ELM620BA 1.4MHz 高効率 同期整流 PWM 昇圧 DC/DC コンバータ
https://www.elm-tech.com■概要

ELM620BA は電流モード制御と 1.4MHｚ固定周波数で動作する高効率の同期整流昇圧 PWM 型 DC/DC コンバータです。 同期整流方式のため外部ダイオードは不要です (付加することで効率改善できます)。
内部消費電流は300μAで動作し、シャットダウン電流は１μA以下です。 入力電圧は0.6V から 5V で動作し、3.3V 出力の場合、 単３(AA)1 本から 260ｍA、 2 本直列使用では 600ｍA 出力することができます。
スイッチング周波数は 1.4MHz のため、 小型の面実装コイルとコンデンサを使用することによって、 実装面積を最小にすることが可能です。

■特長

■用途

• 電流モード制御• 携帯電話• 過熱保護、 短絡保護
• 出力電圧低下保護• デジタルカメラ• MP3 プレーヤー• 入力電圧• 出力電圧• 消費電流: 0.6V ～ 5.0V
: 2.5V ～ 6.0V
: Typ.300μA• 携帯機器• PDA、スマートホン• 無線LAN、DSLカード• シャットダウン電流• 最低起動電圧: 1μA以下: Typ.0.9V• マイコン、DSP用電源• 低スイッチ抵抗(内部スイッチ） : 0.35Ω
• 固定周波数• 高効率• パッケージ: Typ.1.4MHz: 96%: SOT-26■絶対最大定格値
項目
VIN 電源電圧
SW 端子印加電圧
FB 端子印加電圧
EN 端子印加電圧
VOUT 端子印加電圧
許容損失
動作温度
保存温度

記号
Vin
Vsw
Vfb
Ven
Vout
PdTop
Tstg

規格値
-0.3 ～ +6.0
GND-0.3 ～ Vout+0.3
GND-0.3 ～ Vout+0.3
GND-0.3 ～ Vout+0.3-0.3 ～ +6.0250-30 to +85-65 to 125

単位VVVVVmW℃℃

注意 : 長時間絶対最大定格の状態に置くか、上記定格を超えると、デバイスの信頼性に影響を与える可能性があります。

■セレクションガイド
ELM620BA-S
記号abc

パッケージ
製品バージョン
テーピング方向

B: SOT-26
A
S: パッケージ ファイル参照

ELM620 B A - S↑↑ ↑a b c( 注) テーピング方向は一種類のみ

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ELM620BA 1.4MHz 高効率 同期整流 PWM 昇圧 DC/DC コンバータ
https://www.elm-tech.com■端子配列図SOT-26(TOP VIEW)
����

�

�

�

端子番号
12
3456端子記号
SWGND
FB
EN
VOUT
VIN

ピン説明
スイッチ
グランド
フィードバック
ON/OFF コントロール (ハイ イネーブル)
出力電圧
入力電圧

■ピン機能SW ： スイッチ端子。 コイルをこの端子と Vin の間に接続する。
GND : グランド端子。
FB ： 出力電圧制御のための入力端子。 VOUT 端子出力を抵抗分割して入力する。 出力電圧は 2.5Vから 6V まで調整することができる ：Vout = ( 1 + R1/R2) × 1.203
EN：イネーブル端子。 ロジックハイ値あるいは VIN 電位になると、 ELM620BA は動作する。 ロジックロー値あるいは GND 電位時、 スタンバイモードとなり、 消費電流は１μA 以下となる。
VOUT: 出力電圧検出端子および内部整流トランジスタの出力端子。
VIN : 電源入力ピン。 動作開始時は VIN 電源を使用し、 Vout が Vin を越えたのちは Vout 電源に切り替わる。

■標準回路図

+Optional
schottky

L=2.2μH

VinCin=22μF

SW
VIN

ELM620BA
ON/OFF

Vout

VOUT

FBEN
GND

R1=1.02MΩ
1%

R2=604kΩ
1%

Cout=22μF

Vout =(1+R1/R2) × 1.203

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ELM620BA 1.4MHz 高効率 同期整流 PWM 昇圧 DC/DC コンバータ
https://www.elm-tech.com■ブロック図
LCin
2.2μH
22μF

1V to 5V
Input

Optional
schottkyVin�

Start-up
OSC

Ramp Gen
1.4MHz

SW+Vout
goodA

2.3V

PWM
control

Sync drive
control

ELM620BA■電気的特性項目
出力電圧 ( 可変 )最小起動電圧
最小動作電圧
スイッチング周波数
最大デューティサイクル
出力電流制限遅延
フィードバック電圧
フィードバック入力電流
NMOS スイッチ 漏れ
PMOS スイッチ 漏れ
NMOS スイッチ オン抵抗
PMOS スイッチ オン抵抗
NMOS 電流制限
消費電流 ( アクティブ )シャットダウン電流
EN "H" 入力電圧
EN "L" 入力電圧
EN 入力電流Vout

Slopecomp�

0.35Ω
Cff
optional

gm �Rc80kShutdown

Cc
150pF

R11.02M
1%

Current
sense+Shutdown
control

VoutB

PWM
�comp �EN

0.45Ω

A/B MUX

Cout22μF

FBerrorAMP +Cp2
2.5pF

1.203Vref

R2604k1%

GND

特に指定なき場合, Vin=1.2V, Vout=3.3V, Top=25℃
記号条件
Min. Typ. Max. 単位
Vout
2.56.0V
Vst
Iload=1mA
0.91.1V
Vin
EN=Vin0.60 0.75
VFsw
1.1
1.4
1.7 MHz
Dmax Vfb=1.15V
8087%
tllimdly
40ns
Vfb
1.165 1.203 1.241 V
Ifb
Vfb=1.22V
1nAµA
IleakN Vsw=5V0.1
5.0µA
0.1
5.0
IleakP Vsw=0V
Vout=3.3V
0.35
Ω
RswN0.45
Ω
RswP Vout=3.3V
IlimN
700950mAµA
Iq
スイッチングなしで、 Vout 測定
300
500
µA
Is
Ven=0V, スイッチ漏れ電流を含む
0.1
1.0Venh
1VVenl0.35
VIen
Ven=5.5V
0.01 1.00 µA
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ELM620BA 1.4MHz 高効率 同期整流 PWM 昇圧 DC/DC コンバータ
https://www.elm-tech.com■試験回路����������

��

����

����

���

��������

����

���

��

���������

�������������

��■動作説明1) PCB レイアウト
ELM620BA は動作周波数が高いためにプリント基板の設計に注意が必要です。 所定の性能を得るためには PCB パターンレイアウトに注意が必要です。 図 -1 はオプションのショットキーダイオードを含む部品配置と配線パターンを示します。 グランドピンに対してはできるだけ広い銅パターンを接続することでチップの温度上昇を抑える事が出来ます。 必須条件ではありませんが、 多層基板による全面グランドが理想的です。

図 -1
Vin1SWVIN 62

GND VOUT 53FBEN 4ENVout

図 -1 一層基板によるショットキーダイオード付き推奨部品配置とパターンレイアウト。 大電流パスの銅パターンは最短に、 FB 端子への配線パターンは最小面積となるようにする。
2) コイルの選択
ELM620BA は 1.4MHz の動作周波数により面実装型のチップコイルが使用可能です。 ほとんどの場合2.2μH のコイルが使用できます。 大きめのインダクタンスのコイルを使用する場合は、 コイル電流のリプル成分の減少により大きな電流出力が得られます。
Iout(max) = η × (Ip −式には :η = 効率Vin × D) × (1 − D)
2×f×L
Ip = ピーク電流値 (0.7A)

Vin = 入力 ( バッテリー ) 電圧
f = スイッチ周波数 (Typ.1.4MHz)

D = 安定時のデューティ比 = (Vout − Vin) / Vout
L = コイルのインダクタンス
Rev.1.04/9

ELM620BA 1.4MHz 高効率 同期整流 PWM 昇圧 DC/DC コンバータ
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コイル電流のリプル成分は通常ピーク電流値の 20% から 40% に設定されます。 高周波フェライトコアを使用するコイルは , 安価な粉末鉄心のコイルに比べて周波数依存する損失を改善できます。 低 ESR( 直列等価抵抗 ) コイルは I2R 損失を低減します。 またピーク電流時に磁気飽和を起こさないことも必要です。 モールドコイルやチップコイルには ELM620BA で必要な 950ｍA のピーク電流に必要なコア体積を持たないものもありますから注意が必要です。 輻射ノイズを減らすためにはトロイダルコア、 ポットコア、 シールド付きボビンコアのコイルを使う必要があります。 表 - １は推奨コイルの例です。
表 -1: 推奨インダクタ
L
Max. DCR
品番(μH)(mΩ)
CDRH3D162.275
CDH3B162.270

Max. DC 電流(A)1.21.2

サイズ : W × L × H(mm3)
3.8 × 3.8 × 1.8
4.0 × 4.0 × 1.8

メーカ
SumidaCeaiya3) 入力 / 出力コンデンサの選択
出力電圧のリプルを抑えるためには低 ESR(等価直列抵抗）のコンデンサを使用します。 非常に低い ESRを持ちかつ実装面積も小さい積層セラミックコンデンサの採用がこの用途に最適です。 4.7μFから 22μFの出力コンデンサがほとんどの場合に使用可能です。 22μFより大きなコンデンサはさらにリプル電圧と過渡応答を改善したい場合に使用可能です。 R1 と並列に接続する追加のコンデンサが位相余裕確保のために10μF以上のコンデンサでは必要となる場合があります。 セラミックコンデンサは誘電体特性により温度電圧変化で容量が変化します。 コンデンサメーカのデータを参照してください。 X5R、 X7R クラスが推奨されます。
入力コンデンサの低 ESR 特性は入力のスイッチングノイズを抑えピーク電流時の入力電圧 ( 電池電圧 ) のドロップを抑えます。 出力コンデンサと同様に積層セラミックコンデンサがこの目的に最適です。 入力コンデンサは IC のピンにできるだけ最短距離で接続できるよう配置します。 10μF がほとんどの場合で十分な容量です。

■マーキングSOT-26a to e : 組み立てロット番号�

A ～ Z( I, O, X を除く ) と 0～9

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ELM620BA 1.4MHz 高効率 同期整流 PWM 昇圧 DC/DC コンバータ
https://www.elm-tech.com■標準特性曲線図• V=3.3V• Vout=3.3V : Cin=22μF, Cout=22μF, L=2.2μH, R1=46.6kΩ, R2=26.7kΩ, Top=25°C
Vout-Vin

4.0

Vout (V)EFFICIENCY (%)

3.5 Iout=1mA

3.0100mA

2.5

EFFICIENCY-Iout

10010mA

2.0

1.5

1.080

Vin=3V60

Vin=2.4V
Vin=1.8V

40

Vin=1.5V

20

0.5
00.5

2

1.5

1

2.5

00.1

3100

1000

4050

Iout (mA)

Vin (V)

Vout-Iout

4101

Vhold-Iout

0.7
0.6

Vin=3V

Vhold (V)

Vout (V)3

Vin=2.4V
Vin=1.8V

2

Vin=1.5V

0.5
0.4
0.30.21110

Iout (mA)

1000.110000102030

Iout (mA)

Rev.1.06/9

ELM620BA 1.4MHz 高効率 同期整流 PWM 昇圧 DC/DC コンバータ
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Vout-Top

1.2

3.34

1.1

3.32

Vout (V)

Vst (V)

Vst-Iout

1.0

0.9

0.8

3.30

3.28

0

3.5

10203040

3.26-40

50-200204060

Iout (mA)

Top (�)Start Response

Load Transient Response

Vin=Ven=1.8V, No load

Vout (V)3280

Vin=1.8V, Iout=0.1mA�0.1A

3.5
3.4
3.3

3.2

100.1

10

Iout (A)

2Ven (V)

Vout (V)Vin=1.5V, Iout=0.1A000 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6 42468 10 12 14 16 18 20

Time (ms)Time (ms)Rev.1.07/9

ELM620BA 1.4MHz 高効率 同期整流 PWM 昇圧 DC/DC コンバータ
https://www.elm-tech.com• V=5.0V• Vout=5.0V : Cin=22μF, Cout=22μF, L=2.2μH, R1=68.5kΩ, R2=21.7kΩ, Top=25°C
Vout-Vin

6.0

Iout=1mAEFFICIENCY (%)

Vout (V)

5.0

4.0100mA

3.010mA

2.0

1.000.5

11.52

EFFICIENCY-Iout100

32.53.5

Vin=3V8060

Vin=1.8V

40

2000.1

41Vin (V)

Vout-Iout

60.8

4Vhold (V)Vout (V)100

Vhold-Iout

0.95Vin=3V

Vin=1.8V

32110Iout (mA)

0.7
0.6
0.50.41100.3100

Iout (mA)

0102030

Iout (mA)

4050

Rev.1.08/9

ELM620BA 1.4MHz 高効率 同期整流 PWM 昇圧 DC/DC コンバータ
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Vout-Top

Vst-Iout

1.2

5.05

Vout (V)

1.0

0.9

4.95

010203040

4.90-4050-200204060

Iout (mA)

Top (�)Start Response

Load Transient Response

Vin=Vec=3V, No load

6Vout (V)43280

Vin=3V, Iout=0.1mA�0.1A

5.25

55.12554.87510.10321Ven (V)Vout (V)

5.00

0000.2

0.4

0.6

0.8

01246

Iout (A)Vst (V)1.1

0.8

Vin=3V, Iout=0.1A

5.108 10 12 14 16 18 20

Time (ms)Time (ms)Rev.1.0
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