ADP2311ACPZ-2-R7

双通道、1 A、18 V同步降压稳压器， 集成故障安全电压监控功能 ADP2311 产品特性 典型应用电路 PFO POR WDI EN PVIN1 VIN RSTO RVM2_TOP PFI CIN2 VM2 RPFI_BOT RVM2_BOT BST1 C1BST VOUT1 VIN PVIN2 RPFI_TOP CIN1 ADP2311 BST2 SW2 PGND2 SW1 PGND1 RTOP1 COUT1 C2BST L2 L1 FB1 RBOT1 RTOP2 VOUT2 COUT2 FB2 GND VREG TIMER CVREG RBOT2 11036-001 输入电压：4.5 V至18 V 输出精度：±1.0% 集成MOSFET：110 mΩ/60 mΩ(典型值) 连续输出电流：1 A/1 A 电源故障比较器产生报警信号 带可编程延迟定时器的上电复位 用于掉电的可调电压监控器(通道2) 看门狗刷新输入 双路180°错相工作 固定开关频率：300 kHz 内部补偿和软启动 利用低ESR陶瓷输出电容实现稳定工作 精密使能输入 关断期间提供电源反馈 欠压闭锁、过流保护、过压保护和热关断保护 CTIMER 图1. 100 VOUT = 3.3V VOUT = 5V 95 90 85 EFFICIENCY (%) 应用 工业和仪器仪表 医疗保健 DC-DC负载点应用 80 75 70 65 60 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 OUTPUT CURRENT (A) 11036-002 55 图2.效率与输出电流的关系(VIN = 12 V，fSW = 300 kHz) 概述 ADP2311是一款完全集成的双路同步降压DC/DC稳压器， 支持4.5 V至18 V的输入电压，输出电压可低至0.6 V。各通 道可提供高达1 A的连续输出电流。 ADP2311集成高端和低端MOSFET以实现效率极高且结构 紧凑的解决方案。稳压器的两个通道以180°错相工作，以 便降低输入纹波电流和输入电容大小，从而有助于降低系 统电磁干扰(EMI)。ADP2311还集成了内部补偿和软启动 电路以简化设计。 Rev. A 如果微处理器未能在预设超时周期内发出选通脉冲，片内 看门狗定时器能够复位微处理器。精确的电压监控电路和 电源故障比较器提供受控的上电和掉电时序以增强系统可 靠性。 ADP2311还具有欠压闭锁(UVLO)、过压保护(OVP)、过流 保护(OCP)和热关断(TSD)等功能。 ADP2311在 −40°C至+125°C的结温范围内工作，采用24引 脚LFCSP封装。 Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 ADP2311 目录 产品特性 ......................................................................................... 1 应用.................................................................................................. 1 典型应用电路 ................................................................................ 1 概述.................................................................................................. 1 修订历史 ......................................................................................... 2 功能框图 ......................................................................................... 3 技术规格 ......................................................................................... 4 绝对最大额定值............................................................................ 6 热阻 ............................................................................................ 6 ESD警告..................................................................................... 6 引脚配置和功能描述 ................................................................... 7 典型性能参数 ................................................................................ 8 工作原理 ....................................................................................... 13 控制方案.................................................................................. 13 精密使能/关断 ....................................................................... 13 内部稳压器(VREG)............................................................... 13 自举电路.................................................................................. 13 软启动 ...................................................................................... 13 峰值限流和短路保护............................................................ 13 上电复位(POR) ...................................................................... 13 TIMER引脚配置 .................................................................... 14 电源故障比较器..................................................................... 15 电压监控比较器(VM2) ........................................................ 15 看门狗定时器 ......................................................................... 15 上电和掉电时序..................................................................... 15 过压保护(OVP)...................................................................... 15 欠压闭锁(UVLO)................................................................... 15 热关断 ...................................................................................... 16 应用信息 ....................................................................................... 17 输入电容选择 ......................................................................... 17 输出电压设置 ......................................................................... 17 电感选择.................................................................................. 17 输出电容选择 ......................................................................... 18 应用电路 ....................................................................................... 19 外形尺寸 ....................................................................................... 20 订购指南.................................................................................. 20 修订历史 2014年3月—修订版A：初始版 Rev. A | Page 2 of 20 ADP2311 功能框图 UVLO ADP2311 PVIN1 ACS1 HICCUP MODE OCP BOOST REGULATOR I1MAX SLOPE RAMP1 SOFT START BST1 + DRIVER CMP1 + AMP1 0.6V SW1 – FB1 0.7V – CONTROL LOGIC AND MOSFET DRIVER WITH ANTI-CROSS PROTECTION OVP + – POR1 CLK1 0.579V + VREG DRIVER PGND1 LOW-SIDE CURRENT – SENSE ITIMER + TIMER POR DELAY TIMER RSTO POR1 POR2 POR CONTROL LOGIC FB1 CLK1 5V REGULATOR GND + 48mV – SLOPE RAMP2 + FB2 POWER-UP AND POWER-DOWN SEQUENCE CONTROL – – + 1.2V EN VREG – SLOPE RAMP1 OSC CLK2 1µA PVIN1 + PFO POR1 4µA PFI 0.6V – 0.6V + WDI VM2 RSTO RESET GENERATOR UVLO POR2 PVIN2 ACS2 ACS1 OCP HICCUP MODE I2MAX BOOST REGULATOR SLOPE RAMP2 BST2 + DRIVER CMP2 + AMP2 0.6V – FB2 0.7V – SW2 OVP + – 0.579V + POR2 CLK2 CONTROL LOGIC AND MOSFET DRIVER WITH ANTI-CROSS PROTECTION VREG DRIVER PGND2 LOW-SIDE CURRENT SENSE + 图3. Rev. A | Page 3 of 20 11036-003 SOFT START ADP2311 技术规格 除非另有说明，PVIN1 = PVIN2 = 12 V，TJ = −40°C至+125°C。 表1. 参数 电源输入 输入电源电压范围 静态电流(PVIN1 + PVIN2) 关断电流(PVIN1 + PVIN2) PVINx欠压闭锁阈值 PVINx上升 PVINx下降 反馈 FBx调节电压 符号 FBx偏置电流 内部稳压器 VREG电压 压差 稳压器限流 MOSFET导通电阻 高端导通电阻 低端导通电阻 限流 高端峰值限流 低端源电流限值 低端吸电流限值 打嗝时间 开关节点 开关最小导通时间 开关最小关断时间 PWM开关频率 软启动时间 使能 EN上升阈值 EN下降阈值 EN源电流 IFB 上电复位 上电复位阈值 上电复位迟滞 上电复位默认去毛刺时间 POR漏电流 POR输出低电压 电源故障输入和输出 电源故障输入阈值 电源故障输入迟滞 电源故障去毛剌时间 PFI漏电流 PFO漏电流 PFO输出低电压 VPVIN IQ ISHDN 测试条件/注释 PVIN1、PVIN2引脚 最小值 典型值 最大值 单位 1.2 10 18 1.5 20 V mA µA 4.2 3.7 4.5 V V 0.594 0.591 0.6 0.6 0.01 0.606 0.609 0.1 V V µA 4.7 5 300 50 5.3 70 V mV mA 110 60 158 90 mΩ mΩ 2 2.6 1 4096 2.4 3.1 A A A 周期 4.5 无切换，FB1 = FB2 = 0.65 V EN = GND 3.5 VFB FB1、FB2引脚 TJ = 0°C至+85°C TJ = −40°C至+125°C VREG引脚 IVREG = 5 mA 30 RDSON 引脚对引脚测量 VBST至V SW = 5 V VREG = 5 V 1.6 1.9 0.5 tMIN_ON tMIN_OFF fSW tSS SW1、SW2引脚 ISW = 0.5 A 250 100 165 300 512 350 ns ns kHz 周期 EN引脚 1.02 EN电压低于下降阈值 EN电压高于上升阈值 POR引脚 下降阈值(VFB1和VFB2) VPFI VPFI_HYST VPOR = 5 V IPOR = 1 mA PFI和PFO引脚 上升阈值 VPFI = 1.2 V VPFO = 5 V IPFO = 1 mA Rev. A | Page 4 of 20 93.5 0.591 1.2 1.1 5 1 1.28 V V µA µA 95 1.5 1.7 0.1 65 96.5 % % ms µA mV 0.6 25 8 10 0.1 65 1 90 0.609 33 50 1 90 V mV 周期 nA µA mV ADP2311 参数 电压监控比较器 VM2输入阈值 VM2输入迟滞 VM2漏电流 POR定时器 TIMER引脚上拉电流 看门狗 复位阈值电压 复位阈值迟滞 复位超时周期 看门狗超时周期 选项1 选项2 选项3 选项4 WDI脉冲宽度 WDI输入高电压 WDI输入低电压 RSTO 输出低电压 RSTO 漏电流 符号 测试条件/注释 VM2引脚 下降阈值 最小值 典型值 最大值 单位 0.585 0.6 50 10 0.615 65 50 V mV nA TIMER引脚 3 WDI和RSTO引脚 检测VFB2 tRP tWD 93.5 µA 95 1.5 1 1.17 100 50 150 200 117 58 175 233 IRSTO = 1 mA 65 0.4 90 ms ms ms ms ns V V mV VRSTO = 5 V 0.1 1 µA 0.883 96.5 % % ms 参见订购指南 83 41 125 167 80 1.2 热特性 热关断阈值 热关断迟滞 150 15 Rev. A | Page 5 of 20 °C °C ADP2311 绝对最大额定值 热阻 表2. 参数 PVIN1, PVIN2, EN SW1, SW2 BST1, BST2 FB1, FB2, WDI, RSTO, VM2, TIMER, POR, PFO, PFI VREG PGNDx至GND 工作结温范围 存储温度范围 焊接条件 额定值 −0.3 V至+20 V −1 V至+20 V VSW + 6 V −0.3 V至+6 V θJA针对最差条件，即焊接在电路板上的器件为表贴封装。 θJA通过JEDEC 4层电路板自然对流方式来测量，裸露焊盘通 过散热通孔焊接在印刷电路板(PCB)上。 −0.3 V至+6 V −0.3 V至+0.3 V −40°C至+125°C −65°C至+150°C JEDEC J-STD-020 封装类型 24引脚 LFCSP_WQ 表3. 热阻 θJA 36.8 θJC 1.64 单位 °C/W ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性 损坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其 他超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器 件能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影 响器件的可靠性。 Rev. A | Page 6 of 20 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。尽 管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能量 ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的ESD 防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 ADP2311 20 SW1 19 SW1 GND 1 18 PGND1 VREG 2 17 PGND1 16 BST1 ADP2311 TIMER 3 TOP VIEW PFI 4 15 BST2 SW2 11 SW2 12 WDI 9 PVIN2 10 FB2 7 14 PGND2 13 PGND2 RSTO 8 PFO 5 POR 6 NOTES 1. SOLDER THE EXPOSED PAD TO AN EXTERNAL GND PLANE. 11036-004 22 EN 21 PVIN1 24 FB1 23 VM2 引脚配置和功能描述 图4. 引脚配置 表4. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 引脚名称 GND VREG TIMER PFI 5 6 7 8 9 PFO POR FB2 RSTO WDI 10 11, 12 13, 14 15 16 17, 18 19, 20 21 22 23 PVIN2 SW2 PGND2 BST2 BST1 PGND1 SW1 PVIN1 EN VM2 24 FB1 EP 说明 模拟地。连接此引脚到地层。 内部5 V调节器输出引脚。IC控制电路通过该电压供电。在VREG和GND之间放置1 μF陶瓷电容。 POR时序选择和延迟时间设置。此引脚用于设置POR时序和延迟时间(参见“TIMER引脚配置”部分)。 电源故障比较器输入。PVIN2与PFI之间连接一个外部电阻分压器以监控输入电压。当PFI电压降至阈值电压 以下时，PFO引脚被拉低。 电源故障输出(开漏)。 上电复位输出(开漏)。 通道2的反馈电压检测输入引脚。从通道2输出电压VOUT2将此引脚连接至电阻分压器。 看门狗输出(开漏)。如果内部看门狗定时器因为WDI输入无活动而超时，则RSTO引脚变为低电平。 看门狗输入。如果WDI保持高电平或低电平的时间超过看门狗超时周期，则看门狗输出RSTO变为低电平。 每次WDI输入发生转换时，定时器就会复位；高电平变低电平或低电平变高电平会清除计数器。 通道2的电源输入引脚。将PVIN2连接到输入电源，并在此引脚和PGND2之间连接一个旁路电容。 通道2的开关节点。 通道2的电源地。 通道2栅极驱动的供电轨。在SW2与BST2之间放置一个0.1 μF电容。 通道1栅极驱动的供电轨。在SW1与BST1之间放置一个0.1 μF电容。 通道1的电源地。 通道1的开关节点。 通道1的电源输入引脚。将PVIN1连接到输入电源，并在此引脚和PGND1之间连接一个旁路电容。 精密使能输入。可使用外部电阻分压器来设定启动阈值。若不使用使能引脚，应将EN连接到PVINx。 电压监控比较器输入。PVIN2与VM2之间连接一个外部电阻分压器以监控输入电压。掉电时序期间，当VM2 电压降至阈值电压以下时，通道2关断。 通道1的反馈电压检测输入引脚。从通道1输出电压VOUT1将此引脚连接至电阻分压器。 裸露焊盘。将裸露的焊盘焊接到外部GND平面。 Rev. A | Page 7 of 20 ADP2311 典型性能参数 100 95 95 90 90 85 85 80 80 75 75 70 65 60 55 VOUT = 1V VOUT = 1.2V VOUT = 1.5V VOUT = 1.8V VOUT = 2.5V VOUT = 3.3V VOUT = 5V 50 45 40 35 30 INDUCTOR: XAL6060-223ME 0 0.2 0.4 0.6 0.8 70 65 60 55 50 40 35 1.0 OUTPUT CURRENT (A) 30 INDUCTOR: XAL6060-103ME 0 1.30 0.6 0.8 1.0 TJ = –40°C TJ = +25°C TJ = +125°C 1.25 13 QUIESCENT CURRENT (mA) SHUTDOWN CURRENT (μA) 0.4 图8. 效率与输出电流的关系(VIN = 5 V) TJ = –40°C TJ = +25°C TJ = +125°C 14 0.2 OUTPUT CURRENT (A) 图5. 效率与输出电流的关系(VIN = 12 V) 15 VOUT = 1V VOUT = 1.2V VOUT = 1.5V VOUT = 1.8V VOUT = 2.5V VOUT = 3.3V 45 11036-008 EFFICIENCY (%) 100 11036-005 EFFICIENCY (%) 除非另有说明，TA = 25°C，VIN = 12 V，VOUT = 3.3 V，L = 22 µH，COUT = 47 µF/X7R/6.3 V，fSW = 300 kHz。 12 11 10 9 8 7 1.20 1.15 1.10 1.05 4 6 8 10 12 14 16 18 VIN (V) 1.00 11036-006 5 4 6 8 10 12 14 16 18 VIN (V) 图6. 关断电流与VIN 的关系 11036-009 6 图9. 静态电流与VIN 的关系 4.5 1.30 4.4 1.25 ENABLE THRESHOLD (V) RISING 4.2 4.1 4.0 3.9 3.8 FALLING 3.7 RISING 1.20 1.15 FALLING 1.10 1.05 3.5 –40 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 120 1.00 –40 –20 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 图7. 欠压闭锁(UVLO)阈值与温度的关系 图10. 使能阈值与温度的关系 Rev. A | Page 8 of 20 100 120 11036-010 3.6 11036-007 UVLO THRESHOLD (V) 4.3 ADP2311 1.20 5.4 1.16 EN SOURCE CURRENT (µA) EN SOURCE CURRENT (µA) 5.2 5.0 4.8 4.6 4.4 1.12 1.08 1.04 1.00 0.96 0.92 0.88 40 60 80 100 120 TEMPERATURE (°C) 0.80 –40 60 80 120 100 120 100 120 100 584 POR THRESHOLD (mV) FEEDBACK VOLTAGE (mV) 40 588 604 602 600 598 596 580 RISING 576 FALLING 572 568 564 0 20 40 60 80 100 120 560 –40 11036-012 –20 TEMPERATURE (°C) –20 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 图15. POR阈值与温度的关系 图12. 反馈电压与温度的关系 612 670 608 660 604 RISING 596 592 588 584 580 FALLING 576 RISING 650 VM2 THRESHOLD (mV) 600 572 640 630 620 610 FALLING 600 568 590 564 –20 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 100 120 580 –40 11036-013 PFI THRESHOLD (mV) 20 图14. EN源电流与温度的关系(VEN = 1.5 V) 606 560 –40 0 TEMPERATURE (°C) 图11. EN源电流与温度的关系(VEN = 1 V) 594 –40 –20 11036-014 20 11036-015 0 11036-011 –20 11036-016 0.84 4.2 –40 –20 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 图13. PFI阈值与温度的关系 图16. VM2阈值与温度的关系 Rev. A | Page 9 of 20 ADP2311 350 588 310 300 290 280 270 250 –40 –20 0 20 40 60 80 100 120 TEMPERATURE (°C) 576 572 564 NORMALIZED WATCHDOG TIMEOUT PERIOD 1.12 1.10 1.08 1.06 1.04 1.02 1.00 0.98 0.96 0.94 0.92 –20 0 20 40 60 80 100 120 40 60 80 100 120 100 120 120 1.10 1.08 1.06 1.04 1.02 1.00 0.98 0.96 0.94 0.92 0.90 –40 11036-018 WATCHDOG RESET TIMEOUT PERIOD (ms) 20 1.12 1.14 TEMPERATURE (°C) –20 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 图18. 看门狗复位超时周期与温度的关系 图21. 归一化看门狗超时周期与温度的关系 2.4 3.4 3.3 2.3 PEAK CURRENT LIMIT (A) 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 2.6 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 2.5 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 120 11036-019 TIMER PIN SOURCE CURRENT (µA) 0 图20. 看门狗复位阈值与温度的关系 1.16 2.4 –40 –20 TEMPERATURE (°C) 图17. 频率与温度的关系 0.90 –40 FALLING 568 560 –40 11036-017 260 RISING 580 11036-020 320 584 11036-021 FREQUENCY (kHz) 330 11036-022 WATCHDOG RESET THRESHOLD (mV) 340 图19. TIMER引脚源电流与温度的关系 1.6 –40 –20 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 图22. 峰值限流阈值与温度的关系 Rev. A | Page 10 of 20 100 160 90 150 85 140 80 MOSFET RESISTOR (mΩ) 120 110 100 90 80 75 70 65 60 55 70 50 60 45 –20 0 20 40 60 80 100 40 –40 11036-023 50 –40 120 TEMPERATURE (°C) –20 0 20 40 60 80 100 11036-026 130 120 TEMPERATURE (°C) 图23. 高端MOSFET RDSON 与温度的关系 图26. 低端MOSFET RDSON与温度的关系 VOUT1 (AC) 1 SW1 1 EN 2 2 VOUT2 (AC) 3 3 VOUT1 VOUT2 SW2 POR W B W CH2 20V CH4 20V M4µs T 50.40% A CH4 7.2V CH1 5V CH3 2V B W B W CH2 2V CH4 2V 图24. 工作模式的波形 M1ms T 20.40% B W A CH1 3V 11036-027 B 11036-024 CH1 20mV CH3 20mV 10.7V 11036-028 4 4 图27. 满载软启动 VIN VOUT (AC) 1 SW 1 IOUT 2 VOUT (AC) 3 4 CH1 100mV B M200µs A CH4 W CH4 500mA Ω BW T 20.2% 720mA 11036-025 MOSFET RESISTOR (mΩ) ADP2311 CH1 5V CH3 20mV 图25. 负载瞬态响应，0.25 A至0.75 A B W B W CH2 10V B W M1ms A CH1 T 20.40% 图28. 线路瞬态响应，VIN 范围从8 V到14 V，IOUT = 1 A Rev. A | Page 11 of 20 ADP2311 VOUT VOUT 1 1 SW SW 2 2 IL B W CH2 10V BW CH4 2A Ω BW M10ms T 20.2% A CH1 2.04V 11036-029 CH1 2V CH1 2V 图29. 输出短路 B W CH2 10V BW CH4 2A Ω BW M10ms A CH1 T 70.40% 图30. 输出短路恢复 Rev. A | Page 12 of 20 2.04V 11036-030 IL 4 4 ADP2311 工作原理 ADP2311是一款完全集成的双路输出降压DC/DC稳压器，支 持4.5 V至18 V的输入电压，输出电压可低至0.6 V。ADP2311 还集成了上电和掉电时序电路以及看门狗定时器来增强系 统可靠性。 控制方案 ADP2311采用固定频率、电流模式脉冲宽度调制(PWM)控 制结构。每个振荡器周期开始时，高端MOSFET导通，给 电感两端施加一个正电压。电感电流上升，直到电流检测 信号超过峰值电感电流阈值，然后关断高端MOSFET并接 通低端MOSFET。这使得电感两端产生一个负电压，使电 感电流下降。低端MOSFET在该周期的剩余时间内保持 导通。 精密使能/关断 ADP2311有一个供两通道共用的精密使能引脚。EN引脚具 有一个内部下拉电流源(5 µA)，当EN引脚断开时默认关断。 当EN引脚的电压超过1.2 V(典型值)时，通道1和通道2使能， 并且EN引脚的内部下拉电流源降至1 µA，从而允许用户设 置输入电压欠压闭锁(UVLO)。 当EN引脚的电压降至1.1 V(典型值)以下时，通道1、通道2和 内部电路关断，器件进入关断模式。 峰值限流和短路保护 ADP2311内置峰值限流保护电路，可防止电流失控。高端 MOSFET峰值电流以2 A(典型值)为限。当电感峰值电流达到 限流阈值时，高端MOSFET关断，低端MOSFET导通，过 流计数器递增。 当 低 端 MOSFET导 通 时 ， 内 部 电 路 继 续 监 控 流 经 低 端 MOSFET的 电 流 。 在 每 个 时 钟 周 期 结 束 是 ， 如 果 低 端 MOSFET源电流大于低端源电流限流阈值(典型值2.6 A)，则 在下一周期，高端MOSFET保持关断，低端MOSFET保持 导通，过流计数器递增。在一个周期的开始时，如果低端 源电流小于低端源电流限值，则高端MOSFET再次导通。 如果在一个周期中，高端MOSFET峰值电流未超过峰值电 流限值，则过流计数器复位。如果过流计数器达到10，器 件将进入打嗝模式。在打嗝模式下，高端和低端MOSFET 均关断。器件在4096个时钟周期内保持打嗝模式，然后尝 试软启动。如果限流故障已清除，器件将恢复正常工作， 否则将重新进入打嗝模式。 低端MOSFET也可以从负载吸收电流。如果超过低端吸电 流限值，低端和高端MOSFET均会关断，直到下一周期 开始。 上电复位(POR) 内部稳压器(VREG) 内部稳压器为内部控制电路提供稳定的电压供应，并为低 端栅极驱动器提供偏置电压。建议在VREG和GND之间放 置一个1 μF陶瓷电容。内部稳压器还包含起保护作用的限流 电路。 PVIN1引脚为两个通道共用的内部稳压器供电。 自举电路 ADP2311集成了启动调节器，可为高端MOSFET提供栅极 驱动电压。这些调节器在BSTx引脚和SWx引脚之间产生 5 V自举电压。 建议在BSTx和SWx引脚之间放置一个X7R或X5R、0.1 µF陶 瓷电容。 软启动 ADP2311集成了软起动电路，用于限制输出电压上升时间 并减少启动时的浪涌电流。软启动时间固定为512个时钟 周期(1.7 ms)。 POR引脚为高电平有效、开漏输出，需要通过一个电阻拉 高到某个电压。 POR阈值以FBx引脚电压(V FB)为基准，指定为VFB的百分 比。POR下降阈值的典型值为95%，最小值为93.5%，最大 值为96.5%，覆盖全部温度范围。因此，POR下降阈值的典 型值为VFB典型值的95%，POR下降阈值的最小值为VFB最小 值的93.5%，POR下降阈值的最大值为VFB最大值的96.5%。 如果VFB最小值为0.591 V，则POR下降阈值的最小电压为0.591 V x 93.5% = 0.553 V。 如果V FB最大值为0.609 V，则POR下降阈值的最大电压为 0.609 V x 96.5% = 0.588 V。 因此，最差情况POR下降阈值电压范围是0.553 V至0.588 V。 POR下降阈值典型电压为0.6 V x 95% = 0.57 V。 Rev. A | Page 13 of 20 ADP2311 POR功能的下降和上升阈值之间具有1.5%的迟滞。POR上 升阈值的典型值为96.5%，最小值为95%，最大值为98%。 因此，POR上升触发电压的典型值为0.6 V x 96.5% = 0.579 V。 POR上升阈值电压始终高于POR下降阈值电压。 ADP2311 POR RSTO TIMER POR时序和延迟时间取决于TIMER引脚的配置。 11036-031 CTIMER TIMER引脚配置 图31. TIMER和GND之间连接电容 图31显示了TIMER引脚的第一种配置。图34显示了此配置 的上电复位时序。如图31所示，TIMER引脚和GND之间连 接一个电容。经过延迟时间后，当V OUT1 和V OUT2 均高于 VOUTx标称值的96.5%时，POR引脚被拉高。当VOUT1或VOUT2 降至VOUTx标称值的95%以下时，POR引脚被拉低。 POR ADP2311 RSTO POR延迟时间由内部默认延迟(1.7 ms)和下式计算的外部延 迟时间中的最大值决定： RSEQ CTIMER 11036-032 TIMER RSEQ = 10kΩ 图32. TIMER和GND之间连接电阻和电容 其中： CTIMER是TIMER引脚和GND之间的电容(1 nF至68 nF)。 POR ADP2311 11036-033 RSTO ITIMER是TIMER引脚的上拉电流(3 μA)。 TIMER 96.5% × VOUT1 VOUT1 POR tDELAY RSTO tRP tWD WDI 其中： RSEQ是8 kΩ至12 kΩ范围内的电阻。通常情况下，RSEQ选择 10 kΩ的电阻。 CTIMER是1 nF至68 nF范围内的电容。 图33显示了TIMER引脚的第三种配置。图35显示了此配置 的上电复位时序。此配置下的TIMER引脚悬空。POR延迟 时间为固定值1.7 ms。 95% × VOUT2 96.5% × VOUT2 VOUT2 11036-034 POR延迟时间由内部默认延迟(1.7 ms)和下式计算的外部延 迟时间中的最大值决定： 图33. TIMER引脚悬空 图34. 图31所示配置的上电复位时序 96.5% × VOUT1 VOUT1 POR tDELAY tDELAY RSTO WDI 95% × VOUT2 96.5% × VOUT2 VOUT2 tRP tWD 图35. 图32和图33所示配置的上电复位时序 Rev. A | Page 14 of 20 11036-035 图32显示了TIMER引脚的第二种配置。图35显示了此配置 的上电复位时序。如图32所示，TIMER引脚和GND之间连 接一个电阻和一个电容。经过延迟时间后，当V OUT1 和 VOUT2均高于VOUTx标称值的96.5%时，POR引脚被拉高。当 VOUT1或VOUT2降至VOUTx标称电压的95%以下时，或当看门狗 定时器超时(RSTO引脚从高电平变为低电平)时，POR引脚 被拉低。 ADP2311 电源故障比较器 ADP2311集成一个电源故障比较器，当输入电压降至指定 电压以下时，它可产生报警信号。当PFI输入电压低于 0.575 V时，PFO引脚被拉低。当PFI输入电压高于0.6 V时， PFO引脚被拉高。PFI引脚的漏电流很低，允许使用大值外 部电阻来降低系统功耗。 输入电压异常时，可利用PFO引脚向处理器发送报警信 号，以便处理器能在失电之前关闭系统。 电压监控比较器(VM2) VM2引脚连接到一个精密比较器。当VM2电压低于0.6 V时， 通道2关断。当VM2电压高于0.65 V时，如果EN引脚为高电 平且PFI高于0.6 V，则允许通道2上电。 看门狗定时器 看门狗定时器电路用来监控处理器的活动。上电期间，看 门狗定时器电路不应答WDI引脚发出的脉冲，直到FB2的 电压高于复位阈值且复位超时周期(tRP)已逝去。上电时序 期间，RSTO引脚被拉低并且保持低电平，直到看门狗定 时器电路被激活。看门狗定时器电路只能由上电后和看门 狗超时后WDI引脚的低电平到高电平转换启动(参见图36)。 看门狗超时(tWD)由工厂设置为四个可能值中的一个值： 50 ms、100 ms、150 ms和200 ms(参见订购指南)。 上电和掉电时序 ADP2311具有受控的上电和掉电时序。上电期间，通道1 先于通道2上电。掉电期间，通道2先于通道1掉电。要使 通道1上电，必须满足以下所有条件，并且经过128周期的 延迟时间： • PFI电压高于0.6 V。 • EN引脚的电压高于1.2 V。 • FB1和FB2的电压低于48 mV。 当VOUT1达到标称电压的96.5%时，经过256周期的延迟时间 后，通道2上电。 掉电期间，当VM2电压低于0.6 V时，通道2关断，发生电源 反馈。通道2的能量反馈到输入电压，以便加速通道2的放 电。当FB2输出电压低于48 mV时，通道1可以关断，并且发 生电源反馈以加速通道1的放电。 电源反馈特性使通道1和通道2输出电压的下降时间(100% 至10%)在10 ms以内。 过压保护(OVP) ADP2311提供过压保护(OVP)功能，可在输出短路连接到 较高电源电压或发生强烈的负载断开瞬变时保护系统。 96.5% VOUT2 tRP tWD tRP 11036-036 RSTO WDI 图36. 看门狗时序图 看门狗定时器电路激活后，WDI引脚上的每次低到高或高 到低逻辑跃迁都会使定时器电路清零，它能检测最短80 ns 的脉冲。如果WDI引脚保持高电平或低电平的时间超过看 门狗超时周期(tWD)，则复位信号置位，且RSTO引脚变为 低电平。处理器需要在超时周期内使WDI引脚跳变，否则 的话，说明发生代码执行错误，由此产生的复位脉冲(tRP) 将重新启动微处理器并使其进入已知状态。 如果反馈电压提高至0.7 V，则高端MOSFET关断，低端MOSFET 导通，直到触发负限流阈值为止。触发负限流阈值后，两 个MOSFET均处于关断状态，直到FBx引脚电压降至0.63 V， 此时ADP2311恢复正常工作。 欠压闭锁(UVLO) 欠压闭锁(UVLO)阈值为4.2 V，迟滞为0.5 V，可防止器件出 现上电毛刺。当PVIN1或PVIN2电压升至4.2 V以上时，通道1 或通道2启用，软启动周期开始。当PVIN1或PVIN2降至3.7 V 以下时，通道1或通道2关断。 VOUT2上的欠压状况引起的复位置位也可以清除看门狗定时 器。当FB2电压低于复位阈值时，复位信号置位，看门狗 定时器清零，直到复位解除置位后才重新开始计时。 Rev. A | Page 15 of 20 ADP2311 热关断 如果ADP2311结温超过150°C，PFO引脚将立即变为低电平， 通道2进入电源反馈模式。当VOUT2降至标称值的95%以下 时，POR和RSTO引脚变为低电平。当FB2电压低于48 mV时， 通道1关断，进入放电模式。 热关断有15°C的迟滞，因此片内温度必须低于135°C， ADP2311才会从热关断中恢复。恢复时，先执行软启动， 再恢复正常工作。图37显示了热保护期间的电源时序(基于 图38所示电路)。 WHEN THE JUNCTION TEMPERATURE IS HIGHER THAN 150°C, PFO IS IMMEDIATELY PULLED LOW, AND CHANNEL 2 ENTERS POWER FEEDBACK MODE. WHEN FB2 FALLS TO 95% OF ITS NOMINAL VALUE, POR AND RSTO ARE PULLED LOW. WHEN FB2 DISCHARGES TO 48mV, CHANNEL 1 TURNS OFF. WHEN THE JUNCTION TEMPERATURE IS LOWER THAN 135°C, THE PART POWERS UP AGAIN USING THE NORMAL START-UP ROUTINE. THERMAL SHUTDOWN VIN PWM1 POWER FEEDBACK MODE PWM2 FB1 48mV FB2 95% 48mV PFO POR RSTO (INT) 11036-037 WDI (FROM PROCESSOR) 图37. 热保护期间的电源时序(基于图38所示电路) Rev. A | Page 16 of 20 ADP2311 应用信息 输入电容选择 输入电容用于降低PVINx上因开关电流引起的输入电压纹 波。尽可能靠近PVINx引脚放置输入电容。建议使用范围 为10 μF至47 μF之间的陶瓷电容。由输入电容、高端MOSFET 和低端MOSFET组成的环路必须尽可能小。 输入电容的电压额定值必须大于最大输入电压。确保输入 电容的电流有效值额定值大于下式计算值： 其中，D为占空比(D = VOUT/VIN)。 输出电压设置 ADP2311的输出电压可通过外部电阻分压器进行设置，计 算公式如下：  R VOUT = 0.6 × 1 + TOP  R BOT      FB偏置电流(最大0.1 µA)会引起输出电压精度降低，要将降 幅限制在0.5%(最大值)以内，应确保RBOT < 30 kΩ。 原则上讲，电感纹波电流ΔIL通常设置为最大负载电流的 1/3。可通过如下公式计算电感值： 其中： VIN为输入电压。 VOUT为输出电压。 D为占空比(D = VOUT/VIN)。 ΔIL为电感电流纹波。 fSW为开关频率。 峰值电感电流计算公式如下： IPEAK = IOUT + ∆I L 2 电感的饱和电流必须大于峰值电感电流。对于具有快速饱 和特性的铁氧体磁芯电感，电感饱和电流额定值必须大于 开关的限流阈值，以防止电感达到饱和点。 电感的RMS电流可通过以下公式计算： 表5列出针对各种输出电压推荐的电阻分压器。 IRMS = 表5. 适用于各种输出电压的电阻分压器 VOUT (V) 1.0 1.2 1.5 1.8 2.5 3.3 5.0 RTOP ± 1% (kΩ) 10 10 15 20 47.5 10 22 I OUT + 2 ∆I L 12 2 建议使用屏蔽铁氧体磁芯材料，以实现低铁损、低EMI。 表6列出了部分推荐电感。 RBOT ± 1% (kΩ) 15 10 10 10 15 2.21 3 表6. 推荐电感 供应商 Sumida 电感选择 电感值取决于工作频率、输入电压、输出电压和电感纹波 电流。使用小电感可引起较快的瞬态响应，但会因为电感 纹波电流较大而降低效率。使用大电感则会实现较小的纹 波电流和较高的效率，但会导致瞬态响应变慢。 Coilcraft Rev. A | Page 17 of 20 产品型号 CDRH8D58/ LDNP-100NC CDRH8D58/ LDNP-150NC CDRH8D58/ LDNP-220NC XAL6060-103ME XAL6060-153ME XAL6060-223ME 值 (µH) 10 ISAT (A) 2.2 IRMS (A) 4.5 DCR (mΩ) 20.5 15 1.9 3.6 29 22 1.4 3.3 36.2 10 15 22 7.6 5.8 5.6 7 6 5 27 39.7 55.1 ADP2311 输出电容选择 表8列出了ADP2311典型应用的推荐外部电感和输出电容。 输出电容的选择影响到输出电压纹波和稳压器的环路动态 特性。ADP2311设计使用小型陶瓷电容，其等效串联电阻 (ESR)低、等效串联电感(ESL)小，因而能够轻松满足输出 电压纹波要求。 表8. 典型应用的推荐外部元件 当稳压器以连续导通模式工作时，总输出电压纹波是输出 电容ESR引起的电压尖峰和输出电容充放电引起的电压纹 波之和。 推荐使用ESR较低的电容来保证低输出电压纹波，如下列 公式所示： ESRCOUT ≤ ∆VRIPPLE ∆I L 陶瓷电容可采用各种各样的电介质制造，温度和所施加的 电压不同时其特性也不相同。推荐X5R或X7R电介质，其 ESR低、温度系数小，可以获得最佳性能。 VIN (V) 12 12 12 12 12 12 12 5 5 5 5 5 5 表7列出了VOUT ≤ 5.0 V时的推荐输出电容。 表7. VOUT ≤ 5.0 V时的推荐输出电容 供应商 Murata TDK 产品型号 GRM31CR60J226KE19 GRM32ER60J476ME20 C3216X5R0J226M160AA C3216X5R0J336M130AC C3216X5R0J476M160AC 数值 Rev. A | Page 18 of 20 VOUT (V) 1.0 1.2 1.5 1.8 2.5 3.3 5.0 1.0 1.2 1.5 1.8 2.5 3.3 L (µH) 10 10 15 15 22 22 33 10 10 10 10 10 10 COUT (µF) 2 × 47 2 × 47 2 × 47 47 47 22 22 2 × 47 2 × 47 47 47 22 22 RTOP (kΩ), ±1% 10 10 15 20 47.5 10 22 10 10 15 20 47.5 10 RBOT (kΩ), ±1% 15 10 10 10 15 2.21 3 15 10 10 10 15 2.21 ADP2311 应用电路 BST1 EN VIN 15.5V PVIN1 C3 0.1µF SW1 C1 10µF/25V L1 15µH VOUT1 1.1V/0.6A C6 47µF/6.3V/X7R C5 47µF/6.3V/X7R PGND1 R1 11.5kΩ FB1 R2 13.7kΩ BST2 PVIN2 C2 10µF/25V SW2 L2 22µH PGND2 R3 47.5kΩ ADP2311 R9 500kΩ FB2 R4 15kΩ R6 100kΩ R11 100kΩ VM2 R10 66.5kΩ VREG C8 1µF VREG R5 100kΩ PFI R8 21.8kΩ VOUT2 2.5V/0.4A C7 47µF/6.3V/X7R POR POR PFO PFO WDI WDI RSTO VREG TIMER GND RSTO C9 15nF 11036-038 R7 500kΩ C4 0.1µF 图38. 典型应用电路(输入电源故障电压设置为14.4 V/13.8 V；通道2在5.1 V时关断) 14.4V 13.8V 5.5V 5.1V VIN 0.575V 0.6V PFI PFO 0.65V 0.6V VM2 96.5% VOUT1 96.5% 95% 0.2V VOUT2 853µs POR 11036-039 RSTO WDI (FROM PROCESSOR) 图39. 基于图38所示电路的上电和掉电时序 Rev. A | Page 19 of 20 ADP2311 外形尺寸 PIN 1 INDICATOR 4.10 4.00 SQ 3.90 0.30 0.25 0.18 0.50 BSC PIN 1 INDICATOR 24 19 18 1 EXPOSED PAD TOP VIEW 0.80 0.75 0.70 0.50 0.40 0.30 13 12 6 7 BOTTOM VIEW 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 SEATING PLANE 2.65 2.50 SQ 2.45 0.25 MIN FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 04-12-2012-A 0.20 REF COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WGGD. 图40. 24引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_WQ] 4 mm x 4 mm，超薄体 (CP-24-7) 尺寸单位：mm 订购指南 型号1 ADP2311ACPZ-1-R7 ADP2311ACPZ-2-R7 ADP2311ACPZ-3-R7 ADP2311ACPZ-4-R7 ADP2311-1-EVALZ 1 温度范围 −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C 看门狗超时周期 tWD = 100 ms tWD = 50 ms tWD = 150 ms tWD = 200 ms Z = 符合RoHS标准的器件。 ©2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D11036sc-0-3/14(A) Rev. A | Page 20 of 20 封装描述 24引脚 LFCSP_WQ 24引脚 LFCSP_WQ 24引脚 LFCSP_WQ 24引脚 LFCSP_WQ 评估板 封装选项 CP-24-7 CP-24-7 CP-24-7 CP-24-7