SC8721 可変型昇降圧 DC-DC コンバータモジュール(2.7V～22V 出力)

SC8721 搭載

サウスチップセミコンダクタ

■仕様
変換タイプ
入力電圧範囲出力電圧調整範囲
スイッチング周波数
その他の機能最大出力電流効率
アイソレートサイズ
内容品■特徴・Southchip Semiconductor の電源 IC SC8721 を使った大容量 DC-DC コンバータです。
・昇降圧で最大 5A 流せて、I2C から電圧のコントロールができる製品です。
・電圧は基板上の VR からでも、I2C からのコントロールでもどちらでもできます。2.7V～22Vの範囲を 0.02V 単位で設定できます。
・4-switch の MOSFET を内蔵していて、I2C で電圧調整もできて、プログラマブルの電流リミッタもついているのに安いという中国メーカーらしい製品です。
・USB PD やモバイルバッテリー，ディジタル家電などに適した電源 IC です。

昇降圧タイプ（4-Switch タイプ バック・ブーストコンバータ）
DC2.7V～22V
DC2.7V～22V※調整は基板上の VR か、I2C からの 20mV ステップディジタル制御
約 500kHz
電流モニタ端子 CSO
降圧動作時 5A（代表値），昇圧動作時 3A（代表値）
おおむね 80%～95%程度
入出力間はアイソレート（絶縁）されません
約 25.4x20.3mm
基板ｘ１枚 配線材料は別途ご用意ください※製作・使用にあたり巻末の使用上の注意をよく読んでお使いください。

■結線図●マイコンを使わない場合、写真のように配線していただくだけで単独動作となりすぐに出力が出ます。
※出力の初期電圧は 13V 位になります。

■接続について・電源は VIN～GND 間に接続します。負荷は VOUT～GND に接続します。VOUT2 には接続しません。
・VIN を 5V 以下で使用の場合は重要な補足説明をご覧ください。
・CE は Chip Enable 端子ですが、未接続のままでプルアップされていますので動作オンになります。CE ピンの最大定格は 5.5Vですご注意ください。
・I2C 端子 SDA, SCL はマイコンと接続します。プルアップはしていませんので、お客様側で行う必要があります。
・VCC 端子は SC8721 の内部電源 5V が出力されます。外部から電圧を加えないでください。
■発熱について負荷電流が大きい場合、基板・部品が暖かくなることがあります。あまり熱くなる場合は基板を放熱器に貼り付けるなど対策が必要です。多層基板となっておりますので、出力が４Ｗ未満ではほとんどの場合放熱は不要です。
IC のサイズに対して取り扱う電力が割りと大きいのでちょっとした電圧の変化，ピーク電流などで許容損失が大きくなると電流密度が大きいので高熱が一箇所に集中して IC が焼損する可能性が高いですからご注意ください。

■端子の説明
端子名称
VIN
GND
VOUT
SDA
SCL
VCC
CSO
CE
VSET

電源の入力端子です。
電源（入力・出力）、信号共通のグランド端子です。
電源の出力端子です。
I2C のデータ端子です。別途プルアップが必要です。
I2C のクロック端子です。別途プルアップが必要です。
SC8721 の内部電源出力端子です。およそ 5V が出力されます。
電流モニタ端子です。負荷電流に応じた電圧が出力されます。
チップイネーブル端子です。内部で VIN にプルアップされています。
基板内で 100kΩプルダウンされています。

推奨電圧
5V~22V－
2.7V~22V
3.3V～5V
3.3V～5V
5V
1.2V 以上
1.2V 以上

絶対最大定格25V
－
25V
5.5V
5.5V
5.5V
5.5V
5.5V
5.5V

■使い方
この商品は二通りの使い方ができます。この２つの切り替えは VSET ピンによって決定されます。
VSET ピンが 1.2V 以下で Low, 1.2V 以上で High となり最大入力は 5.5V です。VSET ピンは 100kΩ 1%でプルダウンされています。
①内蔵ボリュームでの調整（VSET ピン＝High）
基板上の半固定抵抗で出力を調整したい場合は VCC ピンと VSET ピンを接続します（前ページの接続図）これにより SC8721が動作を開始し、出力電圧はボリュームで調整できます。初期状態では 13V 前後の出力になります。約 2.5V からほぼ 22V までの調整範囲となります。
②I2C からのコントロール（VSET ピン＝Low またはオープン）
I2C からコントロールする場合、VSET ピンは未接続のままで、SDA, SCL をマイコンと接続します。SDA, SCL ピンはお客様側でプルアップが必要です。I2C スレーブアドレスは 0x62 (0b1100 010)です。I2C のレジスタは別途データシートをご覧ください。
内部レジスタ 0x03, 0x04 が出力電圧を設定するレジスタです。出力電圧は 10 ビットで設定し、0x03 に上位８ビット、0x04 に下位２ビットを設定します。また 0x04 には他の設定ビットもあります。bit4 はボリューム調整(0)（前述①）かディジタル調整(1)かの設定ビットです。I2C コントロールの場合は 1 をセットします。bit3 は VOUT_SET のマスクビットです。1 にすると変更が許可されます。bit2 は出力電圧の方向ビットです。出力電圧は 5V から相対値をセットします。5V より大きい電圧で 0 を、5V 以下の時は 1 をセットします。
出力電圧設定値は次のように計算します。
※12V の場合(12V-5V) / 0.02V = 350= 0x15E (上位８ビット=0x57, 下位２ビット=0x2)
内部レジスタ 0x03 に 0x57, 内部レジスタ 0x04 に 0x2+0x18=0x1A を書き込みます。
電圧を設定したら 0x05 の GLOBAL_CTRL Register に 0x02 を書き込んで設定値をロードします。
そのあと内部レジスタ 0x06 の bit4 を 0、つまり無効にすることで出力が出ます。具体的にはレジスタ 0x06 に 0x80 を書き込みます。bit4 は VSET ピンの有効・無効を設定します。初期状態では有効となっており、VSET ピンで出力のオン・オフを行えます。
(単独動作）それを無効にすると I2C 制御に切り替わるのでソフトで設定した電圧が出ることになります。
当社 SC8721 の商品ページにも情報をたくさん掲載しておりますのでご覧ください。
■重要な補足説明・CE 端子は IC 内部で 2MΩプルアップされており、通常の電源動作範囲では H レベルを保ちます。しかし電源 5V 未満ではプルアップが不足するので CE ピンの閾値 1.2V を下回ると動作が停止してしまいます。この場合は CE ピンに電圧を供給する必要があります。ただし CE ピンの最大定格は 5.5V なのでそれを越えないようにしなければなりません。内蔵プルアップは電源に 22V を供給しても CE 端子が 5V を超えることはありません。
・CE 端子が H レベルでないと I2C 通信はできません。
・CE 端子のプルアップ抵抗が大きいので CE ピンを触ると動作が停止、不安定になることがあります。
・CE 端子が L レベルだと VCC ピンの出力はでません。
・VSET 端子が 1.2V 以上になると基板上の VR が有効となり、SC8721 は動作します。
・VCC は内部電圧の出力ピンです。I2C 接続のときに VCC に電源を突っ込まないでください。
■寸法図※穴径は 1.0mm です。

・すべての端子が 2.54mmグリッドに載ります。

■使用上の注意
・入力と出力および極性を間違えないようにしてください。一瞬でもＩＣが破壊されてしまいます。
・入力電圧の最大は 22V です。（絶対最大定格 25V）
・入力・出力の電圧差が大きい場合は発熱が大きくなり、カタログ上の電流を流すことができません。放熱器に貼り付けたり、ファンなどで強制空冷するなどして IC の放熱を行ってください。
・本モジュールはシングル単電源で動作が保証されています。２台使って＋／－電源にしたり、複数台を並列／直接にして電流を増やしたり／電圧を上げたりといった使い方は正しく動作しませんので、このような使い方はしないでください。
・本キットはエンジニアの方を対象にした製品です。本製品をお使いになるにはある程度の電気的知識を必要とします。
・本モジュールを使用したことによる、損害・損失については一切補償できません。
・製造上の不良と認められる場合のみ、良品とお取替えいたします。それ以外の責についてはご容赦ください。

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株式会社ストロベリー・リナックス ２０２１年３月３日 第１版
２０２３年４月２７日 第２版