ELM614BA 2A 18V 500kHz 高效率 同步整流 PWM 降压 DC/DC 转换器
http://www.elm-tech.com■概要
ELM614BA 是一个内置有两个 N 沟道驱动器 MOSFET 的自举法同步整流降压型 DC/DC 转换 IC。输入
电压范围为 4.5V 到 18V, 输出电压设定范围为 0.8V 到 15V。输出电流最高可达 2A。通过电流模式工作拥有快速瞬态响应特性和达到环路的稳定性。
PWM 频率固定在 500 kHz，并且因为在轻负载时也自动切换到 PFM 控制，从而保持从重负载到轻负载的所有负载的高效率。
内置有过热保护和过电流保护两个保护功能。
小型尺寸的 SOT-26 封裝和最低限度的外部元件，可以做到最小的实装面积。

■特点■用途· 内置软启动·分布式电源系统· 过热保护、过电流保护· 输入电压范围: 4.5V ～ 18.0V·网络设备·FPGA，DSP，ASIC用电源· 输出电压范围
· 最大输出电流: 0.8V ～ 15.0V·计算机: 2A·家用电器

·内置MOSFET 开关· 关机电流

: 140mΩ/90mΩ
: Typ 3μA· 高効率· 固定频率
· 控制方式: Max 95%
: Typ 500kHz: PWM/PFM 自动切换控制· 外型封装: SOT-26■绝对最大额定值
项目

记号VinVsw
Vboot
VallPdTj
TopTstg电源电压
SW 引脚施加电压
BOOT 引脚施加电压其它引脚施加电压容许功耗
接合部温度
工作温度
保存温度

规格范围
-0.3 ～ +19.0-0.3 ～ Vin+0.3
Vsw-0.3 ～ Vsw+6.0-0.3 ～ +6.0
1200( 注 )+150
-40 ～+85-65 ～150

单位VVVVmW℃℃℃

注 : 在实装于玻璃环氧双面电路板（EIJ/ JEDEC 标准尺寸：76.2 毫米×114.3 毫米×1.6 毫米）、铜箔厚度：70μm，铜箔面积率：表面为20％、背面为100％的情况下。

■产品型号构成
ELM614BA-S
记号abc

项目
封装
产品版本卷带中 IC 引脚置向說明
B: SOT-26
A
S: 参考封装资料ELM614 B A - S↑↑ ↑a b c

注 : 包装卷带中 IC 引脚置向只有一种类型。

Rev.1.2
1/8
如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。

ELM614BA 2A 18V 500kHz 高效率 同步整流 PWM 降压 DC/DC 转换器
http://www.elm-tech.com■引脚配置图
SOT-26(俯视图)引脚编号123456

引脚记号
GND
SW
VIN
FB
EN
BOOT

说 明
接地引脚电源切换开关引脚
电源输入引脚反馈电压输入引脚
使能引脚高端栅极驱动自举输入引脚■标准电路图（可调节输出电压）
536VIN

BOOTENSWFBGND124

注 : C7 为客户自选。

■电路框图+0.3V

Oscillator
Fosc1 orFosc2+FB 4

Current Sense
Amplifier

RAMP++-+-1.2V

Error
AmplifierCurrent
Comparator

SQ

BOOT

RQ

2SW

1GND

M1

M2
EN

thermalshutdown

EN 5

500k+

0.8V

65V

1.2pF

Softstart

VIN

CLK

47pF

20k

3

IN<3.75V

1.2V

VIN

Internal
Regulators

Shutdown
comparator

5V

ELM614BA
Rev.1.22/8

如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。

ELM614BA 2A 18V 500kHz 高效率 同步整流 PWM 降压 DC/DC 转换器
http://www.elm-tech.com■电特性项目电源电压输出电压
关机电流電源电流反馈电压
误差放大器电压增益 *高压侧开关导通电阻 *低压侧开关导通电阻 *高压侧开关漏电电流高压侧开关限制电流低压侧开关限制电流振荡频率短路时振荡频率
最大占空比
最小导通时间 *PFM 开关负载电流EN L 下降阈值电压EN H 上升阈值电压低输入电压锁定阈值低输入电压锁定滞后
软起动时间
热关断温度

没有特别指定时, Vin=+1.2V, Top=25℃
记号条件
最小值 典型值 最大值 单位Vin
4.5
18.0
V
Vout
0.8
15.0
V
Is
Ven=0V
36μA
Iin
Ven=2.0V
0.7mA
Vfb
4.5V ≦ Vin ≦ 18.0V
0.784 0.800 0.816
VAea
1000
V/V
Rds(on)H
140mΩ
Rds(on)L90mΩ
Ileak Ven=0V, Vsw=0V, Top=+125℃
10μA
Iuswl 最小占空比3.03.6A
Ilswl 漏极→源极0A
Fosc1
400
500600kHzFosc2 Vfb=0V100
125150kHz
Dmax Vfb=0.5V
90%
to_min120
ns
Iload_pfm Vout=3.3V，使用标准电路时
40mAVenl Ven 下降
0.56
1.12
VVenh Ven 上升
1.22
1.83
VVuvlo Vin 上升
3.5
VVuvlo_hys
240
mV
tss
1ms
Tsd150℃* 为设计上的保证，没有实际测试。

■封装印字说明
SOT-26a～e : 生产组装批号
0～9 和 A ～ Z

Rev.1.2
3/8
如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。

ELM614BA 2A 18V 500kHz 高效率 同步整流 PWM 降压 DC/DC 转换器
http://www.elm-tech.com■工作说明
ELM614BA 是同步整流型电流模式控制的降压 DC/DC 转换器。输入电压可从 4.5V ～ 18V 降压到低至 0.8V。而且，电流的供应最大可达 2A。
ELM614BA 是通过电流模式来控制输出电压。输出电压通过电阻来分压，然后经过 FB 引脚来测试电压值，并利用内部误差放大器放大。
电压转换是通过内置的 N 沟道 MOSFET，使输入的电压降压来控制输出电压。高边的 MOSFET 是为
当需要比输入电压更高的栅极电压时而设置的。为了驱动高边 MOSFET，需要将自举电容连接在 SW 引
脚和 BOOT 引脚之间。自举电容在 SW 引脚为低电平时，会通过内部 5V 的电源来充电。
1）关于引脚BOOT 引脚：电源侧 MOS 开关栅极驱动用自举引脚。
自举引脚是为电源侧 N 沟道 MOS 开关栅极提供驱动电源。在 SW 引脚和 BOOT 引脚之间至少要连接0.1μF 以上的电容。
VIN 引脚：电源输入引脚。
从电源引脚为 ELM614BA 提供电源。可输入 4.5V 到 18.0V 的输入电压。为吸收开关噪声，应在 VIN
引脚和 GND 引脚之间连接恰当大小的电容。
SW 引脚：电源开关引脚。
电源开关引脚通过切换电感器电流来提供输出供电。在输出负载和电源开关引脚之间要连接 LC 滤波器。为驱动高边开关，需要在电源开关引脚和自举引脚之间连接电容。
GND 引脚：接地引脚。
FB 引脚 : 控制反馈电压引脚。
通过从 FB 引脚检测输出电压进行恒定电压控制。FB 引脚是通过在输出和地线间的分压电阻网络被连接起来的。FB 引脚被控制在 0.8V。
EN 引脚：使能输入引脚。
是使 ELM614BA 开启或关闭的数字输入引脚。当高使能动作即高输入时就开；而当低输入时就是待机状态。如果要连接到输入电源时，请通过 100kΩ 的电阻上拉。
*）如果通过 100kΩ 的电阻上拉，EN 引脚的电压就会由内置的齐纳二极管钳住在 5.7V。
2）输出电压的设定输出电压是由外部分压电阻来设定的。由反馈电阻 R1 和内置的相位补偿电容来共同决定反馈回路的带宽（参考标准电路图和框图）。因此，R1 的值，建议尽可能选择表 1BOM 所推荐的值或接近该表的值。
如果先决定了 R1 的值，则 R 2 值可以使用下式来计算：
R2 = R1 /（Vout/0.8V - 1）

图 1：电阻的连接Rev.1.2
4/8
如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。

ELM614BA 2A 18V 500kHz 高效率 同步整流 PWM 降压 DC/DC 转换器
http://www.elm-tech.com
表 1，列出了与各种输出电压相对应的分割电阻的建议值。
Vout (V)
1.05
1.20
1.80
2.50
3.30
5.00

R1 (KΩ)103.8 (1%)
100.0 (1%)
85.0 (1%)
67.5 (1%)
47.5 (1%)
83.1 (1%)

R2 (KΩ)332.1 (1%)
200.1 (1%)
68.0 (1%)
31.8 (1%)
15.2 (1%)
15.8 (1%)

表 1: 对应各种输出电压的推荐电阻值3) 电感电感是从输入电源被开关驱动时，作为恒电源来驱动负载的。因值大的电感脉动电流比较小，结果是输出脉动电压就会变小。但大值的电感，因尺寸大其串联电阻会变高，饱和电流值也会变小。决定所使用电感值最好的方法就是，将从峰到峰的脉动电流设置在最大开关电流的约 30％来设定电感。最大电感电流必须比 ELM614BA 最大的开关电流要小。电感值可由以下等式来计算：
L = [ Vout / (fs × ΔIL) ] × (1 - Vout / Vin)
在这里，Vout 为输出电压、Vin 为输入电压、fs 为开关频率、ΔIL 为电感的峰到峰的脉动电流。当电感到达峰电流时，必须要选择不饱和磁气的电感。电感的峰值电流可以下面等式来计算：
Ilp = Iload + [ Vout / (2 × fs × L) ] × (1 - Vout / Vin)
在这里，Iload 为负载电流。
选择什么样形状的电感，是依据价格、大小、EMI 规格等来决定的。
4) 肖特基二极管的选择电源侧 MOS 开关与接地侧 MOS 开关在从开启到关闭过渡的状态时，接地侧的 MOS 开关的寄生二极管由电感电流导通。因这个寄生二极管正向电压较高，会发生电力损耗。通过在 SW 引脚和 GND 引脚之间并联连接附加肖特基二极管，用这个肖特基二极管的低正向电压旁路电感器电流，可提高转换效率。
在表 2 里列举了所建议的肖特基二极管：型号
B130
SK13MBRS130

电压、电流
30V, 1A30V, 1A30V, 1A生产厂家
Diodes Inc.
Diodes Inc.
International Rectifier

表 2: 推荐的二极管5) 输入电容的选择降压 DC / DC 转换的输入电流是间歇性输入的。为保持 DC 输入电压的稳定，需要向 DC/DC 转换器的输入引脚提供 AC 电流的电容。而为了获取最佳性能有必要使用低 ESR 电容器。在此推荐使用陶瓷电容，当然钽电容或低 ESR 电解电容也可以使用。使用陶瓷电容时，需要注意电介质的特性，请确认其温度
和电压特性。建议使用 X5R 或 X7R 级的电介质产品。
因输入电容会吸收输入开关电流，因此，需要足够的脉动电流耐受能力。输入电流的 RMS Ic1 值可由
下列公式计算：Ic1 = Iload × [ (Vout / Vin) × (1 - Vout / Vin) ] 1/2

最糟糕的条件在 Vin =2Vout 时，Ic1 = Iload / 2。简单地说，需要选择可以容忍最大负载电流的一半的
RMS 脉动电流的电容。输入电容可以使用铝电解电容、钽电容、陶瓷电容。而要使用铝电解电容和钽电
Rev.1.2
5/8
如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。

ELM614BA 2A 18V 500kHz 高效率 同步整流 PWM 降压 DC/DC 转换器
http://www.elm-tech.com
容时，尽可能在接近 IC 的地方并联连接一个具有良好高频特性 0.1μF 的陶瓷电容。如果使用陶瓷电容，
请确保有足够容量来抑制输入引脚的脉动电压。低 ESR 电容的输入脉动值 ΔVin 可由下列公式计算：ΔVin = [ Iload / (C1 × fs) ] × (Vout / Vin) × (1 - Vout / Vin)
在这里，C1 为输入电容的容量值。
6) 输出电容的选择输出电容是为维持 DC 输出电压而使用的。建议使用陶瓷电容、钽电容、低 ESR 铝电解电容。低 ESR
电容可以做到低输出脉动电压。输出脉动电压 ΔVout 可由下列公式计算：
ΔVout = [ Vout / (fs × L) ] × (1 - Vout / Vin) × [ Resr + 1 / (8 × fs × C2) ]在这里，C2 为输出电容的容量值，Resr 为输出电容的等效串联电阻值。
陶瓷电容的情况下，基本上是由开关频率的高频阻抗的电容值来决定。即输出电压脉动是由容量值来决定。输出电压脉动值由下列公式计算：
ΔVout = [ Vout / (8 × fs2 × L × C2) ] × (1 - Vout / Vin)而在钽电容、铝电解电容器的情况下，主要由 ESR 在开关频率附近的阻抗来决定的。由以下的算式
来表示：
ΔVout = [ Vout / (fs × L) ] × (1 - Vout / Vin) × Resr
输出电容的电容值也会受到 DC/DC 转换稳定性所影响。ELM614BA 已针对宽范围电容值和对 ESR 能够稳定工作来设计。
7) 外部自举二极管
如果在外部增加自举二极管的话，可以提高 DC/DC 的转换效率：在 · Vout = 5V 或 3.3V; 以及· 高占空比 : D = Vout / Vin > 65%
的条件下，如图 2 所示，在外部添加自举二极管的话，是可以改善转换效率的。

图 2：从 DCDC 转换的输出引脚连接到 BS 引脚。

推荐的二极管是 100V、1A 级硅二极管（如 IN4148）。自举电容是从 0.1μF ～ 1μF。
而当 Vin 小于 6V 时，为了提高效率可以在外部增加一个肖特基二极管。如图 3 那样连接在 Vin 引脚
和 BOOT 引脚之间：图 3：添加肖特基二極管以在 Vin ≤ 6V 時提高效率。

Rev.1.2
6/8
如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。

ELM614BA 2A 18V 500kHz 高效率 同步整流 PWM 降压 DC/DC 转换器
http://www.elm-tech.com
8) PCB 布局指南PCB 布局对于实现能够稳定动作非常重要。请遵循以下指南：① 开关电流流动的路径尽可能短，并最大限度地减小输入电容、电源引脚、接地引脚以及 SW 引脚接
线的环路面积；② 陶瓷旁路电容尽可能放置在 VIN 引脚附近；③ 反馈回路要用最短的配线连接。反馈电阻元件，请尽可能靠近 IC 芯片设置；④ 对噪声比较敏感的 SW 引脚的接线，请尽量远离如 FB 引脚等模拟线路区域；⑤ VIN 引脚、SW 引脚、特别是 GND 引脚，请尽量连接到较宽的銅配线区域。这样才可以使动作中的芯片温度迅速下降以保证长期间的可靠性。
9) ELM614BA 的元件表请参考标准电路图。
Item
1234Reference
C1C5C7R4Part10μF
100nF
0.1μF
100K

表 3：ELM614BA 元件设置 1。

Vout = 5.0V
Vout = 3.3V
Vout = 2.5V
Vout = 1.8V
Vout = 1.2V

L
6.8μH
4.7μH
3.3μH
2.2μH
2.2μH

R1
83.1K
47.5K
67.5K
85.0K
100.0K

R215.8K
15.2K
31.8K
68.0K
200.1K

C210μF×210μF×210μF×210μF×210μF×2

表 4: ELM614BA 元件设定值 2。

Rev.1.27/8
如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。

ELM614BA 2A 18V 500kHz 高效率 同步整流 PWM 降压 DC/DC 转换器
http://www.elm-tech.com■典型特性曲线图
Vin=12V, Vout=3.3V, L=4.7µH, C1=10µF, C2=10µF×2, Top=+25°C, unless otherwise noted.
Start Up (12V=>3.3V, Load=2A)

Shut Down (12V=>3.3V, Load=2A)

Output Rippie (12V=>3.3V, Load=2A)

Output Rippie (12V=>3.3V, Load=1A)

Output Rippie (12V=>3.3V, Load=0A)

Dynamic Load (Iload=0.2A_2A, Vout=3.3V)

Short Circuit Protection

Efficiency

Rev.1.28/8如需确认语言的准确性 , 请参考 ELM 的英文版或日文版。