わせて設計し、LT3669の デバイス間のばらつきを考慮して約 30% 加算します。最小 オン時間および最小オフ時間を考慮して実現できる最小お よび最大デューティ・サイクルは次のとおりです。 スイッチング周波数（MHz） RTの値 (kΩ) 0.25 110 0.3 88.7 0.4 63.4 0.5 47.5 0.6 38.3 0.7 31.6 0.8 26.7 DCMIN = fSW • tON(MIN) 0.9 22.6 DCMAX = 1 – fSW • tOFF(MIN) 1.0 19.6 1.2 15.4 1.4 12.1 1.6 10.0 1.8 8.06 2.0 6.65 2.2 5.49 ここで、fSW はスイッチング周波数、tON(MIN) はスイッチの最小 オン時間、tOFF(MIN) はスイッチの最小オフ時間です。これらの 式は、スイッチング周波数が低下すると、デューティ・サイクル の範囲が広がることを示しています。 スイッチング周波数の選択が適切だと、適切な入力電圧範 囲が可能になり （「入力電圧範囲」のセクションを参照）、イ ンダクタとコンデンサの値が小さく保たれます。 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 27 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 入力電圧範囲 最小入力電圧は、LT3669の最小動作電圧（7.5V） または最 大デューティ・サイクルのどちらかによって決まります （「動 作周波数の妥協点」 のセクションの式を参照）。デューティ・ サイクルによる最小入力電圧は次のとおりです。 VL+(MIN) = VOUT + VD − VD + VSW 1− fSW • tOFF(MIN) ここで、VL+(MIN) は最小入力電圧、tOFF(MIN) はスイッチの最 小オフ時間です。スイッチング周波数が高いほど、最小入 力電圧が増加することに注意してください。ドロップアウト 電圧を小さくする場合は、低いスイッチング周波数を使用 します。 LT3669のアプリケーションの最大入力電圧は、スイッチン グ周波数、L+ピンとBSTピンの絶対最大定格、および動作 モードに依存します。LT3669は最大 40Vの入力電圧で連 続して動作できます。最大 60Vの入力電圧トランジェント も安全に耐えられます。ただし、VL+ が VOVLO（標準 43V） を 超えるとLT3669はスイッチングを停止するので、出力がレ ギュレーション状態から外れる可能性があることに注意し てください。 スイッチング周波数と出力電圧が既に決定されている特定 のアプリケーションでは、そのアプリケーションに最適な出 力電圧リップルを保証する最大入力電圧は、次式を適用し て求めることができます。 VOUT + VD VL+(MAX) = − VD + VSW fSW • tON(MIN) 最大電流制限値さえも超える可能性があります。特に、ス イッチが既に最小オン時間で動作している場合が該当しま す。キャッチ・ダイオードを流れる電流をモニタする回路に より、インダクタの谷電流が公称値（LT3669の場合は0.2A、 LT3669-2の場合は0.45A）を超えると、スイッチが再度オン するのが防止されます。したがって、これらの場合、インダ クタ電流のピーク値は、LT3669の最大電流制限値に、最 小オン時間に起因するターンオフ遅延時の電流オーバー シュートを加えた値になります。 I L(PEAK) = ISW(LIM) + VL+(MAX) − VOUTOL L • tON(MIN) ここで、IL(PEAK) はインダクタ電流のピーク値、ISW(LIM) はス イッチの 電 流 制 限 値（LT3669では0.325A、LT3669-2では 0.65A）、VL+(MAX) は予想最大入力電圧、Lはインダクタ値、 tON(MIN) は最小オン時間、および VOUTOL は過負荷状態で の出力電 圧です。インダクタ電 流のピーク値が LT3669で は0.6Aを、LT3669-2では1.3Aを超えない 限り、デバイス はこれらの状態で動作を長期間持続できるほど堅牢です。 インダクタ電流が飽和した場合や、接合部温度が過大にな ると、性能がさらに制限される可能性があります。 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は、次の値が適切です。 L = (VOUT + VD ) • k fSW (k = 9 in LT3669, k = 3.6 in LT3669-2) ここで、VL+(MAX) は 最 大 動 作 入 力 電 圧、VOUT は出力 電 圧、VD はキャッチ・ダイオードの 電 圧 降 下（LT3669では 約 0.72V）、VSW はL+ピンとSWピンの間の内部電圧降下 （LT3669で は 約 1.0VでLT3669-2で は 最 大 負 荷 時 に 約 1.4V）、fSW は （RT によって設定される） スイッチング周波数、 tON(MIN) はスイッチの最小オン時間です。スイッチング周波 数が高いほど最大動作入力電圧が低下することに注意して ください。逆に、高い入力電圧で最適な動作を実現するに は、スイッチング周波数を低くする必要があります。 ここで、fSW はスイッチング周波数（MHz）、VOUT は出力電 圧、VD はキャッチ・ダイオードの電圧降下（LT3669では約 0.72V）、Lはインダクタの値（μH） です。 インダクタのRMS 電流定格は最大負荷電流より大きくする 必要があり、その飽和電流は約 30% 大きくします。高い効 率を保つには、直列抵抗（DCR）が 0.1Ωより小さく、コア材 が高周波アプリケーション向けのものにします。インダクタ のメーカをいくつか表 3に示します。 出力が起動状態、短絡状態、またはその他の過負荷状態に ある場合は、特別な注意を払う必要があります。これらの場 合、LT3669は出力負荷に多くの電流を駆動することで出力 をレギュレーション状態にしようとします。こうした状態で は、インダクタ電流が容易にピークに到達して、LT3669の 3669f 28 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 インダクタを流れる電流は三角波で、その平均値が負荷電流 に等しくなります。インダクタとスイッチのピーク電流は次のと おりです。 表 3．インダクタのメーカ 村田製作所 メーカ URL www.murata.com TDK www.componenttdk.com 東光 www.toko.com Coilcraft www.coilcraft.com スミダ電機 www.sumida.com Würth Elektronik www.we-online.com Coiltronics www.cooperet.com ISW(PEAK) = IL(PEAK) = IOUT(MAX) + フォルト状態（起動または短絡）や入力電圧が高い （>30V） ときに堅牢な動作を確保するには、インダクタ電流のピー ク 値 が LT3669で は0.6Aを、LT3669-2で は1.3Aを 超 えな いように、十 分に高い飽 和 電 流を選 択します。たとえば、 36Vの入力電 圧で動 作し、飽 和 電 流が 0.8Aで33μHのイ ンダクタを使用するLT3669-2のアプリケーションでは、言 及したフォルト状態に耐えることができます。 特定のアプリケーションに最適なインダクタは、この簡単 な設 計ガイドで 示されているものと異なることがありま す。インダクタの値を大きくすると最 大 負荷 電 流 が 増 加 し、出力電圧リップルが減少します。実際の負荷が最大負 荷 電 流より小さい場 合は、インダクタの値の制 限を緩め て大きなリップル電 流で動 作させることができます。この ため、物理的に小さいインダクタを使用することや、DCR の小さいものを使 用して効 率を高めることができます。 インダクタンスが簡単な規則とは異なる場合、最大負荷電 流は入力電圧に依存することに注意してください。また、イ ンダクタンスが小さいと不連続モード動作になることがあ り、最大負荷電流がさらに減少します。最大出力電流と不 連続動作の詳細については、弊社の 「アプリケーションノー ト44」を参照してください。最後に、デューティ・サイクルが 50%を超える場合（VOUT/VL+ > 0.5）は、低調波発振を防ぐ ためインダクタンスを最小限に抑えることが必要です。 LMIN = (VOUT + VD ) • k fSW (k = 6.5 in LT3669; k = 2.6 in LT3669-2) ∆ IL 2 ここで、IL(PEAK) はインダクタ電流のピーク値、IOUT(MAX) は 最大出力負荷電流、ΔIL はインダクタのリップル電流です。 LT3669はデバイス自体とシステムを過負荷フォルトから保護 するためにスイッチ電流を制限します。したがって、LT3669 が 供給できる最大出力電流は、スイッチ電流制限値、インダクタ の値、入力電圧、および出力電圧に依存します。 スイッチがオフのとき、 インダクタの両端には出力電圧にキャッ チ・ダイオードの電圧降下を加えた電圧が加わります。した がって、インダクタのピーク・トゥ・ピーク・リップル電流は次の とおりです。 ∆IL = (1− DC) • (VOUT + VD ) L • fSW ここで、fSW はLT3669のスイッチング周波数、DCはデュー ティ・サイクル、Lはインダクタの値です。 出力レギュレーションを維持するため、インダクタ電流の ピーク値はスイッチの電 流 制 限 値 ILIMより小さくする必 要があります。この値は、デューティ・サイクルが低いとき は0.325A（LT3669）および 0.65A（LT3669-2）であり、0.24A （LT3669）および0.48A（LT3669-2）に減 少します。また、最 大出力電流は選択されたインダクタ値の関数であり、次式 によって近似できます。 IOUT(MAX) = ILIM − ∆IL = 2 ∆IL 2 (ILIM(DC = 0) = 0.325A in LT3669; ILIM(DC = 0) • (1− 0.26 • DC) − ILIM(DC = 0) = 0.65A in LT3669-2) 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、最大出力電流をスイッチの電流制限値に近い値にする ことができます。 インダクタを選択する1つの方法として、簡単な規則から始 めます。入手可能なインダクタを調べ、コストやスペースの目 標に適合するものを選択します。次に、前述の式を使って、 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 29 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 LT3669 が必要な出力電流を供給できるかチェックします。こ れらの式はインダクタ電流が連続して流れると仮定しているこ とに注意してください。IOUT が ΔIL/2より小さいと不連続動作 になります。 入力コンデンサ 最良のリップル性能が得られます。出発点としては、次の値が 適当です。 COUT = k VOUT • fSW (k = 17 in LT3669; k = 43 in LT3669-2) LT3669 回路の入力は、X7RまたはX5Rタイプのセラミック・コ ンデンサを使用してバイパスします。全温度範囲および全印 加電圧範囲での性能が劣るので、Y5Vタイプは使用しないで ください。LT3669をバイパスするには4.7μFのセラミック・コン デンサが適しており、リップル電流を容易に処理できます。低 いスイッチング周波数を使用すると、大きな入力容量が必要 になることに注意してください。入力電源のインピーダンスが 高いか、長い配線やケーブルによる大きなインダクタンスが存 在する場合、追加のバルク容量が必要になることがあります。 これには性能の高くない電解コンデンサを使用することがで きます。 降圧レギュレータには、立ち上がり時間と立ち下がり時間が 非常に短いパルス電流が入力電源から流れます。その結果と して生じるLT3669での電圧リップルを減らし、周波数が非常 に高いこのスイッチング電流を狭い範囲のループに押し込め てEMIを最小限に抑えるためには、入力コンデンサが必要で す。4.7µFのコンデンサがこの役割を果たすことができますが、 LT3669の近くに配置した場合に限ります(詳細については 「プ リント回路基板のレイアウト」 のセクションを参照 )。セラミック の入力コンデンサに関する2つ目の注意点は、LT3669の最大 入力電圧定格に関することです。セラミックの入力コンデンサ は、トレースやケーブルのインダクタンスと結合して、Q 値の高 い （減衰しにくい） タンク回路を形成します。LT3669の回路を 通電中の電源に差し込むと、入力電圧に公称値の2 倍のリン ギングが生じてLT3669の電圧定格を超える恐れがあります。 指針については、 「アプリケーションノート88」 を参照してくだ さい。 出力コンデンサと出力リップル 出力コンデンサには2つの基本的な機能があります。出力コ ンデンサは、インダクタとともに、LT3669 が発生する方形波を フィルタで除去してDC出力を生成します。この役割では、出 力電圧リップルを決定します。さらに、スイッチング周波数での インピーダンスを低くすることが重要です。2 番目の機能は、ト ランジェント負荷に電流を供給してLT3669の制御ループを 安定させるのに必要なエネルギーを蓄えることです。セラミッ ク・コンデンサの等価直列抵抗（ESR） は非常に小さいため、 ここで、fSW の単位はMHz、COUT はμF 単位の推奨出力容量 です。X5RまたはX7Rのタイプを使用してください。この選択 により、出力リップルが小さくなり、トランジェント応答が良く なります。出力と帰還ピン （FBOUT）の間の位相進みコンデン サ （標準 22pF） と組み合わせて、より大きな値のコンデンサを 使用するとトランジェント性能を改善できます。スペースとコス トを節約するため、より小さな値の出力コンデンサを使うこと もできますが、 トランジェント性能が低下します。 コンデンサを選択するときは、データシートを注意深く調べ て、動作条件 ( 加えられる電圧や温度 )での実際の容量を確 認してください。物理的に大きなコンデンサまたは電圧定格が 高いコンデンサが必要なことがあります。 出力コンデンサには、 高性能のタンタル・コンデンサまたは電解コンデンサを使用す ることができます。ESR が小さいことが重要なので、スイッチン グ・レギュレータ用のものを選択します。ESRは0.05Ω 以下に してください。このようなコンデンサはセラミック・コンデンサよ り外形が大きく、容量も大きくなります。ESRを小さくするには コンデンサの外形を大きくする必要があるからです。 LT3669-2 のダイオードの選択 キャッチ・ダイオード （LT3669-2のブロック図ではD1）は、 スイッチがオフの時間だけ電流を導通します。通常動作時 の平均順方向電流は次のとおりです。 ID(AVG) = IOUT • (1 − DC) ここで、DCはデューティ・サイクルです。ただし、過負荷状態 では電流定格が 1Aのダイオードが必要です。入力の最大値 が最大動作電圧である40Vの場合は、逆電圧の定格が入力 電圧より高いダイオードを使用します。最大 60Vの入力トラン ジェントが予想される場合は、OVLOの最大値である45Vよ り逆電圧の定格が高いダイオードだけを使用します。高い周 囲温度で動作する場合は、 逆方向の漏れ電流が少ないショッ トキ・ダイオードの使用を検討してください。たとえば、キャッ チ・ダイオードとしてDiodes, Inc.のSBR1U40LPやDFLS160、 ON Semiconductor のMBRM140、Central Semiconductor の CMMSH1-60などが適しています。 3669f 30 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 BSTピンとBDピンに関する検討事項 入力電圧より高い昇圧電圧を発生させるため、コンデンサ CBSTと内部昇圧ショットキ・ダイオード （「ブロック図」を参 照）を使用します。ほとんどの場合、0.1µF（LT3669）および 0.22µF（LT3669-2）のコンデンサで正常に動作します。昇圧 回路の2 通りの構成方法を図 19に示します。最高の効率 を得るには、BSTピンの電圧をSWピンより1.9V 以上高く する必要があります。出力電圧が 2.2V 以上の場合は、標準 回路（図 19a）が最適です。出力電圧が 2.2V ∼ 2.5Vの場合 は、0.22µF（LT3669）および0.47µF（LT3669-2）の 昇 圧コン デンサを使用します。出力電圧が 2.2Vより低い場合は、昇 圧ダイオードをDIOピンを通じて入力に接続し、逆極性保 護（図 19b） を維持するか、2.2Vより高い別の外部電源に接 続することができます。ただし、BSTピンの電流は電圧の低 い方の電圧源から供給されるので、図 19aの回路の方が効 率が高くなります。BSTピンとBDピンの最大電圧定格を超 えないようにしてください。 前述したように、LT3669のアプリケーションの最小動作電 圧は、最小入力電圧と最大デューティ・サイクルによって制 限されます。正しく起動するために、最小入力電圧も昇圧 回路によって制限されます。入力電圧が徐々に上昇するか、 出力が既に安定化している状態でEN/UVLOピンを使って LT3669をオンする場合は、昇圧コンデンサが満充電され ないことがあります。昇圧コンデンサはインダクタに蓄えら れたエネルギーによって充電されるので、昇圧回路を適切 に動作させるには、回路は一定の最小負荷電流を必要とし ます。この最小負荷電流は、入力電圧、出力電圧および昇 圧回路の構成に依存します。回路が起動した後は最小負荷 電流は通常ゼロになります。多くの場合、放電した出力コ ンデンサがスイッチャの負荷となるので、スイッチャはこれ によって起動できます。所定の設定出力電圧 VOUT では、負 荷電流に関係なく正常な起動を保証する最小入力電圧は VOUT ＋2Vです。 同期 デューティ・サイクルが 20% ∼ 80%の方形波をSYNCピン に接続することにより、LT3669の発振器を外部周波数に同 期させることができます。方形波の振幅には、0.5Vより低い 谷と1.5Vより高い山 （最大 6V） が必要です。 LT3669は300kHz ∼ 2.2MHzの範囲にわたって同期させる ことができます。LT3669のスイッチング周波数を最低同期 入力より20% 低い値に設定するようにRT の抵抗を選択し ます。たとえば、同期信号が 360kHzになる場合は、 （スイッ チング周波数が）300kHzになるようにRT を選択します。信 頼性が高く安全な動作を保証するため、出力電圧がレギュ レーション状態に近づいたときだけLT3669は同期します。 したがって、RT 抵抗で設定された周波数で必要な出力電 流を供給するのに十分大きいインダクタ値を選択する必要 VOUT VL+ DIO BD L+ LT3669/ LT3669-2 GND BST CBST SW (a) VOUT ≥ 2.2V の場合 VL+ DIO BD L+ LT3669/ LT3669-2 GND BST CBST SW VOUT 36692 F19 (b) VOUT < 2.2V、VL+ < 25V の場合 図 19. 昇圧電圧を発生させる2つの回路 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 31 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 があります。詳細については 「インダクタの選択」のセクショ ンを参照してください。また、スロープ補償が RT の値によっ て設定されることにも注意することが重要です。低調波を 回避するには、RT によって決まる周波数を使用して、最小 のインダクタ値を計算してください。 プリント回路基板のレイアウト 適切に動作させ、EMIを最小にするには、プリント回路基板 のレイアウト時に注意が必要です。推奨部品配置と、トレー ス、グランド・プレーン、およびビアの位置を図 20に示しま す。LT3669のL+ピン、SWピン、GNDピン、外付けキャッチ・ ダイオード （LT3669-2）、および入力コンデンサ （CL+）に大 量のスイッチング電流が流れることに注意してください。こ れらの部品とインダクタおよび出力コンデンサ （COUT）は回 路基板の同じ側に配置し、その層で接続して、これらによっ て形成されるループができるだけ小さくなるようにします。 GND へのすべての接続は共通の星形接地点で行うか、デ バイス付近の切れ目のないグランド・プレーン底面に直接 行う必要があります。SWノードとBSTノードは慎重にレイ アウトして干渉が発生しないようにしてください。SYNCピ ンを使用してデバイスを外部から同期する場合は、この信 号を調整して、影響されやすいノード、特にFBLDO、FBOUT、 CPOR、ILIM、および RTとの干渉が発生しないようにしてく ださい。最後に、FBLDO、FBOUT、CPOR、ILIM、および RTの 各ノードは小さく保ち、これらのノードをグランド・トレース によってSWノードとBSTノードから遮蔽するようにします。 パッケージ底面の露出パッド （ピン29）はヒートシンクとし て機能するので、グランド・ノードに半田付けする必要があ ります。熱抵抗を小さく保つには、グランド・プレーンをで きるだけ広げ、LT3669の下や近くから回路 基 板内および 裏側の追加グランド・プレーンまでサーマル・ビアを追加し ます。 高温に関する検討事項 LT3669 内部の電力損 失は、スイッチング・レギュレータ、 LDO、およびライン・ドライバによる電力損失を加算するこ とによって概算できます。スイッチング・レギュレータの電 力損失は、効率の測定によって求めることができます。LDO の電力損失は、LDO パス・デバイス両端間の電圧降下と負 荷電流との積を計算することによって求めることができま す。ライン・ドライバの寄与分は、ドライバごとに残留電圧 と負荷電流の積をとる同様の方法で計算できます。考慮に 入れる最後のパラメータは、すべての回路が正常に機能す るのに必要な静止電流で、約 6mAです。例として、L+の電 圧が 24V、VOUT およびVLDO の設定電圧がそれぞれ 5Vおよ び 3.3V、ライン・ドライバの負荷電流が両方とも250mAで あるとします。LDO 入力はスイッチング・レギュレータ出力 図 20. 適切な低 EMI 動作を保証する優れたPCBレイアウト 3669f 32 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 に接続されており、スイッチング・レギュレータ出力とLDO 出力は両 方とも全 負荷（それぞれ 300mAおよび 150mA） を駆動しています。全電力損失は次のように概算すること ができます。 PD = 24V • 0.006A＋(5V – 3.3V) • 0.15A + + 5V • 0.3A • 25%＋2 • 1.5V • 0.25A = 1.524W θJA が 44 C/Wである場合、接合部温度の上昇は、周囲温度 と比較すると67 Cになります。 LT3669は、2つの独立したサーマル・シャットダウン回路によ り、内部の過熱状態からデバイス自体を保護します。一方の サーマル・シャットダウン回路は、ヒステリシスが 12 Cで、接 合部温度が 140 Cを超えるとライン・ドライバだけを遮断し、 サーマル・シャットダウン中、SC1とSC2の出力は両方とも L になります。LDOとスイッチング ･レギュレータの出力はレギュ レーション状態を維持するので、µC がサーマル・シャットダ ウンを処理できます。このサーマル・シャットダウン回路が接 合部温度を抑えるのは、ライン・ドライバだけが重い負荷状態 であるか短絡状態の場合です。LDOまたはスイッチング・レ ギュレータの出力がフォルト状態の場合には、接合部温度が 168 Cを超えると、第 2のサーマル・シャットダウン回路がこれ らの出力を遮断します。サーマル・シャットダウン中の波形を 図 21に示します。 逆極性保護 LT3669は、ライン・ドライバ・ポート （L+、CQ1、Q2、および GND）間の任意の組み合わせで 60Vに耐えられるよう設 計されています。 スイッチング・レギュレータのパワー・デバイスは、内蔵の 逆極性保護ダイオードを通じてL+ から電力を供給されま すが、このダイオードのカソードもDIOピンに配線されま す。活線挿抜時のサージ電流が原因でこのダイオードを破 損しないようにするため、外付けダイオードを接続して内 蔵のダイオードを補強しない限り、DIOピンにはバイパス・ コンデンサを接続しないで （無接続状態のままにして） くだ さい。 サージおよび ESD 保護に関する検討事項 LT3669は、インタフェース・ポート(L+、CQ1、Q2、および GND)については 4kV、その他のすべてのピンについて は 2kVのESD パ ルス （ 人 体 モデル100pF/1.5kΩ）に 対 す る内部保護回路を内蔵しています。 IEC 61000-4-5お よ び IEC 61000-4-2 規 格 に 基 づ い て、 LT3669インタフェース・ポートをサージおよび接触 / 空中放電 から保護するために、外部での保護を追加することが必要で す。 ブレークダウン電圧がアプリケーションの最大動作電圧よ り高く、 （サージ/ESD 発生時の予想最大短絡電流では） クラ ンプ電圧が60V未満のTVSダイオードが必要です。たとえば、 レベル1のサージでは、 23.8A（直列抵抗が 42Ωの 1kVの サージ発生源）の短絡電流が定義されます。ピンCQ1、Q2、 および L+にバイパス・コンデンサ （>470pF） が接続されている VLDO 5V/DIV VOUT 5V/DIV VSC1/SC2 5V/DIV 3.3V LINE DRIVERS ON (PULLING LOAD HIGH) VCQ1/Q2 10V/DIV 100ms/DIV THERMAL SHUTDOWN EVENT 5V 0V THERMAL SHUTDOWN SHUTS LINE DRIVERS OFF 0V 36692 F21 図 21. サーマル・シャットダウンの波形 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 33 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 ことが前提ですが、このサージ・レベルに対してデバイスを保 護すると、 8kVの接触 / 空中放電に対しても保護できます。 L+の動作電圧が最大 36VのIO-Linkやその他のほとんどの アプリケーションでは、SM6T39Aまたは同等のTVSクラン プを推奨します。VL+ がさらに高い動作の場合は、SMCJ36A または同等のTVSクランプを使用してください。ライン・ドラ イバ・ポートの任意の組み合わせ間で印加されるサージから LT3669を保護するためのTVSダイオードの配置を図 22に示 します。 低電圧ロックアウト LT3669 低電圧ロックアウト回路は、入力電源 L+ならびに入 力ピンEN/UVLOをモニタし、さまざまな条件に合致しない場 合は内部回路をディスエーブルします。 LT3669は動作しません。 追加の回路はL+の電圧もモニタし、それが 6.5Vより低くな るとライン・ドライバをディスエーブルします。スイッチング・レ ギュレータとLDOはVL+ が 6.0Vより低くなるとディスエーブ ルされます。L+の電圧が 0.65Vより高くなるとすぐに、L+ から 電流が流れます。EN/UVLOを L に設定すると、静止電流は 1.15mAに減少します。 抵抗からEN/UVLOピンまでの結線を短くし、スイッチング・ ノードに対するプレーン間容量や表面容量を最小限に抑え るようにします。高い抵抗値を使用している場合は、スイッ チ・ノードによる結合の問題を防ぐために1nFのコンデン サでEN/UVLOピンをバイパスしてください。 出力電圧のモニタ LT3669のEN/UVLOピンの電圧は、内部で高精度の1.5Vリ LT3669は、パワーオン・リセット （POR） など、マイクロプロセッ ファレンスと比較され、調整可能な低電圧ロックアウトとして サ・ベースのシステムの電源モニタ機能を備えています。 使用できます （図 23を参照）。このピンを1.5Vのしきい値より 高精度の内部電圧リファレンスと高精度のPORコンパレー 低く設定すると、スイッチャ、LDO、およびライン・ドライバは タ回路が LT3669のLDOとスイッチング・レギュレータの出力 ディスエーブルされます。通常、UVLOは、入力電源の電流が 電圧をモニタします。これらの出力電圧は、設定値の92.7%よ 制限されているか、入力電源のソース抵抗が比較的高い状況 り高くして、RST がアサートされないようにする必要があります で使用されます。スイッチング・レギュレータは電源から一定 （「タイミング図」のセクションを参照）。LT3669は電源投入 の電力を引き出すため、電源電圧が低下するにつれて電源電 時、電源切断時、および電圧低下状態時にRSTをアサートし 流が増加します。この現象は電源からは負の抵抗負荷のよう ます。出力電圧が RSTしきい値より高くなると、調整可能なリ に見えるため、電源電圧が低い状態では、電源が電流を制限 セット・タイマが開始され、RSTはリセット・タイムアウト期間後 するか、または低電圧にラッチする原因になることがあります。 に解放されます （図 24を参照）。電源切断時に、出力電圧が UVLOにより、 この問題が発生する恐れのある電源電圧では、 RSTしきい値より低くなると、RSTはロジック L に保持されま VL+ LT3669/ LT3669-2 L+ LT3669/LT3669-2 R5 EN/UVLO CQ1 C3 R6 + – Q2 GND + – INTERNAL ENABLE 1.5V AGND GND 36692 F23 36692 F22 図 22. TVSダイオードの配置 図 23. 低電圧ロックアウト 3669f 34 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 アプリケーション情報 す。 リセット・タイマは外付けコンデンサを使用して調整可能で す。PORコンパレータはFBOUT ピンとFBLDO ピンのノイズに 対して堅牢となるよう設計されているので、RSTピンを誤って 作動させる可能性があります。PORコンパレータはコンパレー タの初段を低域通過フィルタに通します。このフィルタはRST をアサートする前にコンパレータの出力を積分します。 このフィ ルタを追加する利点は、大きさと期間が十分なトランジェント が降圧レギュレータの出力に発生しない限り、コンパレータ出 力でのロジックが切り替わらないことです。これにより、負荷ス テップや短絡時電圧低下状態などの出力電圧トランジェント によって生じる疑似リセットを防止できます。DCリセットしき い値の精度を犠牲にすることもありません。 この式が正確なのは、リセット・タイムアウト期間が 1.0ms 以上 の場合です。より短いタイムアウト期間を設定するには、 「標準 的性能特性」 セクションの 「リセット・タイムアウト期間と容量」 のグラフを参照してください。CPORを未接続のままにしておく と、 リセット・タイムアウトは最小の約 22μsになります。リセット・ タイムアウトの最大値は、漏れ電流の少ないコンデンサのう ち入手できる最大容量のものによって制限されます。タイムア ウト期間の精度は、コンデンサの漏れ電流（公称充電電流は 10µA） およびコンデンサの許容誤差の影響を受けます。漏れ 電流の少ないセラミック･コンデンサを推奨します。 このRST 信号は内部起動ラッチもリセットします。その後は、 RST 信号が H になるときだけ、起動によってフラグが立つよ うになります。 CPORピンでのコンパレータの誤作動によるノイズを防止す るには、RSTピンとCPORピンの間に10pFのコンデンサを接 続します。CPORピンと結合したRSTの立ち上がりエッジによ り、ノイズのないリセット信号を確実に発生させることができ ます。 リセット・タイミング ･コンデンサの選択 IO-Link の免責事項 リセット・タイムアウト期間は、さまざまなマイクロプロセッ サ・アプリケーションに対応するために調整可能です。リ セット・タイムアウト期間（tRST） を設定するには、CPORピン とグランドの間にコンデンサCPOR を接続します。この値は 次式によって求められます。 リニアテクノロジーはIO-Linkインタフェースとシステム仕 様との互 換 性を保つよう努力します。リニアテクノロジー は、PROFIBUS Nutzerorganisation（PNO）e.V.に 定 め ら れ たIO-Linkコンソーシアムのメンバーではありません。 CPOR = tRST • 8000 pF ms VEN/UVLO 5V/DIV 0V VRST 5V/DIV VOUT 2V/DIV 0V 12.5ms VLDO 2V/DIV 0V CPOR = 0.1µF 5ms/DIV 36692 F24 図 24. リセット・タイマの波形 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 35 LT3669/LT3669-2 標準的応用例 5V 降圧レギュレータ、3.3V LDO、COM2、250mAライン・ドライバ L1 33µH LT3669-2 BD BST FBOUT SW CBST 0.22µF CPOR 0.1µF D1 VOUT OR VLDO DA CPOR RT SYNC 100k 100k 100k 10k 10k ILIM LDOIN SR RESET RST I/O SC1 I/O SC2 I/O WAKE I/O RXD1 DIO I/O TXEN1 EN/UVLO I/O TXD1 L+ I/O TXEN2 Q2 I/O TXD2 CQ1 µC COUT 22µF RILIM, 42.2k VOUT R3, 14k FBLDO R4 4.42k AGND fSW = 600kHz R2 10.2k RT, 38.3k LDO GND VOUT , IOUT* 5V, 300mA R1, 53.6k VLDO , ILDO* 3.3V, 150mA CLDO 1µF VL+, 7.5V TO 40V TRANSIENT TO 60V 250mA C1 470pF C2 470pF 1 250mA CL+ 4.7µF 2 4 3 * IOUT(MAX) IS 300mA AND ILDO(MAX) IS 150mA tRST = 12.5ms (REMAINING AVAILABLE IOUT IS 300mA – ILDO) L1: CDRH50D28RNP-330MC 36692 TA02 3.3V 降圧レギュレータ、1.8V LDO、COM2、250mAライン・ドライバ L1 33µH LT3669-2 BD BST FBOUT SW CBST 0.22µF CPOR 0.1µF D1 VOUT OR VLDO DA CPOR RT SYNC 100k 100k 100k 10k 10k ILIM LDOIN SR RESET RST I/O SC1 I/O SC2 I/O WAKE I/O RXD1 DIO I/O TXEN1 EN/UVLO I/O TXD1 L+ I/O TXEN2 Q2 I/O TXD2 CQ1 µC fSW = 400kHz tRST = 12.5ms R2 10.2k COUT 22µF RT, 63.4k RILIM, 42.2k VOUT LDO R3, 5.62k FBLDO R4 4.42k AGND GND VOUT , IOUT* 3.3V, 300mA R1, 31.6k CLDO 1µF VLDO , ILDO* 1.8V, 150mA VL+, 7.5V TO 40V TRANSIENT TO 60V 250mA C1 470pF C2 470pF 250mA CL+ 4.7µF 1 2 4 3 * IOUT(MAX) IS 300mA AND ILDO(MAX) IS 150mA (REMAINING AVAILABLE IOUT IS 300mA – ILDO) L1: CDRH50D28RNP-330MC 36692 TA03 3669f 36 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 標準的応用例 3.3V 降圧レギュレータ、3.3V LDO、COM2、100mAライン・ドライバ L1 82µH CBST 0.1µF VOUT OR VLDO BD LT3669 FBOUT SW CPOR BST RT SYNC 100k 100k 100k 10k 10k R2 10.2k COUT 22µF RT, 63.4k ILIM SR LDO RESET RST I/O SC1 I/O SC2 I/O WAKE I/O RXD1 DIO I/O TXEN1 EN/UVLO I/O TXD1 L+ I/O TXEN2 Q2 I/O TXD2 CQ1 µC VOUT 3.3V, 100mA R1, 32.4k CPOR 0.1µF R3, 14k FBLDO R4 4.42k AGND LDOIN GND VLDO 3.3V 20mA, VL+ ≤ 30V CLDO 15mA, V ≤ 40V L+ 1µF VL+, 7.5V TO 40V TRANSIENT TO 60V 100mA C1 470pF C2 470pF 100mA CL+ 4.7µF 1 2 4 3 fSW = 400kHz tRST = 12.5ms L1: CDRH4D22HPNP-820MC 36692 TA04 3669f 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 37 LT3669/LT3669-2 標準的応用例 5V 降圧レギュレータ、3.3V LDO、COM2、500mAライン・ドライバ （IO-Link 以外） L1 33µH LT3669-2 BD BST FBOUT SW CBST 0.22µF CPOR 0.1µF D1 VOUT OR VLDO DA CPOR RT SYNC 100k 100k 100k 10k 10k ILIM LDOIN SR RESET RST I/O SC1 I/O SC2 I/O WAKE I/O RXD1 I/O TXEN1 EN/UVLO L+ TXD1 µC I/O VOUT R3, 14k R4 4.42k AGND DIO Q2 CQ1 GND COUT 22µF RILIM, 42.2k FBLDO TXD2 R2 10.2k RT, 38.3k LDO TXEN2 VOUT , IOUT* 5V, 300mA R1, 53.6k CLDO 1µF VLDO , ILDO* 3.3V, 150mA VL+, 7.5V TO 40V TRANSIENT TO 60V C1 470pF 500mA CL+ 10µF 1 2 4 3 fSW = 600kHz tRST = 12.5ms L1: CDRH50D28RNP-330MC * IOUT(MAX) IS 300mA AND ILDO(MAX) IS 150mA (REMAINING AVAILABLE IOUT IS 300mA – ILDO) 36692 TA05 3669f 38 詳細：www.linear-tech.co.jp/LT3669 LT3669/LT3669-2 パッケージ 最新のパッケージ図面については、http://www.linear-tech.co.jp/designtools/packaging/を参照してください。 UFD Package 28-Lead Plastic QFN (4mm × 5mm) (Reference LTC DWG # 05-08-1712 Rev B) 0.70 ±0.05 4.50 ±0.05 3.10 ±0.05 2.50 REF 2.65 ±0.05 3.65 ±0.05 PACKAGE OUTLINE 0.25 ±0.05 0.50 BSC 3.50 REF 4.10 ±0.05 5.50 ±0.05 RECOMMENDED SOLDER PAD PITCH AND DIMENSIONS APPLY SOLDER MASK TO AREAS THAT ARE NOT SOLDERED 4.00 ±0.10 (2 SIDES) 0.75 ±0.05 R = 0.05 TYP PIN 1 NOTCH R = 0.20 OR 0.35 × 45° CHAMFER 2.50 REF R = 0.115 TYP 27 28 0.40 ±0.10 PIN 1 TOP MARK (NOTE 6) 1 2 5.00 ±0.10 (2 SIDES) 3.50 REF 3.65 ±0.10 2.65 ±0.10 (UFD28) QFN 0506 REV B 0.200 REF 0.00 – 0.05 0.25 ±0.05 0.50 BSC BOTTOM VIEW—EXPOSED PAD 注記： 1. 図はJEDECパッケージ外形MO-220のバリエーション （WXXX-X） にするよう提案されている 2. 図は実寸とは異なる 3. すべての寸法はミリメートル 4. 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 5. 露出パッドは半田メッキとする 6. 灰色の部分はパッケージの上面と底面のピン1の位置の参考に過ぎない 3669f 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。 39 LT3669/LT3669-2 標準的応用例 （COM3 から） マスタへの完全な 24V 3 線式電力および信号伝送インタフェース ( 使用できる4つのマスタ・ポート中 1つを示す） BD 82µH 53.6k LT3669 FBOUT 10.2k 0.1µF 0.1µF VOUT OR VLDO SW CPOR BST RT SR 10k 2.9V TO 5.5V 10µF 1/4 VL LTC2874 24V 38.3k ILIM 100µF SYNC LDOIN RESET RST I/O SC1 I/O SC2 I/O WAKE I/O RXD1 DIO I/O TXEN1 EN/UVLO I/O TXD1 L+ I/O TXEN2 Q2 I/O TXD2 µC VOUT , IOUT* 5V, 100mA LDO 14k 4.42k AGND UP TO 20 METERS VLDO , ILDO* 3.3V, 100mA 0.2Ω – SENSE 1 1µF Q1 VL+, 7.5V TO 40V TRANSIENT TO 60V 100mA 470pF 4.7µF 2 10Ω 4 4 3 5 L+1 100mA 1 2 CQ1 1µF 3 IRQ I/O SDI I/O SCK I/O CS I/O SDO I/O µC GATE1 200mA 1 100mA CQ1 470pF 4.7k VDD SENSE+ VOUT FBLDO GND 1µF 0.1µF RXD1 I/O TXEN1 I/O TXD1 I/O GND 36692 TA06 fSW = 600kHz tRST = 12.5ms * IOUT(MAX) IS 100mA AND ILDO(MAX) IS 100mA Q1: FQT7N10 (REMAINING AVAILABLE IOUT IS 100mA – ILDO) 関連製品 製品番号 説明 LTC 2874 クワッドIO-LinkマスタHot Swap ™ パワー・コントローラおよび物理インタフェース 注釈 LT3502/LT3502A 40V、500mA、1.1MHz/2.2MHz 降圧スイッチング・レギュレータ VIN：3V ∼ 40V、VOUT(MIN) = 0.8V、IQ = 1.5 ｍA、 ISD < 1µA、2mm 2mm DFN-8およびMSOP-10Eパッケージ ® IO-Linkインタフェースおよびシステム規格と互換性を持つ 4ポートの物理インタフェース。8V ∼ 34Vで動作、 起動パルスの自動生成、20MHz SPIインタフェース VIN：4.5V ∼ 45V(60VMAX)、VOUT(MIN) = 0.8V、IQ = 12μA、 ISD = 3μA、3mm 3mm DFN-8および MSOP-8E パッケージ LTC3631/LTC3631-3.3/ 45V/100mA、同期整流式マイクロパワー LTC3631-5 降圧 DC/DCコンバータ LT3012 250mA、4V ∼ 80V、低ドロップアウト・ マイクロパワー・リニア・レギュレータ VIN：4V ∼ 80V、VOUT：1.24V ∼ 60V、VDO = 0.4V、 IQ = 40µA、ISD < 1µA、4mm 3mm DFN-12および TSSOP-16E パッケージ LT3667 フォルト保護されたデュアルLDO 内蔵の40V、 400mA 降圧スイッチング ･レギュレータ 降圧レギュレータ：VIN：4.3V ∼ 40V（60VMAX）、 VOUT(MIN) = 1.2V、IOUT = 400mA。LDO：VIN： 1.6V ∼ 45V （ 45VMAX）、VOUT(MIN) = 0.8V、 IOUT = 200mA、IQ = 50µA、ISD < 1µA、3mm 5mm QFN-24 および MSOP-16E パッケージ LT3082 並列接続可能な単一抵抗型の200mA 低ドロップアウト・リニア・レギュレータ VIN：1.2V ∼ 40V、VOUT(MIN) = 0V、バッテリ逆接続保護、 8ピンSOT-23、3ピンSOT-223、および 3mm 3mm DFN-8 パッケージ LT8620 効率が 96%の62V、2A、2.2MHz 同期整流式 VIN：3.4V ∼ 62V、VOUT(MIN) = 0.985V、IQ = 2.5μA、 マイクロパワー降圧 DC/DCコンバータ ISD < 1μA、3mm 5mm QFN-24およびMSOP-16Eパッケージ （IQ = 2.5µA、入力/出力電流制限 /モニタ機能内蔵） LT8610 効率が 96%の42V、2.5A、2.2MHz 同期整流式 VIN：3.4V ∼ 42V、VOUT(MIN) = 0.985V、IQ = 2.5μA、 マイクロパワー降圧 DC/DCコンバータ （IQ = 2.5μA） ISD < 1μA、MSOP-16E パッケージ LT8611 効率が 96%の42V、2.5A、2.2MHz 同期整流式 VIN：3.4V ∼ 42V、VOUT(MIN) = 0.985V、IQ = 2.5μA、 ISD < 1μA、3mm 5mm QFN-24 パッケージ マイクロパワー降圧 DC/DCコンバータ （IQ = 2.5µA、入力/出力電流制限 /モニタ機能内蔵） 3669f 40 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/LT3669 LT0514 • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2014