ISL85415FRZ

Datasheet ISL85415 Wide VIN 500mA Synchronous Buck Regulator The ISL85415 is a 500mA synchronous buck regulator with an input range of 3V to 36V. The device provides an easy-to-use high-efficiency, low BOM-count solution for a variety of applications. Features The ISL85415 integrates both high-side and low-side NMOS FET's and features a PFM mode for improved efficiency at light loads. The feature can be disabled if forced PWM mode is desired. The device switches at a default frequency of 500kHz, but can also be programmed using an external resistor from 300kHz to 2MHz. The ISL85415 has the ability to use internal or external compensation. By integrating both NMOS devices and providing internal configuration options, minimal external components are required, reducing both the BOM count and complexity of design. • No compensation required • Wide input voltage range 3V to 36V • Synchronous operation for high efficiency • Integrated High-side and Low-side NMOS devices • Selectable PFM or forced PWM mode at light loads • Internal fixed (500kHz) or adjustable switching frequency 300kHz to 2MHz • Continuous output current up to 500mA • Internal or external soft-start • Minimal external components required • Power-good and enable functions available. With the wide VIN range and reduced BOM the part provides an easy to implement design solution for a variety of applications while giving superior performance. It provides a very robust design for high-voltage Industrial applications and delivers an efficient solution for battery powered applications. Applications • Industrial control • Medical devices • Portable instrumentation The ISL85415 is available in a small Pb-free 4mmx3mm DFN plastic package with an operation temperature range of -40°C to +125°C. • Distributed power supplies • Cloud infrastructure Related Literature For a full list of related documents, visit our website: • ISL85415 device page 100 VIN = 12V VIN = 15V 95 VIN = 5V 90 CBOOT 100nF L1 22µH CVIN 10µF SYNC COMP 3 BOOT FB 4 VIN VOUT 5 COUT 10µF 6 PHASE PGND GND 11 R2 10 9 VCC R3 CVCC 1µF CFB Efficiency (%) 2 85 FS 12 1 SS 80 75 70 PG 60 EN 55 50 Internal Default Parameter Selection Figure 1. Typical Application FN8373 Rev.5.01 Jun.4.20 VIN = 24V 65 0 VIN = 33V 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 Output Load (A) Figure 2. Efficiency vs Load Current and Supply Voltage Page 1 of 30 ISL85415 Contents 1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2. Typical Application Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pin Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 5 5 5 Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1 2.2 2.3 2.4 Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Thermal Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Recommended Operation Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 7 7 8 3. Efficiency Curves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 4. Typical Performance Curves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5. Detailed Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 6. Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Soft Start . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Power-Good. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PWM Control Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Light Load Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Output Voltage Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 19 19 19 20 21 Protection Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.1 6.2 6.3 6.4 7. Overcurrent Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Negative Current Limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Over-Temperature Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boot Undervoltage Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 22 22 22 Application Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 Simplifying the Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Operating Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Synchronization Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Minimum On/Off-Time Limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Output Inductor Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Buck Regulator Output Capacitor Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Loop Compensation Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Layout Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 23 23 24 24 24 25 28 8. Revision History. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 9. Package Outline Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 FN8373 Rev.5.01 Jun.4.20 Page 2 of 30 ISL85415 1. 1. Overview Overview 1.1 Typical Application Diagrams  66   5 )% *1'  9,1 9287  3+$6( / —+  &)%  %227 &9,1 —) &287 —)  &203 6