ADP2300/ADP2301 - Analog Devices

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ADP2300/ADP2301 - Analog Devices

1.2 A、20 V、700 kHz/1.4 MHzの
非同期降圧レギュレータ
ADP2300/ADP2301
特長
代表的なアプリケーション回路
最大負荷電流：1.2 A
3.0V TO 20V
全温度範囲における出力精度：±2%
BST
VIN
広い入力電圧範囲：3.0～20 V
ADP2300/
ADP2301
スイッチング周波数：
700 kHz（ADP2300）または 1.4 MHz（ADP2301）
高効率：最大 91%
ON
電流モード制御アーキテクチャ
EN
VOUT
SW
FB
GND
08342-001
OFF
出力電圧：0.8 V ～0.85 × VIN
PFM/PWM モードの自動切り替え
図 1.
ヒステリシス付きの高精度イネーブル・ピン
ハイサイド MOSFET 内蔵
100
fSW = 1.4MHz
fSW = 700kHz
ブートストラップ・ダイオード内蔵
最小限の外付け部品
90
低電圧ロックアウト（UVLO）
過電流保護（OCP）とサーマル・シャットダウン（TSD）
ADIsimPower™ オンライン設計ツール
超小型の 6 ピン TSOT パッケージ
アプリケーション
EFFICIENCY (%)
内部補償とソフトスタート
95
85
80
75
70
デジタル負荷アプリケーション用の LDO 代替製品
65
通信およびネットワーキング
60
産業および計測
VIN = 12V
VOUT = 5.0V
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
IOUT (A)
ヘルスケアおよび医用
図 2.
民生用製品
08342-069
中間電源レール変換
出力電流対効率
概要
ADP2300/ADP2301 は、パワーMOSFET を内蔵した、固定周波数
電流モードのコンパクトな降圧 DC/DC レギュレータです。3 V
から 20 V までの広い入力電圧範囲で動作するため、さまざまな
アプリケーションで使用できます。高精度の低電圧リファレンス
を備えているため、最大 1.2 A の負荷電流で 0.8 V の安定した出
力電圧（±2%の精度）を生成するのに最適です。
2 種類のスイッチング周波数を選択でき、ADP2300 は 700 kHz、
ADP2301 は 1.4 MHz で動作します。効率とソリューション全体
のサイズとのトレードオフに基づいてデバイスを選ぶことがで
きます。電流モード制御機能によって、高速で安定したライン／
負荷過渡応答性能が得られます。ADP2300/ADP2301 には、パワー
Rev. 0
アップ時の突入電流を防止するソフトスタート機能があります。
その他の重要な安全機能としては、短絡保護、サーマル・シャッ
トダウン（TSD）、入力低電圧ロックアウト（UVLO）などがあ
ります。また、高精度イネーブル・ピンのスレッショールド電圧
により、ほかの入出力電源からのシーケンスが簡単になります。
抵抗分割器を利用すれば、この電圧をプログラマブルな UVLO
入力として使用することもできます。
ADP2300/ADP2301 は、6 ピン TSOT パッケージを採用しており、
−40～+125°C のジャンクション温度範囲で仕様が規定されてい
ます。
アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関
して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナ
ログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様は、予
告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有に属します。
※日本語データシートは REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。
©2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
社／〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル
電話 03（5402）8200
大阪営業所／〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー
電話 06（6350）6868
本
ADP2300/ADP2301
目次
サーマル・シャットダウン ........................................................ 15
特長......................................................................................................1
アプリケーション ..............................................................................1
制御ループ.................................................................................... 15
代表的なアプリケーション回路 ......................................................1
アプリケーション情報 .................................................................... 16
概要......................................................................................................1
出力電圧の設定............................................................................ 16
改訂履歴..............................................................................................2
出力電圧制限................................................................................ 16
仕様......................................................................................................3
低入力電圧に関する考慮事項 .................................................... 17
絶対最大定格 ......................................................................................4
高精度イネーブルの設定............................................................ 17
熱抵抗..............................................................................................4
インダクタ.................................................................................... 18
ESD に関する注意..........................................................................4
キャッチ・ダイオード................................................................ 19
ピン配置と機能の説明 ......................................................................5
入力コンデンサ............................................................................ 19
代表的な性能特性 ..............................................................................6
出力コンデンサ............................................................................ 19
機能ブロック図 ................................................................................13
熱に対する考慮事項.................................................................... 20
動作原理............................................................................................14
設計の例............................................................................................ 21
基本動作........................................................................................14
スイッチング周波数の選択 ........................................................ 21
PWM モード .................................................................................14
キャッチ・ダイオードの選択 .................................................... 21
パワーセーブ・モード ................................................................14
インダクタの選択........................................................................ 21
ブートストラップ回路 ................................................................14
出力コンデンサの選択................................................................ 21
高精度イネーブル........................................................................14
抵抗分圧器の選択........................................................................ 22
内蔵ソフトスタート ....................................................................14
PC ボードのレイアウトに関する推奨事項................................... 23
電流制限........................................................................................14
代表的なアプリケーション回路 .................................................... 24
短絡保護........................................................................................15
外形寸法............................................................................................ 26
低電圧ロックアウト（UVLO） .................................................15
オーダー・ガイド........................................................................ 26
改訂履歴
2/10—Revision 0: Initial Version
Rev. 0
－ 2/26 －
ADP2300/ADP2301
仕様
特に指定のない限り、VIN = 3.3 V、TJ = −40～+125°C（Min/Max 値）、TA = 25°C（Typ 値）。
表 1.
Parameter
Symbol
VIN
Voltage Range
Supply Current
Shutdown Current
Undervoltage Lockout Threshold
VIN
IVIN
ISHDN
UVLO
FB
Regulation Voltage
Bias Current
VFB
Test Conditions
2.15
TJ = 0°C to +125°C
TJ = −40°C to +125°C
0.788
0.784
VBST − VSW = 5 V, ISW = 150 mA
VBST − VSW = 5 V, VIN = 12 V
1.5
ADP2300
ADP2301
OSCILLATOR FREQUENCY
ADP2300
ADP2301
SOFT START TIME
ADP2300
ADP2301
BOOTSTRAP VOLTAGE
0.5
1.0
1.13
No switching, VIN = 12 V
THERMAL SHUTDOWN
Threshold
Hysteresis
1
2
ピン to ピン測定
設計により保証
Rev. 0
Max
Unit
20
800
35
2.95
V
µA
µA
V
V
0.800
0.800
0.01
0.812
0.816
0.1
V
V
µA
440
1.9
100
145
70
700
2.5
135
190
120
mΩ
A
ns
ns
ns
0.7
1.4
0.9
1.75
MHz
MHz
640
18
2.80
2.40
1460
730
VEN
VBOOT
Typ
3
No switching, VIN = 12 V
VEN = 0 V, VIN = 12 V
VIN rising
VIN falling
IFB
SW
On Resistance 1
Peak Current Limit 2
Minimum On Time
Minimum Off Time
EN
Input Threshold
Input Hysteresis
Pull-Down Current
Min
－ 3/26 －
1.2
100
1.2
µs
µs
1.27
V
mV
µA
5.0
V
140
15
°C
°C
ADP2300/ADP2301
絶対最大定格
表 2.
熱抵抗
Parameter
Rating
VIN, EN
SW
BST to SW
BST
FB
Operating Junction Temperature Range
Storage Temperature Range
Soldering Conditions
−0.3 V to +28 V
−1.0 V to +28 V
−0.6 V to +6 V
−0.3 V to +28 V
−0.3 V to +3.3 V
−40°C to +125°C
−65°C to +150°C
JEDEC J-STD-020
θJA は最悪の条件、すなわち回路ボードに表面実装パッケージを
ハンダ付けした状態で規定しています。
表 3. 熱抵抗 1
Package Type
θJA
θJC
Unit
6-Lead TSOT
186.02
66.34
°C/W
1
ESDに関する注意
上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えると、デバイスに恒
久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格の
みを指定するものであり、この仕様の動作セクションに記載する
規定値以上でのデバイス動作を定めたものではありません。デバ
イスを長時間絶対最大定格状態に置くと、デバイスの信頼性に影
響を与えることがあります。
絶対最大定格は、これらの組み合わせではなく個別に適用されま
す。特に指定のない限り、すべての電圧は GND を基準にします。
Rev. 0
θJA と θJC は JEDEC4 層ボード上で自然対流により測定します。
－ 4/26 －
ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイスです。
電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知されな
いまま放電することがあります。本製品は当社独自
の特許技術である ESD 保護回路を内蔵してはいます
が、デバイスが高エネルギーの静電放電を被った場
合、損傷を生じる可能性があります。したがって、
性能劣化や機能低下を防止するため、ESD に対する
適切な予防措置を講じることをお勧めします。
ADP2300/ADP2301
BST
1
GND
2
FB
3
ADP2300/
ADP2301
TOP VIEW
(Not to Scale)
図 3.
6
SW
5
VIN
4
EN
08342-002
ピン配置と機能の説明
ピン配置
表 4. ピン機能の説明
ピン番号
記号
説明
1
BST
ハイサイド MOSFET ドライバ用のブースト電源。SW ピンと BST ピンの間に 0.1 µF コンデンサを接続してフロー
ティング電源を形成し、MOSFET スイッチのゲートを VIN 電源電圧を上回る値に駆動します。
2
GND
グラウンド。このピンはグラウンド・プレーンに接続してください。
3
FB
帰還電圧センス入力。このピンは VOUT と抵抗分割器の間に接続してください。必要な VOUT を得るためにこのピン
の電圧を 0.8 V に設定します。
4
EN
出力イネーブル。このピンをハイレベルにして出力をイネーブルにするか、ローレベルにして出力をディスエーブ
ルにします。EN ピンはプログラマブルな UVLO 入力としても使用できます。このピンには、GND に落とす 1.2 µA
のプルダウン電流があります。
5
VIN
電源入力。GND にセラミック・バイパス・コンデンサを接続し、このピンから直接入力電源に接続します。
6
SW
スイッチ・ノード出力。このピンからインダクタを VOUT に接続し、キャッチ・ダイオードを GND に接続します。
Rev. 0
－ 5/26 －
ADP2300/ADP2301
代表的な性能特性
特に指定のない限り、VIN = 3.3 V、TA = 25°C、VEN = VIN。
90
90
80
80
70
60
VOUT = 12V
VOUT = 9V
VOUT = 5.0V
VOUT = 3.3V
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
VOUT = 5.0V
VOUT = 3.3V
VOUT = 2.5V
VOUT = 1.8V
VOUT = 1.2V
1.2
IOUT (A)
40
0
90
90
80
80
EFFICIENCY (%)
EFFICIENCY (%)
100
70
60
VOUT = 12V
VOUT = 9V
VOUT = 5.0V
VOUT = 3.3V
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
IOUT (A)
40
80
EFFICIENCY (%)
80
70
60
0.4
0.6
0.8
1.0
IOUT (A)
1.2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
INDUCTOR: LPS6225-103MLC
DIODE: B230A
70
60
40
VOUT = 2.5V
VOUT = 1.8V
VOUT = 1.2V
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
IOUT (A)
図 6. 効率曲線（VIN = 12 V、fSW = 1.4 MHz）
Rev. 0
0
50
VOUT = 5.0V
VOUT = 3.3V
VOUT = 2.5V
08342-072
EFFICIENCY (%)
90
0.2
VOUT = 2.5V
VOUT = 1.8V
VOUT = 1.2V
図 8. 効率曲線（VIN = 5.0 V、fSW = 1.4 MHz）
90
0
INDUCTOR: LPS6225-472MLC
DIODE: B230A
IOUT (A)
100
40
1.2
60
100
INDUCTOR: LPS6225-472MLC
DIODE: B230A
1.0
70
図 5. 効率曲線（VIN = 18 V、fSW = 700 kHz）
50
0.8
50
08342-071
INDUCTOR: LPS6225-103MLC
DIODE: B230A
0.6
図 7. 効率曲線（VIN = 12 V、fSW = 700 kHz）
100
50
0.4
IOUT (A)
図 4. 効率曲線（VIN = 18 V、fSW = 1.4 MHz）
40
0.2
08342-074
INDUCTOR: LPS6225-472MLC
DIODE: B230A
60
図 9. 効率曲線（VIN = 5.0 V、fSW = 700 kHz）
－ 6/26 －
1.2
08342-075
40
70
50
08342-070
50
INDUCTOR: LPS6225-103MLC
DIODE: B230A
08342-073
EFFICIENCY (%)
100
EFFICIENCY (%)
100
ADP2300/ADP2301
100
0.20
fSW = 1.4MHz
fSW = 700kHz
0.15
90
LINE REGULATION (%)
0.10
EFFICIENCY (%)
80
70
0.05
0
–0.05
60
–0.10
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
–0.20
1.2
IOUT (A)
図 10.
08342-089
効率曲線（VIN = 3.3 V、外部ブートストラップ・
バイアス電圧 5.0 V、fSW = 1.4 MHz）
100
図 13.
FREQUENCY (kHz)
17
20
ライン・レギュレーション（VOUT = 3.3 V、IOUT = 500 mA）
fSW = 1.4MHz
fSW = 700kHz
70
60
1200
1000
800
600
INDUCTOR: LPS6225-103MLC
DIODE: B230A
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
IOUT (A)
図 11.
400
–50
08342-066
0
–20
40
70
100
130
20
TEMPERATURE (°C)
効率曲線（VIN = 3.3 V、外部ブートストラップ・
バイアス電圧 5.0 V、fSW = 700 kHz）
図 14.
0.20
周波数の温度特性
1600
FSW = 1.4MHz
FSW = 700kHz
0.15
10
08342-076
EFFICIENCY (%)
14
1400
50
fSW = 1.4MHz
fSW = 700kHz
1400
0.10
FREQUENCY (kHz)
LOAD REGULATION (%)
11
1600
80
40
8
VIN (V)
VOUT = 1.8V
VOUT = 1.2V
VOUT = 0.8V
90
5
08342-077
40
–0.15
VOUT = 1.8V
VOUT = 1.2V
VOUT = 0.8V
INDUCTOR: LPS6225-472MLC
DIODE: B230A
08342-068
50
0.05
0
–0.05
1200
1000
800
–0.10
600
–0.15
–0.20
0.2
0.4
0.6
IOUT (A)
図 12.
Rev. 0
0.8
1.0
1.2
400
08342-067
0
2
5
8
11
14
VIN (V)
負荷レギュレーション（VOUT = 3.3 V、VIN = 12 V）
図 15.
－ 7/26 －
VIN の周波数特性
17
40
160
35
140
30
120
MINIMUM OFF TIME (ns)
25
20
15
10
TJ = −40°C
TJ = +25°C
TJ = +125°C
5
8
11
14
17
20
0
–50
図 19.
VIN 対シャットダウン電流
CURRENT LIMIT (A)
0.8V FEEDBACK VOLTAGE (V)
0.798
0.796
70
100
130
17
20
最短オフ時間の温度特性
1.5
1.0
0.5
0.794
10
40
70
100
130
図 17.
0
08342-079
–20
TEMPERATURE (°C)
2
5
8
11
14
VIN (V)
0.8 V 帰還電圧の温度特性
図 20.
110
VIN 対電流制限スレッショールド（VBST − VSW = 5.0 V）
2.5
105
2.0
100
CURRENT LIMIT (A)
MINIMUM ON TIME (ns)
40
2.0
0.800
95
90
1.5
1.0
0.5
85
10
40
70
図 18.
100
130
0
–50
08342-080
–20
TEMPERATURE (°C)
Rev. 0
10
2.5
0.802
80
–50
–20
TEMPERATURE (°C)
0.804
0.792
–50
40
20
VIN (V)
図 16.
60
08342-081
2
80
08342-082
0
100
08342-078
5
fSW = 1.4MHz
fSW = 700kHz
–20
10
40
70
100
TEMPERATURE (°C)
最短オン時間の温度特性
図 21.
－ 8/26 －
電流制限スレッショールドの温度特性
130
08342-083
SHUTDOWN CURRENT (µA)
ADP2300/ADP2301
ADP2300/ADP2301
700
3.0
RISING
FALLING
2.9
2.8
UVLO THRESHOLD (V)
620
580
540
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
TJ = −40°C
TJ = +25°C
TJ = +125°C
2
5
8
11
14
17
2.1
20
VIN (V)
図 22.
2.0
–50
08342-084
500
2.7
–20
10
40
70
100
130
TEMPERATURE (°C)
図 25.
VIN 対静止電流
08342-087
QUIESCENT CURRENT (µA)
660
UVLO スレッショールドの温度特性
900
800
VOUT
MOSFET RDS (ON) (mΩ)
700
1
IL
600
500
SW
400
4
300
200
10
40
70
100
130
TEMPERATURE (°C)
CH1 5mV
MOSFET RDS(ON) の温度特性（ピン to ピン測定）
図 26.
B
W
B
CH2 5V
M400ns
W
CH4 500mA Ω BW
A CH2
7.4V
08342-024
–20
08342-085
0
–50
図 23.
2
VGS = 5V
VGS = 4V
VGS = 3V
100
高負荷時の定常状態（fSW = 1.4 MHz、IOUT = 1 A）
1.30
RISING
FALLING
VOUT
1
1.20
1.15
IL
4
1.10
1.05
2
–20
10
40
70
100
130
TEMPERATURE (°C)
図 24.
Rev. 0
08342-086
1.00
–50
SW
CH1 20mV
イネーブル・スレッショールドの温度特性
図 27.
－ 9/26 －
B
W
B
CH2 5V
W M10µs
CH4 200mA Ω BW
A CH2
8V
08342-025
ENABLE THRESHOLD (V)
1.25
低負荷時の定常状態（ fSW = 1.4 MHz、IOUT = 40 mA）
ADP2300/ADP2301
VOUT
VOUT
1
IL
IOUT
1
4
EN
SW
4
SW
3
2
図 28.
B
B
B
CH2 10V
W M100µs
CH4 500mA Ω BW
W
W
A CH3
8V
CH1 50mV
1 A 抵抗負荷時のソフトスタート（fSW = 1.4 MHz）
B
W
B
CH2 10V
W M100µs A CH4
CH4 500mA Ω BW
630mA
08342-058
CH1 1V
CH3 10V
08342-026
2
図 31. ADP2301 の負荷過渡応答、0.2～1.0 A、
VOUT = 3.3 V、VIN = 12 V
(fSW = 1.4 MHz、L = 4.7 µH、COUT = 22 µF)
VOUT
VOUT
1
1
IOUT
IL
4
EN
SW
4
SW
3
図 29.
B
B
CH2 10V
W M100µs
CH4 500mA Ω BW
W
W
A CH3
8V
08342-027
CH1 1V
CH3 10V
B
CH1 200mV
無負荷時のソフトスタート（fSW = 1.4 MHz）
B
W
B
CH2 10V
W M100µs A CH4
CH4 500mA Ω BW
630mA
08342-059
2
2
図 32. ADP2300 の負荷過渡応答、0.2～1.0 A、
VOUT = 5.0 V、VIN = 12 V
(fSW = 700 kHz、L = 10 µH、COUT = 22 µF)
VOUT
1
VOUT
1
IOUT
IOUT
4
SW
SW
4
B
W
B
CH2 10V
W M100µs A CH4
CH4 500mA Ω BW
580mA
2
CH1 100mV
図 30. ADP2301 の負荷過渡応答、0.2～1.0 A、
VOUT = 5.0 V、VIN = 12 V
(fSW = 1.4 MHz、L = 4.7 µH、COUT = 10 µF)
Rev. 0
B
W
B
CH2 10V
W M100µs A CH4
CH4 500mA Ω BW
630mA
図 33. ADP2300 の負荷過渡応答、0.2～1.0 A、
VOUT = 3.3 V、VIN = 12 V
(fSW = 700 kHz、L = 10 µH、COUT = 22 µF)
－ 10/26 －
08342-060
CH1 100mV
08342-057
2
MAGNITUDE [B/A] (dB)
1
VIN
SW
3
2
W
M1ms
A CH3
11.4V
MAGNITUDE [B/A] (dB)
VOUT
1
IL
SW
W
CH2 10V
CH4 1A Ω
B
W
B
W
M10µs
A CH1
2.56V
08342-033
B
20
40
0
0
–20
–40
–40
–80
–60
–120
–160
–200
2
1M
100
200
80
160
60
120
40
80
20
40
0
0
–20
–40
–40
–80
–60
–120
–80 CROSS FREQUENCY: 80kHz
PHASE MARGIN: 68°
–100
1
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
2
CH1 1V
80
図 37. ADP2301 のボード線図、VOUT = 5.0 V、VIN = 12 V
(fSW = 1.4 MHz、L = 4.7 µH、COUT = 10 µF)
図 34. ADP2301 のライン過渡応答、7～15 V、
VOUT = 3.3 V、IOUT = 1.2 A、fSW = 1.4 MHz
4
120
40
PHASE [B/A] (Degrees)
B
CH2 10V
60
–160
–200
2
08342-063
W
160
–80 CROSS FREQUENCY: 127kHz
PHASE MARGIN: 53°
–100
1
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
08342-061
B
CH1 5mV
CH3 5V
200
80
08342-062
VOUT
100
PHASE [B/A] (Degrees)
ADP2300/ADP2301
1M
図 38. ADP2301 のボード線図、VOUT = 3.3 V、VIN = 12 V
(fSW = 1.4 MHz、L = 4.7 µH、COUT = 22 µF)
図 35. ADP2301 の短絡、VOUT = 3.3 V
(fSW = 1.4 MHz)
100
200
80
160
60
120
40
80
20
40
0
0
IL
4
SW
–20
–40
–40
–80
2
B
W
CH2 10V
CH4 1A Ω
B
B
W
M100µs
A CH1
1.2V
W
–100
1k
08342-034
CH1 1V
–160
CROSS FREQUENCY: 27kHz
PHASE MARGIN: 76°
1
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
–200
2
1M
図 39. ADP2300 のボード線図、VOUT = 5.0 V、VIN = 12 V
(fSW = 700 kHz、L = 10 µH、COUT = 22 µF)
図 36. ADP2301 の短絡回復、VOUT = 3.3 V
(fSW = 1.4 MHz)
Rev. 0
–120
–60
–80
PHASE [B/A] (Degrees)
VOUT
－ 11/26 －
08342-064
MAGNITUDE [B/A] (dB)
1
200
80
160
60
120
40
80
20
40
0
0
–20
–40
–40
–80
–60
–120
–80 CROSS FREQUENCY: 47kHz
PHASE MARGIN: 77°
–100
1
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
PHASE [B/A] (Degrees)
100
–160
–200
2
1M
08342-065
MAGNITUDE [B/A] (dB)
ADP2300/ADP2301
図 40. ADP2300 のボード線図、VOUT = 3.3 V、VIN = 12 V
(fSW = 700 kHz、L = 10 µH、COUT = 22 µF)
Rev. 0
－ 12/26 －
ADP2300/ADP2301
機能ブロック図
VIN
VIN
5
THERMAL
SHUTDOWN
SHUTDOWN
LOGIC
UVLO
SHUTDOWN IC
1.20V
OCP
EN 4
ON
1.2µA
OFF
OVP
250mV/A
BOOT
REGULATOR
0.5V
1
BST
0.90V
R
Q
VOUT
S
VBIAS = 1.1V
6
RAMP
GENERATOR
SW
CLK
GENERATOR
0.8V
VFB
FB
3
220kΩ
FREQUENCY FOLDBACK
(fSW, ½ fSW, ¼ fSW)
2
0.7pF
GND
ADP2300/ADP2301
図 41.
Rev. 0
ADP2300/ADP2301 の機能ブロック図
－ 13/26 －
08342-038
90pF
ADP2300/ADP2301
動作原理
ADP2300/ADP2301 は、ハイサイド・パワーMOSFET 内蔵の非同
期降圧 DC/DC レギュレータです。高スイッチング周波数と超小
型の 6 ピン TSOT パッケージにより、小型の降圧 DC/DC レギュ
レータ・ソリューションを実現します。
パルススキップ・モードのコンパレータがピーク・インダクタ電
流情報を示す内部の補償ノードを監視するため、パルススキップ
負荷電流スレッショールドの平均値は、入力電圧（VIN）、出力
電圧（VOUT）、インダクタ、出力コンデンサに依存します。
ADP2300/ADP2301 は 3.0～20 V の電圧で動作し、出力電圧を 0.8
V に安定化します。
出力電圧がレギュレーション・レベルを下回ったり回復したりす
るため、パワーセーブ・モード時の出力電圧リップルは PWM 動
作モード時のリップルより大きくなります。
ADP2300/ADP2301 には、 700 kHz （ ADP2300 ）と 1.4 MHz
（ADP2301）の 2 つの固定周波数オプションがあります。
基本動作
ADP2300/ADP2301 は、中～高の負荷電流時では固定周波数ピー
ク電流モード PWM アーキテクチャを使用しますが、低負荷時は
パルススキップ・モード制御方式に移行してスイッチング電力損
失を低減し、効率低下を防ぎます。固定周波数 PWM モードでは、
内蔵 MOSFET のデューティ・サイクルを制御して出力を安定化
します。低負荷時のパルススキップ・モードでは、出力リップル
が大きくなりますが、出力電圧をヒステリシス方式で制御します。
この動作モードでは、レギュレータがスイッチングを数サイクル
単位で定期的に停止し、変換損失を最小限に抑えて効率を改善し
ます。
PWMモード
PWM モードでは、ADP2300/ADP2301 は内部発振器で設定する固
定周波数で動作します。発振器サイクルが開始するたびに、
MOSFET スイッチがオンになり、インダクタの両端に正電圧が
印加されます。インダクタの電流が増加し、電流検出信号がイン
ダクタのピーク電流スレッショールドに達すると、MOSFET ス
イッチをオフにします。このスレッショールドは誤差アンプ出力
によって設定します。MOSFET がオフのとき、次の発振器クロッ
ク・パルスで新しいサイクルが開始するまで、インダクタの電流
は外部ダイオードにより低下します。ADP2300/ADP2301 は、ピー
ク・インダクタ電流スレッショールドを調整して出力電圧を安定
化します。
ブートストラップ回路
ADP2300/ADP2301 はそれぞれブート・レギュレータを内蔵して
いるため、0.1 µF のセラミック・コンデンサ（X5R または X7R）
を BST ピンと SW ピンの間に接続してハイサイド MOSFET に
ゲート駆動電圧を供給する必要があります。ハイサイド MOSFET
をオンにするには、BST ピンと SW ピン間で 1.2 V 以上の電位差
が必要です。この電圧は、ダイオード経由で BST ピンに外部電
源を供給する場合は 5.5 V 以下にします。
ADP2300/ADP2301 は BST と SW ピン間の電圧を差動で検出して
安定化させ、ゲート駆動回路用の 5.0 V（typ）のブートストラッ
プ電圧を生成します。チップに内蔵されたダイオードが、
MOSFET スイッチがオンになるときの VIN と BST ピン間の逆電
圧をブロックします。
高精度イネーブル
ADP2300/ADP2301 は、リファレンス電圧が 1.2 V、ヒステリシス
が 100 mV の高精度イネーブル回路を備えています。EN ピンの
電圧が 1.2 V より大きくなると、デバイスはイネーブルになりま
す。EN 電圧が 1.1 V を下回ると、デバイスはディスエーブルに
なります。この高精度イネーブル・スレッショールド電圧により、
デバイスとほかの入出力電源との接続が簡単になります。また、
抵抗分割器を利用して、この回路をプログラマブルな UVLO 入
力として使用することもできます。EN ピンがフローティング状
態の場合は、内部の 1.2 µA プルダウン電流によって誤差を防止
できます。
パワーセーブ・モード
内蔵ソフトスタート
高効率を達成するために、ADP2300/ADP2301 は、出力負荷がパ
ルススキップ電流スレッショールドを下回ると、ただちにパルス
スキップ・モードに移行します。出力電圧が低下してレギュレー
ション・レベルを下回ると、ADP2300/ADP2301 は、発振器の数
サイクル間 PWM モードに入り、出力電圧をレギュレーションの
レベルまで上昇させます。バーストとバーストの間のアイドル期
間は、MOSFET スイッチがオフになり、出力コンデンサがすべ
ての出力電流を供給します。
ADP2300/ADP2301 はソフトスタート回路を内蔵しており、ス
タートアップ時に出力電圧の上昇を制御することによって突入
電流を制限することができます。ソフトスタート時間は、一般に
ADP2300 の場合は 1460 µs、ADP2301 の場合は 730 µs に固定され
ています。
Rev. 0
電流制限
ADP2300/ADP2301 は電流制限保護回路を備えており、ハイサイ
ド MOSFET スイッチに流れる正電流を制限することができます。
パワー・スイッチの正電流を制限することで、入力から出力に流
れる電流量が制限されます。
－ 14/26 －
ADP2300/ADP2301
短絡保護
低電圧ロックアウト（UVLO）
ADP2300/ADP2301 は周波数フォールドバックを備えており、出
力でハード短絡が発生した場合に出力電流が暴走するのを防ぐ
ことができます。FBピンの電圧が一定の値を急激に下回ると、
スイッチング周波数が低下します。これによって、インダクタの
電流が低下する時間が長くなりますが、ピーク電流を安定化する
間のリップル電流が増大します。その結果、平均出力電流が減少
し、出力電流の暴走を防止します。スイッチング周波数とFBピ
ン電圧間の相関関係を表 5に示します。
ADP2300/ADP2301 は、固定の内部設定低電圧ロックアウト回路
を備えています。入力電圧が低下して 2.4 V を下回ると、デバイ
スがシャットダウンし、MOSFET スイッチがオフになります。
電圧が上昇して 2.8 V を再び上回ると、ソフトスタートが開始し、
デバイスがイネーブルになります。
表 5. スイッチング周波数と FB ピン電圧間の相関関係
FB Pin Voltage
Switching Frequency
VFB ≥ 0.6 V
0.6 V > VFB > 0.2 V
fSW
½ fSW
VFB ≤ 0.2 V
¼ fSW
ハード短絡（VFB ≤ 0.2 V）を取り除くと、ソフトスタート・サイ
クルが開始し、出力は通常動作中のレベルに安定化します。これ
によって、突入電流が制限され、出力電圧のオーバーシュートを
防止できます。
Rev. 0
サーマル・シャットダウン
ADP2300/ADP2301 のジャンクション温度が 140°C を超えると、
サーマル・シャットダウン回路によってチップがディスエーブル
になります。ジャンクション温度は、高電流動作、回路基板の不
適切な設計、または高い周囲温度のために極端に高くなることが
あります。15°C のヒステリシスが設けられているため、サーマ
ル・シャットダウンの後、ADP2300/ADP2301 はオンチップ温度
が 125°C を下回るまで動作に復帰しません。サーマル・シャット
ダウンが終了すると、ソフトスタートを開始します。
制御ループ
ADP2300/ADP2301 は、外部部品の数とコストを最小限に抑える
ために内部で補償を行います。また、スロープ補償回路を内蔵し
ているため、デバイスが 50%近くまたは 50%を超えるデュー
ティ・サイクルで動作するときにサブハーモニック発振を防止す
ることができます。
－ 15/26 －
ADP2300/ADP2301
アプリケーション情報
出力電圧の設定
出力電圧制限
ADP2300/ADP2301 の出力電圧は、図 42に示すように、出力電圧
とFBピンの間の抵抗分圧器によって外部で設定します。代表的
な出力電圧設定に対する推奨抵抗値を表 6に示します。出力電圧
設定値は次式で算出します。
最短オン時間、最短オフ時間、ブートストラップ・ドロップアウ
ト電圧のために、入力電圧に対して出力電圧の上限値と下限値が
あります。
V OUT
⎛ R
= 0.800 V × ⎜⎜1 + FB1
⎝ R FB2
⎞
⎟
⎟
⎠
ここで、
VOUT は出力電圧です。
RFB1 は VOUT と FB 間の帰還抵抗です。
RFB2 は FB と GND 間の帰還抵抗です。
V OUT (min) = t MIN -ON × f SW (max) × (V IN (max) + V D ) − V D
ここで、
VIN(max) は最大入力電圧です。
fSW(max) は最悪時の最大スイッチング周波数です。
tMIN-ON は最短の制御可能なオン時間です。
VD はダイオードの順方向電圧降下です。
ADP2300/
ADP2301
出力電圧の上限値は、制御可能な最短オフ時間によって制約され
ます。ADP2301 の場合、最悪時の最短オフ時間が最大で 120 ns に
なります。変動するスイッチング周波数と入力電圧の両方を考慮
すると、出力電圧の上限値は以下のようになります。
VOUT
08342-039
RFB1
FB
RFB2
図 42. 抵抗分圧器を使用した出力電圧の設定
表 6. 抵抗分圧器の推奨値
VOUT (V)
RFB1 (kΩ), ±1%
RFB2 (kΩ), ±1%
1.2
1.8
2.5
3.3
5.0
4.99
12.7
21.5
31.6
52.3
10
10.2
10.2
10.2
10
Rev. 0
出力電圧の下限値は、有限の制御可能な最短オン時間によって制
約されます。最悪時の最短オン時間は最大で 135 ns になります。
変動するスイッチング周波数と入力電圧の両方を考慮すると、出
力電圧の下限値は以下のようになります。
V OUT (max) = (1 − t MIN -OFF × f SW (max) ) × (V IN (min) + V D ) − V D
ここで、
VIN(min) は最小入力電圧です。
fSW(max) は最悪時の最大スイッチング周波数です。
VD はダイオードの順方向電圧降下です。
tMIN-OFF は制御可能な最短オフ時間です。
このほか、デバイスの内部ドロップアウト電圧のために、ブート
ストラップ回路が必要な出力を得るために最小入力電圧を制限
します。低負荷時の安定動作とプリバイアス状態の適正なスター
トアップを確実に実現するために、ADP2300/ADP2301 では、入
力電圧と安定化出力電圧間（または入力電圧とプリバイアス電圧
間）の電圧差を最悪時の 2.1 Vより大きくしなければなりません。
電圧差がそれより小さいと、ブートストラップ回路が最小の負荷
電流を使用してスタートアップ用のブースト・コンデンサを充電
します。図 43に、出力電圧が 3.3 Vの場合の典型的な必要最小入
力電圧と負荷電流の関係を示します。
－ 16/26 －
ADP2300/ADP2301
5.5
高精度イネーブルの設定
FOR STARTUP
一般に、ENピンとVINとの簡単な接続で、入力電源の供給時に
デバイスを自動スタートアップすることができます。しかし、図
46に示すように、抵抗分圧器をVINに接続すれば、高精度イネー
ブル機能によってADP2300/ADP2301 をプログラマブルなUVLO
として使用することができます。負荷電流が比較的高いときにソ
フトスタートでVIN を徐々に増大すると、スタートアップ障害が
発生することがありますが、この回路構成はそれを防止します。
5.1
4.9
4.5
4.3
4.1
FOR RUNNING
VIN
3.9
3.7
3.5
10
100
1k
EN
REN2
LOAD CURRENT (mA)
図 43.
ADP2300/
ADP2301
REN1
VOUT = 3.3V
fSW = 1.4MHz
1
VIN
負荷電流対最小入力電圧
図 46.
3 つの変換制限（最短オン時間、最短オフ時間、ブートストラッ
プ・ドロップアウト電圧）により、電圧変換制限は図 44のよう
になります。
22
プログラマブルな UVLO として使用する高精度イネーブル
また、高精度イネーブル機能によって、図 47に示すように別の
DC/DC 出力電源を使用する場合に ADP2300/ADP2301 の正確な
シーケンシングが可能になります。
ADP2300/
ADP2301
VIN (V)
17
OTHER DC-TO-DC
OUTPUT
図 47. 別の DC/DC 出力からのシーケンシング制御を実現する
高精度イネーブル
7
ENピンのプルアップ電流が 1.2 µAの場合のスタートアップ電圧
（図 46、図 47）は、以下のようになります。
MAXIMUM INPUT FOR ADP2300
MAXIMUM INPUT FOR ADP2301
MINIMUM INPUT FOR ADP2300/ADP2301
2
4
6
8
10
12
14
16
図 44.
⎞
⎛ 1.2 V
V STARTUP = ⎜⎜
+ 1.2 μA ⎟⎟ × R EN 1 + 1.2 V
R
⎠
⎝ EN 2
08342-055
0
VOUT (V)
電圧変換制限
低入力電圧に関する考慮事項
3 ～5 Vの低入力電圧の場合、内部ドロップアウト電圧のために
内部ブート・レギュレータでは 5.0 Vの十分なブートストラップ
電圧が得られません。このためにMOSFETのRDS(ON) が増加し、使
用可能な負荷電流が減少します。これを防ぐには、外付け小信号
ショットキー・ダイオードを追加して 5.0 Vからのブートスト
ラップ・バイアス電圧を使用する必要があります。BSTピンとSW
ピン間の絶対最大定格は 6.0 Vであるため、バイアス電圧は 5.5 V
より小さくします。図 45に、外部ブートストラップ回路のアプ
リケーション図を示します。
ここで、
VSTARTUP はチップをイネーブルにするスタートアップ電圧です。
REN1 は DC 電源と EN 間の抵抗です。
REN2 は EN と GND 間の抵抗です。
SCHOTTKY DIODE
3V ~ 5V
BST
VIN
5V BIAS
VOLTAGE
ADP2300/
ADP2301
ON
OFF
図 45.
EN
GND
FB
08342-042
SW
Rev. 0
EN
REN2
12
2
REN1
08342-044
MINIMUM VIN (V)
4.7
08342-043
5.3
低入力電圧用の外部ブートストラップ回路
－ 17/26 －
ADP2300/ADP2301
インダクタ
I PEAK = I LOAD (max) +
ADP2300/ADP2301 はスイッチング周波数が高いため、小型イン
ダクタを使用できます。最高の性能を実現するためには、
ADP2301 には 2 μH～10 μH のインダクタ値、
ADP2300 は 2～22 μH
のインダクタ値を使用してください。
ピーク to ピーク・インダクタ電流リップルは次式によって算出
します
ΔI RIPPLE =
(V IN − V OUT ) ⎛ V OUT + V D
× ⎜⎜
L × f sw
⎝ V IN + V D
⎞
⎟
⎟
⎠
ここで、
fSW はスイッチング周波数です。
L はインダクタ値です。
VD はダイオードの順方向電圧降下です。
VIN は入力電圧です。
VOUT は出力電圧です。
小電流のインダクタは一般にサイズが小さく値段も安くなりま
すが、それに伴ってリップル電流や出力電圧リップルは増大しま
す。目安としては、インダクタのピーク to ピーク電流リップル
を最大負荷電流の 30%に設定すると、最適な過渡応答と効率が得
られます。したがって、インダクタ値は次式によって算出します。
L=
(V IN − V OUT )
0.3 × I LOAD (max) × f sw
⎛V
+VD
× ⎜⎜ OUT
⎝ V IN + V D
ΔI RIPPLE
2
インダクタの最小電流は、インダクタのピーク電流より大きい値
にする必要があります。すぐに飽和するフェライト・コア・イン
ダクタの場合は、インダクタ飽和電流の定格をスイッチ電流制限
スレッショールドより大きくして、インダクタが飽和点に達しな
いようにします。必要な温度範囲で出力短絡が生じる最悪の条件
について必ず検証してください。
インダクタの導通損失は、内部DC抵抗（DCR）に関連するイン
ダクタ内の電流に起因します。サイズの大きいインダクタは、
DCRが小さいため、インダクタの導通損失は小さくなります。こ
れに対し、インダクタのコア損失はコアの材料やAC磁束振幅に
も関連しており、ピークtoピーク・インダクタ・リップル電流の
影響を受けます。ADP2300/ADP2301 は高スイッチング周波数レ
ギュレータであるため、低コア損失と低EMIを実現するために
シールド・フェライト・コア材を使用することを推奨します。推
奨インダクタを表 7に示します。
⎞
⎟
⎟
⎠
ここで、ILOAD(max) は最大負荷電流です。
インダクタのピーク電流は次式で算出します。
表 7. 推奨インダクタ
Vendor
Value (µH)
Part No.
DCR (mΩ)
ISAT (A)
Dimensions
L × W × H (mm)
Coilcraft
4.7
6.8
10
LPS6225-472MLC
LPS6225-682MLC
LPS6225-103MLC
65
95
105
3.1
2.7
2.1
6.0 × 6.0 × 2.4
6.0 × 6.0 × 2.4
6.0 × 6.0 × 2.4
Sumida
4.7
4.7
6.8
6.8
10
CDRH5D28RHPNP-4R7N
CDRH5D16NP-4R7N
CDRH5D28RHPNP-6R8N
CDRH5D16NP-6R8N
CDRH5D28RHPNP-100M
43
64
61
84
93
3.7
2.15
3.1
1.8
2.45
6.2 × 6.2 × 3.0
5.8 × 5.8 × 1.8
6.2 × 6.2 × 3.0
5.8 × 5.8 × 1.8
6.2 × 6.2 × 3.0
Cooper Bussmann
4.7
6.8
10
SD53-4R7-R
SD53-6R8-R
DR73-100-R
39
59
65
2.1
1.85
2.47
5.2 × 5.2 × 3.0
5.2 × 5.2 × 3.0
7.6 × 7.6 × 3.5
Toko
4.7
6.8
10
B1077AS-4R7N
B1077AS-6R8N
B1077AS-100M
34
40
58
2.6
2.3
1.8
7.6 × 7.6 × 4.0
7.6 × 7.6 × 4.0
7.6 × 7.6 × 4.0
TDK
4.7
6.8
10
VLC5045T-4R7M
VLC5045T-6R8M
VLC5045T-100M
34
46
66
3.3
2.7
2.1
5.0 × 5.0 × 4.5
5.0 × 5.0 × 4.5
5.0 × 5.0 × 4.5
Rev. 0
－ 18/26 －
ADP2300/ADP2301
キャッチ・ダイオード
出力コンデンサ
キャッチ・ダイオードは、内部 MOSFET のオフの間にインダク
タ電流を流します。そのため、通常動作時のダイオードの平均電
流が、レギュレータのデューティ・サイクルと出力負荷電流に左
右されるようになります。
出力コンデンサの選択は、レギュレータのループ・ダイナミック
スと出力電圧リップルの両方に影響を与えます。
ADP2300/ADP2301 は、等価直列抵抗（ESR）と等価直列インダ
クタンス（ESL）が低い、小さいセラミック・コンデンサで動作
するように設計されているため、厳しい出力電圧リップル仕様に
容易に対応できます。
⎛ V
+VD
I DIODE( AVG ) = ⎜⎜1 − OUT
V IN + V D
⎝
⎞
⎟ × I LOAD (max)
⎟
⎠
ここで、VD はダイオードの順方向電圧降下です。
通常動作時に必要な電流よりも高い電流定格のダイオードを選
択するのは、出力が短絡したときの最悪条件に対応するためだけ
です。この場合、ダイオード電流は標準のピーク電流スレッ
ショールドまで増加します。必ずダイオードのデータシートを参
照して、ダイオードが熱条件や電気的条件の制限範囲内で正常に
動作するか確認してください。
ダイオードの逆ブレークダウン電圧定格は最大入力電圧より大
きい値にし、SWノードのリンギング・ノイズに対応できる余裕
を見込んでおく必要があります。ショットキー・ダイオードは順
方向電圧降下が小さく、スイッチング速度が速いため、最高の効
率を得るために使用を推奨します。表 8に、推奨ショットキー・
ダイオードの一覧を示します。
表 8. 推奨ショットキー・ダイオード
Vendor
Part No.
VRRM
(V)
IAVG
(A)
ON Semiconductor
MBRS230LT3
MBRS240LT3
30
40
2
2
Diodes Inc.
B230A
B240A
30
40
2
2
Vishay
SL23
SS24
30
40
2
2
レギュレータが強制連続導通モードで動作した場合、全出力電圧
リップルは出力コンデンサの ESR に起因する電圧スパイクと出
力コンデンサの充電や放電に起因する電圧リップルの合計にな
ります。
⎛
1
ΔV RIPPLE = ΔI RIPPLE × ⎜⎜
+ ESRCOUT
8
f
×
sw × C OUT
⎝
低 ESR のコンデンサは、次式に示すように、出力電圧リップル
を低減する点で優れています。
ESRCOUT ≤
セラミック・コンデンサは、さまざまな誘電体で製造されている
ため、それぞれ温度と印加電圧に対して異なる動作をします。最
適な性能を得るために、低 ESR で温度係数が小さい X5R または
X7R 誘電体を推奨します。Y5V 誘電体と Z5U 誘電体は、温度と
DC バイアスの特性が十分でないため推奨できません。
表 9. VOUT ≤ 5.0 V の場合の推奨コンデンサ
入力コンデンサは、最大入力動作電圧と最大 RMS 入力電流に対
応する必要があります。入力コンデンサを流れる最大 RMS 入力
電流は ILOAD(max)/2 です。次式を使用して、アプリケーションの最
大負荷電流で RMS 入力電流に耐えられる入力コンデンサを選択
してください。
Vendor
Value
Part No.
Dimensions
L × W × H (mm)
Murata
10 µF, 6.3 V
22 µF, 6.3 V
GRM31MR60J106KE19
GRM31CR60J226KE19
3.2 × 1.6 × 1.15
3.2 × 1.6 × 1.6
TDK
10 µF, 6.3 V
22 µF, 6.3 V
C3216X5R0J106K
C3216X5R0J226M
3.2 × 1.6 × 1.6
3.2 × 1.6 × 0.85
I IN ( RMS ) = I LOAD (max) × D × (1 − D)
ここで、D はデューティ・サイクルですが、これは次式で表すこ
とができます。
V OUT + V D
V IN + V D
入力コンデンサには、低 ESR で温度係数が小さい X5R または
X7R 誘電体を用いたセラミック・コンデンサを推奨します。10 µF
の容量は、ほとんどのアプリケーションに適合します。電源ノイ
ズを最小限に抑えるために、ADP2300/ADP2301 の VIN ピンので
きるだけ近くに入力コンデンサを接続してください。
Rev. 0
ΔV RIPPLE
ΔI RIPPLE
一般に、ADP2301（1.4 MHzのスイッチング周波数）を使用する
ほとんどのアプリケーションは 10 µFの最小出力コンデンサ値を
必要とし、ADP2300（700 kHzのスイッチング周波数）を使用す
るほとんどのアプリケーションは 20 µFの最小出力コンデンサ値
を必要とします。VOUT ≤ 5.0 Vでの推奨出力コンデンサを表 9に示
します。
入力コンデンサ
D=
⎞
⎟
⎟
⎠
－ 19/26 －
ADP2300/ADP2301
熱に対する考慮事項
ADP2300/ADP2301 は、内部 MOSFET がオンの間だけインダクタ
電流の値を保存します。そのため、パッケージ内の消費電力がご
くわずかになり、熱に関連する制限を緩和することができます。
それでも、周囲温度が高くデューティ・サイクルが大きい最大負
荷モードでアプリケーションが動作する場合は、パッケージ内の
発熱量が大きくなり、チップ（ダイ）のジャンクション温度が最
大ジャンクション温度の 125°C を超えることがあります。ジャン
クション温度が 140°C を超えると、レギュレータがサーマル・
シャットダウン・モードに移行し、ジャンクション温度が 125°C
を下回ると元のモードに戻ります。
パッケージの温度上昇は、パッケージ内の消費電力に比例します。
この関係の比例定数は、次の式に示すように、チップのジャンク
ションから周囲温度までの熱抵抗です。
TR = θJA × PD
ここで、
TR はパッケージの上昇温度です。
θJA はチップのジャンクションからパッケージの周囲温度までの
熱抵抗です。
PD はパッケージの消費電力です。
チップのジャンクション温度は、次式に示すように、環境の周囲
温度と消費電力に起因するパッケージの上昇温度の合計になり
ます。
TJ = TA + TR
ここで、
TJ はジャンクション温度です。
TA は周囲温度です。
TR は消費電力に起因するパッケージの上昇温度です。
Rev. 0
－ 20/26 －
ADP2300/ADP2301
設計の例
ここでは、表 10に記した仕様例に基づいて外付け部品を選択す
る手順を示します。この設計例の回路図を図 48に示します。
インダクタの選択
次の式を使ってインダクタを選択します。
表 10. 降圧 DC/DC レギュレータの条件
Parameter
Specification
Input Voltage, VIN
Output Voltage, VOUT
12.0 V ± 10%
3.3 V, 1.2 A, 1% VOUT ripple
at CCM mode
VIN start-up voltage
approximately 7.8 V
Programmable UVLO
Voltage
None
None
None
図 44の変換を制限する条件（最短オン時間、最短オフ時間、ブー
トストラップ・ドア電圧）を評価する変換制限曲線を使って、700
kHz（ADP2300）または 1.4 MHz（ADP2301）のスイッチング周
波数を選択してください。
たとえば、図 44で 3.3 Vの出力電圧に対しVIN = 12 V ± 10%であれ
ば 700 kHzと 1.4 MHz のどちらのスイッチング周波数も変換制限
内にありますが、1.4 MHzの周波数を選択すれば、ソリューショ
ンのサイズが最小になります。もっと高い効率が必要な場合は、
700 kHzのほうを選択してください。ただし、この場合はインダ
クタと出力コンデンサが大きくなるため、レギュレータのフット
プリント面積が大きくなります。
キャッチ・ダイオードの選択
キャッチ・ダイオードを選択します。最適な効率を実現するには、
順方向電圧降下が小さくスイッチング速度が速いショット
キー・ダイオードを推奨します。ショットキー・ダイオードの標
準的な順方向電圧で、通常動作時のキャッチ・ダイオードの平均
電流は次式によって算出できます。
⎞
⎟ × I LOAD (max)
⎟
⎠
− V OUT
)
0.3 × I LOAD (max) × f sw
⎛V
+VD
× ⎜⎜ OUT
⎝ V IN + V D
⎞
⎟
⎟
⎠
計算すると、L = 5.15 µH になります。最も近い標準値は 4.7 µH
であるため、 ΔIRIPPLE = 0.394 A です。
インダクタのピーク電流は次式で算出します。
I PEAK = I LOAD (max) +
ΔI RIPPLE
2
ここで、
ILOAD(max) = 1.2 A
ΔIRIPPLE = 0.394 A
この式から、インダクタのピーク電流値は 1.397 A になります。
ただし、電流制限条件下でインダクタが飽和点に達するのを防ぐ
ために、インダクタの飽和電流を 2.0 A 以上に規定し、高信頼性
の動作を実現する必要があります。
出力コンデンサの選択
以下の式により、出力電圧リップル条件に基づいて出力コンデン
サを選択します。
⎛
1
ΔV RIPPLE = ΔI RIPPLE × ⎜⎜
+ ESRCOUT
8
f
×
sw × C OUT
⎝
⎞
⎟
⎟
⎠
ここで、
ΔIRIPPLE = 0.394 A
fSW = 1.4 MHz
ΔVRIPPLE = 33 mV
ここで、
VOUT = 3.3 V
VIN = 12 V
ILOAD(max) = 1.2 A
VD = 0.4 V
セラミック・コンデンサの ESR が 3 mΩ の場合、COUT = 1.2 µF で
す。
したがって、IDIODE(AVG) = 0.85 A
ただし、出力短絡という最悪条件の場合は、ピーク・スイッチ電
流制限（表 1を参照）によって一般にダイオードの電流が 2 Aに
増大します。この場合は、B230A表面実装ショットキー・ダイオー
ド（2.0 A/30 V）を選択すると、信頼性の高い動作を実現できま
す。
Rev. 0
(V IN
ここで、
VOUT = 3.3 V
VIN = 12 V
ILOAD(max) = 1.2 A
VD = 0.4 V
fSW = 1.4 MHz
スイッチング周波数の選択
⎛ V
+VD
I DIODE( AVG ) = ⎜⎜1 − OUT
V IN + V D
⎝
L=
Additional
Requirements
出力コンデンサはループ安定性を制御する 2 つの外部部品の 1 つ
であり、ADP2301（1.4 MHzのスイッチング周波数）を使用する
ほとんどのアプリケーションで安定性を確保するために最低 10
µFのコンデンサが必要です。推奨外部部品を示す表 11に従い、
この設計の例では 22 µF、6.3 V（電圧定格）を選択します。
－ 21/26 －
ADP2300/ADP2301
プログラマブルな VIN スタートアップ電圧の抵抗分圧器を求め
るには、次式を使用します。
抵抗分圧器の選択
抵抗分圧器を選択するには、まず出力帰還抵抗分圧器を計算し、
次にプログラマブルな VIN スタートアップ電圧に対して抵抗分
圧器を計算します。
⎛ 1.2 V
⎞
V STARTUP = ⎜⎜
+ 1.2 μA ⎟⎟ × R EN 1 + 1.2 V
R
EN
2
⎝
⎠
出力帰還抵抗分圧器の計算には次式を使用します。
V OUT
⎛ R
= 0.800 V × ⎜⎜1 + FB1
⎝ R FB2
VSTARTUP = 7.8 V の場合は、REN2 = 10.2 kΩ を選択して REN1 を計算
してください。この場合、REN1 は 56 kΩ になります。
⎞
⎟
⎟
⎠
3.3 Vの出力電圧の場合は、表 11の推奨値に従い、RFB1 = 31.6 kΩ
およびRFB2 = 10.2 kΩの帰還抵抗分圧器を選択してください。
BST
C3
0.1µF
6.3V
VIN
ADP2301
(1.4MHz)
SW
R3
56kΩ
1%
R4
10.2kΩ
1%
EN
L1
4.7µH
2.0A
D1
B230A
FB
C2
22µF
6.3V
R1
31.6kΩ
1%
R2
10.2kΩ
1%
GND
図 48.
VOUT = 3.3V
1.2A
08342-045
VIN = 12V
C1
10µF
25V
設計例の回路図
表 11. 代表的なアプリケーションの推奨外部部品（負荷電流= 1.2 A）
Part Number
VIN (V)
VOUT (V)
IOUT (A)
L (µH)
COUT (µF)
RFB1 (kΩ), ±1%
RFB2 (kΩ), ±1%
ADP2300 (700 kHz)
18
18
12
12
12
12
12
9
9
5
5
3.3
5.0
1.2
1.8
2.5
3.3
5.0
3.3
5.0
1.8
2.5
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
10
15
6.8
6.8
10
10
10
10
10
4.7
4.7
22
22
2 × 22
2 × 22
22
22
22
22
22
2 × 22
22
31.6
52.3
4.99
12.7
21.5
31.6
52.3
31.6
52.3
12.7
21.5
10.2
10
10
10.2
10.2
10.2
10
10.2
10
10.2
10.2
ADP2301 (1.4 MHz)
18
18
12
12
12
9
9
5
5
3.3
5.0
2.5
3.3
5.0
3.3
5.0
1.8
2.5
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
4.7
6.8
4.7
4.7
4.7
4.7
4.7
2.2
2.2
22
10
22
22
10
22
10
2 × 22
22
31.6
52.3
21.5
31.6
52.3
31.6
52.3
12.7
21.5
10.2
10
10.2
10.2
10
10.2
10
10.2
10.2
Rev. 0
－ 22/26 －
ADP2300/ADP2301
PCボードのレイアウトに関する推奨事項
•
ADP2300/ADP2301 から最高の性能を引き出すには、優れた回路
基板のレイアウトが必要です。回路レイアウトが不十分だと、レ
ギュレーションや安定性が損なわれ、電磁干渉（EMI）性能や電
磁適合性（EMC）が低下することがあります。PCBレイアウトの
例を図 50に示します。最適なPCBレイアウトを行うために、以
下のガイドラインに従ってください。
•
•
•
BST
VIN
ADP2300/
ADP2301 SW
短いパターンを用いて、IC の近くに入力コンデンサ、イン
ダクタ、キャッチ・ダイオード、出力コンデンサ、ブート
ストラップ・コンデンサを接続します。
大電流ループ・パターンをできるだけ太く短くします。大
電流の経路を図 49に示します。
部品側のグラウンド・メタルのサイズを最大限大きくして、
放熱性を高めます。
ノイズ干渉を受けやすい回路ノードへの影響を低減するた
めに、グラウンド・プレーンに複数のビアを設けて部品側
のグラウンドと接続します。
EN
FB
GND
08342-046
•
帰還抵抗分圧器の上部と出力を接続する FB パターンの長さ
を最小限に抑えながら、ノイズの混入を招く大電流パター
ンとスイッチ・ノードから離して配置します。
図 49. 大電流パターンを青色で示した代表的な
アプリケーション回路
INDUC TOR
C3
OUTPUT CAP
L1
CA TCH DIODE
BST CA P
RFB2
D1
C1
C2
INPUT CA P
図 50.
Rev. 0
ADP2300/ADP2301 の推奨 PCB レイアウト
－ 23/26 －
08342-056
RFB1
ADP2300/ADP2301
ADP2300/ADP2301
代表的なアプリケーション回路
BST
VIN
C1
10µF
25V
ADP2300
(700kHz)
R3
100kΩ
5%
EN
ON
C4
0.1µF L1
6.3V 6.8µH
2.0A
SW
D1
B230A
R1
4.99kΩ
1%
FB
ADP2300：700 kHz の代表的なアプリケーション、VIN = 12 V、VOUT = 1.2 V/1.2 A、外部イネーブル
BST
VIN
ADP2300
(700kHz)
C4
0.1µF
6.3V
EN
D1
B230A
FB
GND
C3
22µF
6.3V
C2
22µF
6.3V
ADP2300：700 kHz の代表的なアプリケーション、VIN = 12 V、VOUT = 1.8 V/1.2 A、外部イネーブル
BST
VIN
C1
10µF
25V
ADP2300
(700kHz)
C3
0.1µF L1
6.3V 10µH
2.0A
SW
D1
B230A
R3
100kΩ
5%
EN
ON
FB
GND
OFF
R1
21.5kΩ
1%
R2
10.2kΩ
1%
VOUT = 2.5V
1.2A
C2
22µF
6.3V
08342-050
VIN = 12V
Rev. 0
R1
12.7kΩ
1%
R2
10.2kΩ
1%
OFF
図 53.
VOUT = 1.8V
1.2A
SW
R3
100kΩ
5%
ON
L1
6.8µH
2.0A
08342-051
VIN = 12V
C1
10µF
25V
図 52.
C3
22µF
6.3V
C2
22µF
6.3V
R2
10kΩ
1%
GND
OFF
図 51.
VOUT = 1.2V
1.2A
08342-052
VIN = 12V
ADP2300：700 kHz の代表的なアプリケーション、VIN = 12 V、VOUT = 2.5 V/1.2 A 、外部イネーブル
－ 24/26 －
ADP2300/ADP2301
BST
C3
0.1µF
6.3V L1
4.7µH
2.0V
VIN
C1
10µF
25V
ADP2301
(1.4MHz)
R3
56kΩ
1%
FB
R2
10.2kΩ
1%
GND
ADP2301：1.4 MHz の代表的なアプリケーション、VIN = 12 V, VOUT = 3.3 V/1.2 A
（プログラマブルな 7.8 V スタートアップ入力電圧）
BST
VIN = 12V
VIN
C1
10µF
25V
C3
0.1µF
L1
6.3V 4.7µH
2.0A
ADP2301
D1
B230A
R3
100kΩ
5%
EN
R2
10kΩ
1%
GND
OFF
ADP2301：1.4 MHz の代表的なアプリケーション、VIN = 12 V、VOUT = 5.0 V/1.2 A 、外部イネーブル
BST
VIN
C1
10µF
25V
C3
0.1µF L1
6.3V 6.8µH
2.0A
ADP2301
D1
B230A
R3
100kΩ
5%
EN
R2
10.2kΩ
1%
GND
OFF
ADP2301：1.4 MHz の代表的なアプリケーション、VIN = 18 V、VOUT = 5.0 V/1.2 A 、外部イネーブル
BST
VIN
C1
10µF
25V
C3
L1
0.1µF
6.3V 4.7µH
2.0A
ADP2301
D1
B230A
R3
100kΩ
5%
EN
ON
FB
R2
10.2kΩ
1%
GND
ADP2301：1.4 MHz の代表的なアプリケーション、VIN = 9 V、VOUT = 3.3 V/1.2 A 、外部イネーブル
BST
VIN
C1
10µF
25V
ADP2301
(1.4MHz)
C4
0.1µF L1
6.3V 2.2µH
2.0A
SW
D1
B230A
R3
100kΩ
5%
EN
ON
FB
GND
OFF
R1
12.7kΩ
1%
R2
10.2kΩ
1%
VOUT = 1.8V
1.2A
C2
22µF
6.3V
C3
22µF
6.3V
08342-092
VIN = 5V
Rev. 0
C2
22µF
6.3V
R1
31.6kΩ
1%
OFF
図 58.
VOUT = 3.3V
1.2A
SW
(1.4MHz)
08342-091
VIN = 9V
図 57.
C2
10µF
6.3V
R1
52.3kΩ
1%
FB
ON
VOUT = 5.0V
1.2A
SW
(1.4MHz)
08342-090
VIN = 18V
図 56.
C2
10µF
6.3V
R1
52.3kΩ
1%
FB
ON
VOUT = 5V
1.2A
SW
(1.4MHz)
図 55.
C2
22µF
6.3V
R1
31.6kΩ
1%
08342-048
図 54.
D1
B230A
EN
R4
10.2kΩ
1%
VOUT = 3.3V
1.2A
SW
08342-049
VIN = 12V
ADP2301：1.4 MHz の代表的なアプリケーション、VIN = 5 V、VOUT = 1.8 V/1.2 A、外部イネーブル
－ 25/26 －
ADP2300/ADP2301
外形寸法
2.90 BSC
6
5
4
2.80 BSC
1.60 BSC
1
2
3
PIN 1
INDICATOR
D08342-0-2/10(0)-J
0.95 BSC
1.90
BSC
*1.00 MAX
0.10 MAX
0.50
0.30
SEATING
PLANE
0.20
0.08
8°
4°
0°
*COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-193-AA WITH
THE EXCEPTION OF PACKAGE HEIGHT AND THICKNESS.
図 59.
0.60
0.45
0.30
102808-A
*0.90
0.87
0.84
6 ピン薄型スモール・アウトライン・トランジスタ・パッケージ[TSOT]
(UJ-6)
寸法単位：mm
オーダー・ガイド
Model
1
ADP2300AUJZ-R7
ADP2300-EVALZ
ADP2301AUJZ-R7
ADP2301-EVALZ
1
Switching
Frequency
Temperature Range
Package Description
700 kHz
−40°C to +85°C
1.4 MHz
−40°C to +85°C
6-Lead Thin Small Outline Transistor Package [TSOT]
Evaluation Board
6-Lead Thin Small Outline Transistor Package [TSOT]
Evaluation Board
Z = RoHS 準拠製品
Rev. 0
－ 26/26 －
Package
Option
Branding
UJ-6
L87
UJ-6
L86