ADP2371ACPZ-R7

高压、1.2 MHz/600 kHz、 800 mA、低静态电流降压调节器 ADP2370/ADP2371 产品特性 典型应用电路 VIN = 6V CIN 10µF POWER GOOD VIN 1.2MHz 600kHz ON ADP2370/ ADP2371 1 8 FSEL 2 7 EN 3 OFF 6 PGND SW PG VOUT = 3.3V COUT 10µF AGND (EXPOSED PAD) SYNC 4 5 FB 09531-001 输入电压范围：3.2 V至15 V，输出电流：800 mA 省电模式(PSM)下静态电流小于14 µA 效率：>90% Force PWM引脚(SYNC)，600 kHz/1.2 MHz频率引脚(FSEL) 固定输出：0.8 V、1.2 V、1.5 V、1.8 V、2.5 V、3.0 V、3.3 V、 5 V和可调选项 占空比能力：100% 初始精度： ±1% 低关断电流： 5.5 V EN从0 V上升到VIN，VOUT = 0.9 × VOUT 2.5 10 65 40 350 260 VIN > 5.5 V, IOUT = 400 mA VIN < 5.5 V, IOUT = 400 mA VIN > 5.5 V, IOUT = 400 mA VIN < 5.5 V, IOUT = 400 mA 400 500 280 400 峰值电感电流 峰值电感电流 1200 500 1300 550 0.01 0.01 1 1 SSTIME RPULL-DOWN RDSON-P RDSON-N ILIM-P ILIM-N ILEAK-SW +1 +1.5 +3 mA % % % +1 14 V % V 0.8 Rev. C | Page 3 of 32 100 60 nA ns ns 400 Ω mΩ mΩ mΩ mΩ mA mA ADP2370/ADP2371 参数 振荡器 振荡器频率 符号 测试条件/注释 最小值 典型值 最大值 单位 fOSC FSEL = VIN, 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V FSEL = 0 V, 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V FSEL = 0 V, 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V FSEL = VIN, 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V 1.0 500 400 0.8 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V VIN (1.2 MHz), 3.2 V ≤ VIN ≤ 5 V, FSEL = VIN VIN (1.2 MHz), 5 V ≤ VIN ≤ 15 V, FSEL = VIN SYNC = 0 V or SYNC = VIN 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V 1.2 频率同步范围 fSYNC_RANGE 同步阈值 高电平 低电平 迟滞 典型同步占空比范围 SYNCHIGH SYNCLOW SYNCHYS SYNCDUTY SYNC引脚漏电流 FSEL阈值 高电平 低电平 迟滞 FSEL引脚漏电流 电源良好(PG引脚) PG阈值 上升 下降 迟滞 PG输出低电平 PG延迟 上升 下降 PG漏电流 欠压闭锁(UVLO) 输入电压上升 输入电压下降 迟滞 使能输入待机(EN引脚) EN输入逻辑 高电平 低电平 迟滞 使能输入精密(EN引脚) EN输入逻辑 高电平 低电平 迟滞 EN输入漏电流 EN输入延迟时间 热关断 热关断阈值 热关断迟滞 SYNCLKG FESLHIGH FSELLOW FSELHYS FSELLKG 1.2 600 1.4 700 800 1.6 0.4 200 20 20 0.05 55 70 1 1 0.4 125 0.04 FSEL = 0 V或FSEL = VIN MHz kHz kHz MHz V V mV % % V V mV 1 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V PGRISE PGFALL PGHYS PGLOW PGDELAYRISE PGDELAYFALL 82.5 92 87 5 上拉电流 < 1 mA 0.3 VOUT过PG上升阈值， 上拉电流 < 1 mA VOUT过PG下降阈值， 上拉电流 < 1 mA % % % V 20 0.5 PGLKG 0.04 UVLORISE UVLOFALL UVLOHYS 95 1 3.19 2.80 190 V V mV 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V V ENSTBY-HIGH ENSTBY-LOW ENSTBY-HYS 1 0.4 V mV 1.26 1.155 V V mV µA 125 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V ENHIGH ENLOW ENHYS IEN-LKG TIEN-DLY TSSD TSSD-HYS 1.135 1.045 EN = VIN或GND VOUT = 0 V至0.1 × VOUT， EN从0 V升至VIN 3.2 V ≤ VIN ≤ 15 V TJ上升 Rev. C | Page 4 of 32 1.2 1.1 100 0.05 70 150 15 1 °C °C ADP2370/ADP2371 推荐规格：电容 表2. 参数 最小输入和输出电容1 电容ESR 1 符号 CMIN RESR 测试条件/注释 TA= −40°C至+125°C TA= −40°C至+125°C 最小值 典型值 最大值 单位 6.5 10 µF 1 10 mΩ 在所有工作条件下，输入和输出电容至少应大于7 μF。选择器件时必须考虑应用的所有工作条件，确保达到最小电容要求。配合任何降压调节器使用时，建议 使用X7R型和X5R型电容，不建议使用Y5V和Z5U电容。 Rev. C | Page 5 of 32 ADP2370/ADP2371 绝对最大额定值 θJA的额定值基于4英寸× 3英寸的4层电路板。有关电路板结 表3. 参数 VIN至PGND和接地层 SW至PGND和接地层 FB至PGND和接地层 EN至PGND和接地层 PG至PGND和接地层 SYNC至PGND和接地层 FSEL至PGND和接地层 温度范围 存储 工作环境温度 工作结温 焊接条件 额定值 −0.3 V至+17 V −0.7 V至VIN + 0.3 V −0.3 V至+6 V −0.3 V至+17 V −0.3 V至+17 V −0.3 V至+17 V −0.3 V至+17 V −65°C至+150°C −40°C至+85°C −40°C至+125°C JEDEC J-STD-020 构的详细信息，参见JESD 51-7：“有引脚表贴封装的高效导 热测试板”。欲了解更多信息，参见应用笔记AN-772：“引 脚架构芯片级封装(LFCSP)设计与制造指南”。 ΨJB是结至板热特性参数，单位为°C/W。封装的ΨJB基于使 用4层板的建模和计算方法。JESD51-12—“报告和使用电子 封装热信息指南”中声明，热特性参数与热阻不是一回 事。ΨJB衡量沿多条热路径流动的器件功率，而θJB只涉及一 条路径。因此，ΨJB热路径包括来自封装顶部的对流和封装 的辐射，这些因素使得ΨJB在现实应用中更有用。最高结温 , (TJ)由板温度(TB)和功耗(PD)通过下式计算： TJ = TB + (PD × ΨJB) 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它 有关ΨJB的详细信息，参见JESD51-12和JESD51-8：“集成电 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件 路热测试方法环境条件—结至板”。 能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响 热阻 器件的可靠性。 θJA和ΨJB针对最差条件，即器件焊接在电路板上以实现表贴 热数据 封装。θJC是带顶部安装散热器的表贴封装的参数， 绝对最大额定值仅适合单独应用，但不适合组合使用。超 表4. 热阻 过结温(TJ)限值可能会损害ADP2370/ADP2371。监控环境 封装类型 8引脚、3 mm × 3 mm LFCSP 温度并不能保证TJ不会超出额定温度限值。在高功耗和热 θJA 36.7 θJC 23.5 ΨJB 17.2 单位 °C/W 阻不佳的应用中，最大环境温度可能需要减额。 在功耗中等且印刷电路板(PCB)热阻较低的应用中，只要 ESD警告 结温在额定限值以内，则最高环境温度可以超过最大限 值。器件的结温取决于环境温度、器件的功耗和封装的结 至环境热阻(θJA)。 ESD(静电放电)敏感器件。 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。 最高结温(TJ)由环境温度(TA)和功耗(PD)通过下式计算： TJ = TA + (PD × θJA) 封装的结至环境热阻(θJA)基于使用4层板的建模和计算方 法。θJA的值主要取决于应用和电路板布局。在最大功耗较 高的应用中，需要特别注意热板设计。θ JA的值因PCB材 料、布局和环境条件而异。 Rev. C | Page 6 of 32 ADP2370/ADP2371 引脚配置和功能描述 ADP2370/ADP2371 VIN 1 EN 3 SYNC 4 8 PGND TOP VIEW (Not to Scale) 7 SW 6 PG 5 FB NOTES 1. THE EXPOSED PAD ON THE BOTTOM OF THE PACKAGE ENHANCES THE THERMAL PERFORMANCE AND IS ELECTRICALLY CONNECTED TO GROUND INSIDE THE PACKAGE. THE EXPOSED PAD MUST BE CONNECTED TO THE GROUND PLANE ON THE CIRCUIT BOARD FOR PROPER OPERATION. 09531-002 FSEL 2 图2. 引脚配置 表5. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 名称 VIN FSEL EN SYNC 5 6 7 8 FB PG SW PGND EPAD 描述 电源输入。 频率选择。高电平 = 1.2 MHz，低电平 = 600 kHz。 使能。带精密阈值的使能输入。 同步。此引脚用于使器件与外部600 kHz至1.2 MHz时钟同步，或在保持高电平时， 强制器件以PWM模式工作。SYNC保持电平时，强制器件以自动PWM/PSM模式工作。 反馈。此引脚提供来自输出端的反馈。 电源良好。PG为开漏输出。 开关。此引脚用作功率MOSFET与电感之间的连接。 电源地。 裸露焊盘。封装底部的裸露焊盘可增强散热性能，它与封装内部的地形成电气连接。 为使器件正常工作，裸露焊盘必须连接到电路板上的接地层。 Rev. C | Page 7 of 32 ADP2370/ADP2371 典型性能参数 降压输出 使用推荐的电感值，IOUT = 10 mA，CIN = COUT = 10 µF，自动PSM/PWM模式，TA = 25°C，除非另有说明。 0.65 1.30 25 3 4 5 0.59 1.18 1.16 0.57 1.14 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1.12 1.10 16 0.55 3 5 7 图3. 不同温度下静态电源电流与输入电压的关系，不切换 13 15 3.40 +125°C +85°C +25°C –5°C –40°C 3.35 700 650 600 550 3.30 3.25 3.20 3.15 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0.1mA 1mA 5mA 10mA 50mA 100mA 300mA 800mA 3.10 –40 15 –5 INPUT VOLTAGE (V) 25 85 125 TEMPERATURE (°C) 图4. 不同温度下FPWM静态电源电流与输入电压的关系，不切换 图7. 不同负载下输出电压与温度的关系，VOUT = 3.3 V，VIN = 7.3 V 0.65 1.30 09531-007 OUTPUT VOLTAGE (V) 750 09531-004 5.20 1.28 5.15 0.63 600kHz 1.22 0.61 1.20 1.2MHz 1.18 0.59 1.16 5.10 OUTPUT VOLTAGE (V) 1.24 FREQUENCY (MHz) 1.26 5.05 5.00 4.95 4.90 0.57 1.14 4.85 1.10 –45 –25 –5 15 35 55 75 95 115 0.55 135 TEMPERATURE (°C) 09531-005 1.12 图5. 开关频率与温度的关系，FPWM模式，VIN = 8 V 4.80 –40 0.1mA 1mA 5mA 10mA 50mA 100mA 300mA 800mA –5 25 TEMPERATURE (°C) 85 125 09531-008 FPWM QUIESCENT CURRENT (µA) 11 图6. 开关频率与输入电压的关系，FPWM模式 800 FREQUENCY (MHz) 9 INPUT VOLTAGE (V) INPUT VOLTAGE (V) 500 0.61 1.2MHz 1.20 09531-006 +125°C +85°C +25°C –5°C –40°C 5 1.22 FREQUENCY (MHz) 10 600kHz 1.24 FREQUENCY (MHz) 15 0 0.63 1.26 20 09531-003 QUIESCENT CURRENT (µA) 1.28 图8. 不同负载下输出电压与温度的关系，VOUT = 5 V，VIN = 7.2 V Rev. C | Page 8 of 32 ADP2370/ADP2371 3.40 1.25 3.35 1.19 0.1mA 1mA 5mA 10mA 50mA 100mA 300mA 800mA 1.17 1.15 –40 3.30 3.25 3.8V 4.55V 6.05V 7.30V 10.55V 12.05V 15.05V 3.20 3.15 –5 25 85 125 TEMPERATURE (°C) 3.10 0.1 1 10 100 1000 LOAD (mA) 09531-012 OUTPUT VOLTAGE (V) 1.21 09531-009 OUTPUT VOLTAGE (V) 1.23 图12. 负载调整率，VOUT = 3.3 V 图9. 不同负载下输出电压与温度的关系， VOUT = 1.2 V，VIN = 4 V 1.90 3.40 0.1mA 1mA 5mA 10mA 50mA 100mA 300mA 800mA 1.75 1.70 –40 3.30 3.25 0.1mA 1mA 5mA 10mA 50mA 100mA 300mA 800mA 3.20 3.15 –5 25 85 125 TEMPERATURE (°C) 3.10 3 9 11 13 15 图13. 不同负载下的电压调整率，VOUT = 5.0 V 3.40 5.20 5.15 3.30 3.25 0.1mA 1mA 5mA 10mA 50mA 100mA 300mA 800mA 3.15 3 5 5.05 5.00 4.95 4.90 4.85 7 9 11 13 15 INPUT VOLTAGE (V) 4.80 0.1 09531-011 3.20 5.10 5.40V 6.00V 7.20V 9.00V 10.80V 12.00V 15.05V 1 10 100 LOAD (mA) 图11. 不同负载下的电压调整率，VOUT = 3.3 V 图14. 负载调整率，VOUT = 5.0 V Rev. C | Page 9 of 32 1000 09531-014 OUTPUT VOLTAGE (V) 3.35 OUTPUT VOLTAGE (V) 7 INPUT VOLTAGE (V) 图10. 不同负载下输出电压与温度的关系， VOUT = 1.8 V，VIN = 7.2 V 3.10 5 09531-013 OUTPUT VOLTAGE (V) 1.80 09531-010 OUTPUT VOLTAGE (V) 3.35 1.85 ADP2370/ADP2371 1.25 1.90 1.24 1.21 1.20 1.19 0.1mA 1mA 5mA 10mA 50mA 100mA 300mA 800mA 1.17 1.16 1.15 3 1.80 1.75 5 7 9 11 13 15 INPUT VOLTAGE (V) 1.24 90 1.23 80 1.22 70 EFFICIENCY (%) OUTPUT VOLTAGE (V) 100 1.21 1.20 3.20V 3.95V 5.45V 7.20V 9.95V 11.95V 15.20V 1.17 10 100 1000 图18. 负载调整率，VOUT = 1.8 V 1.25 1.18 1 LOAD (mA) 图15. 不同负载下的电压调整率，VOUT = 1.2 V 1.19 3.20V 3.95V 5.45V 7.20V 9.95V 11.95V 15.20V 1.70 0.1 09531-015 1.18 1.85 09531-018 OUTPUT VOLTAGE (V) 1.22 60 50 3.80V 4.55V 6.05V 7.30V 10.55V 12.05V 15.05V 40 30 20 10 1.16 1 10 100 1000 LOAD (mA) 0 0.01 09531-016 1.15 0.1 0.10 1.0 10 100 1000 LOAD (mA) 09531-019 OUTPUT VOLTAGE (V) 1.23 图19. 不同输入电压下效率与负载电流的关系，VOUT = 3.3 V 图16. 负载调整率，VOUT = 1.2 V 1.90 100 80 1.85 EFFICIENCY (%) 70 1.80 0.1mA 1mA 5mA 10mA 50mA 100mA 300mA 800mA 1.70 3 5 60 50 –40°C –5°C +25°C +85°C +125°C 40 30 20 10 7 9 11 13 15 INPUT VOLTAGE (V) 0 0.01 0.10 1.0 10 100 LOAD (mA) 图17. 不同负载下的电压调整率，VOUT = 1.8 V 图20. 不同温度下效率与负载电流的关系， VOUT = 3.3 V，VIN = 7.3 V Rev. C | Page 10 of 32 1000 09531-020 1.75 09531-017 OUTPUT VOLTAGE (V) 90 100 100 90 90 80 80 70 70 EFFICIENCY (%) 60 50 5.4V 6.0V 7.2V 9.0V 10.8V 12.8V 15.0V 40 30 20 10 100 1000 90 90 80 80 70 70 EFFICIENCY (%) 100 60 50 –40°C –5°C +25°C +85°C +125°C 30 20 10 100 1000 LOAD (mA) 0 0.01 90 90 80 80 70 70 EFFICIENCY (%) 100 60 50 40 3.20V 3.95V 5.50V 7.20V 9.95V 12.45V 15.20V 0 0.01 0.10 1.0 1.0 10 100 1000 60 50 –40°C –5°C +25°C +85°C +125°C 40 30 20 10 10 LOAD (mA) 100 1000 0 0.01 09531-023 10 0.10 图25. 不同输入电压下效率与负载电流的关系，VOUT = 1.8 V 100 20 3.20V 3.95V 5.50V 7.20V 9.95V 12.45V 15.20V LOAD (mA) 图22. 不同温度下效率与负载电流的关系，VOUT = 5.0 V 30 1000 40 10 10 100 50 30 1.0 10 60 20 0.10 1.0 图24. 不同温度下效率与负载电流的关系，VOUT = 1.2 V，VIN = 4 V 100 40 0.10 LOAD (mA) 09531-022 EFFICIENCY (%) 0 0.01 09531-025 1.0 09531-021 0.10 09531-024 10 图21. 不同输入电压下效率与负载电流的关系，VOUT = 5.0 V 0 0.01 –40°C –5°C +25°C +85°C +125°C 40 20 LOAD (mA) EFFICIENCY (%) 50 30 10 0 0.01 60 图23. 不同输入电压下效率与负载电流的关系，VOUT = 1.2 V 0.10 1.0 10 LOAD (mA) 100 1000 09531-026 EFFICIENCY (%) ADP2370/ADP2371 图26. 不同温度下效率与负载电流的关系，VOUT = 1.8 V，VIN = 4 V Rev. C | Page 11 of 32 ADP2370/ADP2371 90 VIN 85 80 600kHz INDUCTOR CURRENT 1.2MHz 70 1 65 60 VOUT 55 2 3 09531-030 50 45 0.1 1 10 100 1000 LOAD (mA) CH1 500mA Ω BW CH2 20.0mV CH3 1.00V BW 09531-027 40 0.01 B M10.0µs A CH3 W T 4.56V 11.0% 图30. 线路瞬态响应，VOUT = 1.2 V，PSM模式，100 mA， VIN1 = 4 V至5 V，2 μs上升时间，CIN = 3.3 μF 图27. 不同开关频率下效率与负载电流的关系， VOUT = 1.8 V，VIN = 9 V VIN VIN INDUCTOR CURRENT 1 INDUCTOR CURRENT 1 VOUT VOUT 2 3 2 CH1 500mA Ω BW CH2 20.0mV CH3 1.00V BW B M10.0µs A CH3 W T CH1 500mA Ω BW CH2 10.0mV CH3 1.00V BW 4.56V 11.00% B M10.0µs A CH3 W T 5.44V 10.80% 图31. 线路瞬态响应，VOUT = 1.2 V，PWM模式，800 mA， VIN1 = 4 V至5 V，2 μs上升时间，CIN = 3.3 μF 图28. 线路瞬态响应，VOUT = 1.8 V，PSM模式，100 mA， VIN1 = 4 V至5 V，2 μs上升时间，CIN = 3.3 μF VIN 1 09531-031 09531-028 3 VIN INDUCTOR CURRENT INDUCTOR CURRENT 1 VOUT VOUT CH1 200mA Ω BW CH2 20.0mV CH3 1.00V BW B M10.0µs A CH3 W T 3 4.64V 11.20% 09531-032 2 09531-029 EFFICIENCY (%) 75 CH1 200mA Ω BW CH2 20.0mV CH3 1.00V BW B M10.0µs A CH3 W T 6.78V 11.40% 图32. 线路瞬态响应，VOUT = 3.3 V，PSM模式，100 mA， VIN1 = 6 V至7 V，2 μs上升时间，CIN = 3.3 μF 图29. 线路瞬态响应，VOUT = 1.8 V，PWM模式，800 mA， VIN1 = 4 V至5 V，2 μs上升时间，CIN = 3.3 μF Rev. C | Page 12 of 32 ADP2370/ADP2371 LOAD CURRENT VIN 1 INDUCTOR CURRENT VOUT 2 VOUT 09531-033 1 CH1 200mA Ω BW CH2 10.0mV CH3 1.00V BW B M10.0µs A CH3 W T 3 6.78V 11.40% 图33. 线路瞬态响应，VOUT = 3.3 V，PWM模式，800 mA， VIN1 = 6 V至7 V，2 μs上升时间，CIN = 3.3 μF 09531-036 INDUCTOR CURRENT 2 CH1 500mA Ω BW CH2 50.0mV CH3 500mA Ω BW B W M20.0µs A CH1 T 560mA 10.40% 图36. 负载瞬态响应，VOUT = 1.8 V，300 mA至800 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns VIN LOAD CURRENT 1 INDUCTOR CURRENT VOUT 1 2 VOUT 2 CH1 200mA Ω BW CH2 50.0mV CH3 1.00V BW B M10.0µs A CH3 W T 3 6.74V 10.60% 图34. 线路瞬态响应，VOUT = 5 V，PSM模式，100 mA， VIN1 = 6 V至7 V，2 μs上升时间，CIN = 3.3 μF 09531-037 3 09531-034 INDUCTOR CURRENT CH1 500mA Ω CH3 500mA Ω B W CH2 100mV B B W M40.0µs A CH1 W T 320mA 72.00% 图37. 负载瞬态响应，VOUT = 1.8 V，10 mA至800 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns VIN LOAD CURRENT 1 VOUT INDUCTOR CURRENT 2 VOUT INDUCTOR CURRENT CH1 200mA Ω BW CH2 10.0mV CH3 1.00V BW B M10.0µs A CH3 W T 09531-038 1 09531-035 2 3 CH1 100mA Ω CH3 200mA Ω 6.52V 11.00% 图35. 线路瞬态响应，VOUT = 5 V，PWM模式，800 mA， VIN1 = 6 V至7 V，2 μs上升时间，CIN = 3.3 μF B W B W CH2 20.0mV B W M10.0µs A CH1 T 76.0mA 50.40% 图38. 负载瞬态响应，VOUT = 1.8 V，10 mA至110 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns Rev. C | Page 13 of 32 ADP2370/ADP2371 LOAD CURRENT LOAD CURRENT 1 1 VOUT VOUT 2 2 CH1 200mA Ω BW CH2 50.0mV CH3 200mA Ω BW B W M20.0µs A CH1 T 50.40% 图39. 负载瞬态响应，VOUT = 1.8 V，100 mA至300 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns CH1 100mA Ω BW CH2 50.0mV CH3 200mA Ω BW B W M20.0µs A CH1 T 46.0mA 50.40% 图42. 负载瞬态响应，VOUT = 3.3 V，10 mA至110 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns LOAD CURRENT LOAD CURRENT 1 1 VOUT VOUT 2 2 INDUCTOR CURRENT INDUCTOR CURRENT 09531-040 3 09531-042 3 208mA CH1 500mA Ω CH3 500mA Ω B W CH2 50.0mV B W M40.0µs A CH1 B W T 3 580mA 10.20% 图40. 负载瞬态响应，VOUT = 3.3 V，300 mA至800 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns 09531-043 3 INDUCTOR CURRENT 09531-039 INDUCTOR CURRENT CH1 200mA Ω CH3 200mA Ω B W CH2 50.0mV B B W M20.0µs A CH1 W T 184mA 29.80% 图43. 负载瞬态响应，VOUT = 3.3 V，100 mA至300 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns LOAD CURRENT LOAD CURRENT 1 1 VOUT VOUT 2 2 09531-041 3 CH1 500mA Ω CH3 500mA Ω B W B W CH2 200mV B W M40.0µs A CH1 T 3 530mA 71.80% 图41. 负载瞬态响应，VOUT = 3.3 V，10 mA至800 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns 09531-044 INDUCTOR CURRENT INDUCTOR CURRENT CH1 500mA Ω BW CH2 50.0mV CH3 500mA Ω BW B W M10.0µs A CH1 T 560mA 10.40% 图44. 负载瞬态响应，VOUT = 1.2 V，300 mA至800 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns，VIN = 5 V Rev. C | Page 14 of 32 ADP2370/ADP2371 LOAD CURRENT LOAD CURRENT 1 1 VOUT 2 VOUT 2 INDUCTOR CURRENT CH1 500mA Ω BW CH2 100mV CH3 500mA Ω BW B W M40.0µs A CH1 T 3 320mA 72.00% 图45. 负载瞬态响应，VOUT = 1.2 V，10 mA至800 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns，VIN = 5 V 09531-048 3 09531-045 INDUCTOR CURRENT CH1 500mA Ω BW CH2 100mV CH3 500mA Ω BW B W M20.0µs A CH1 T 530mA 10.00% 图48. 负载瞬态响应，VOUT = 5 V，300 mA至800 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns，VIN = 8 V LOAD CURRENT LOAD CURRENT 1 1 VOUT VOUT 2 2 INDUCTOR CURRENT CH1 100mA Ω BW CH2 20.0mV CH3 500mA Ω BW B W M10.0µs A CH1 T 3 112mA 50.40% 图46. 负载瞬态响应，VOUT = 1.2 V，10 mA至110 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns，VIN = 5 V 09531-049 3 09531-046 INDUCTOR CURRENT CH1 500mA Ω CH3 500mA Ω B W CH2 200mV B B W W M40.0µs A CH1 T 320mA 72.00% 图49. 负载瞬态响应，VOUT = 5 V，1 mA至800 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns，VIN = 8 V LOAD CURRENT LOAD CURRENT 1 VOUT VOUT 2 2 INDUCTOR CURRENT 3 09531-047 INDUCTOR CURRENT CH1 100mA Ω CH3 200mA Ω B W B W CH2 50.0mV B W M20.0µs A CH1 T 09531-050 1 3 CH1 100mA Ω CH3 200mA Ω 220mA 50.40% 图47. 负载瞬态响应，VOUT = 1.2 V，100 mA至300 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns，VIN = 5 V B W B W CH2 50.0mV B W M20.0µs A CH1 T 80.0mA 50.40% 图50. 负载瞬态响应，VOUT = 5 V，10 mA至110 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns，VIN = 8 V Rev. C | Page 15 of 32 ADP2370/ADP2371 VIN LOAD CURRENT 1 1 VOUT VOUT 2 2 INDUCTOR CURRENT INDUCTOR CURRENT CH1 200mA Ω BW CH2 100mV CH3 200mA Ω BW B W M20.0µs A CH1 T 09531-054 09531-051 3 3 CH1 5.00V BW CH2 2.00V BW CH3 200mA Ω BW 208mA 30.40% 图51. 负载瞬态响应，VOUT = 5 V，100 mA至300 mA， 负载电流上升时间 = 200 ns，VIN = 8 V M100µs T A CH1 2.50V 10.00% 图54. 启动，VOUT = 3.3 V，10 mA VIN VIN 1 1 VOUT VOUT 2 2 INDUCTOR CURRENT INDUCTOR CURRENT CH2 1.00V BW CH1 5.00V BW CH3 200mA Ω BW M100µs T A CH1 09531-055 3 09531-052 3 CH1 5.00V BW CH2 2.00V BW CH3 500mA Ω BW 2.50V 10.00% 图52. 启动，VOUT = 1.8 V，10 mA M100µs T A CH1 2.50V 10.00% 图55. 启动，VOUT = 3.3 V，800 mA VIN VIN 1 1 VOUT VOUT 2 2 INDUCTOR CURRENT INDUCTOR CURRENT CH1 5.00V BW CH2 1.00V BW CH3 500mA Ω BW M100µs T A CH1 09531-056 3 09531-053 3 CH1 5.00V BW CH2 1.00V BW CH3 200mA Ω BW 2.50V 10.00% 图53. 启动，VOUT = 1.8 V，800 mA M100µs T A CH1 2.50V 10.00% 图56. 启动，VOUT = 1.2 V，10 mA，VIN = 5 V Rev. C | Page 16 of 32 ADP2370/ADP2371 250 1 VOUT 2 INDUCTOR CURRENT 09531-057 3 CH1 5.00V BW CH2 500mV BW CH3 500mA Ω BW M100µs T A CH1 200 150 100 50 0 2.50V –40°C –5°C +25°C +85°C +125°C 3 5 7 9 11 13 15 INPUT VOLTAGE (V) 10.00% 图57. 启动，VOUT = 1.2 V，800 mA，VIN = 5 V 09531-060 PSM TO PWM THRESHOLD (mA) VIN 图60. 不同温度下PSM至PWM模式转换与输入电压的关系 1200 VIN 1150 1 OC THRESHOLD (mA) 1100 2 INDUCTOR CURRENT 1050 1000 5.4V 7.2V 12.0V 15.0V 950 900 850 09531-058 3 CH1 5.00V BW CH2 2.00mV BW CH3 200mA Ω BW M100µs T A CH1 800 –60 2.50V –40 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (°C) 10.00% 09531-061 VOUT 图61. 不同输入电压下过流限值与温度的关系，VOUT = 5 V 图58. 启动，VOUT = 5 V，10 mA，VIN = 7 V 0.05 VIN 0.04 RIPPLE VOLTAGE (V p-p) 1 VOUT 2 INDUCTOR CURRENT 0.03 3.2V 5.0V 9.0V 15V 0.02 0.01 CH1 5.00V BW CH2 2.00mV BW CH3 500mA Ω BW M100µs T A CH1 0 2.50V 10.00% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 LOAD CURRENT (mA) 图59. 启动，VOUT = 5 V，800 mA，VIN = 7 V 图62. 不同输入电压下输出纹波与负载电流的关系， VOUT = 1.2 V，自动模式 Rev. C | Page 17 of 32 09531-062 09531-059 3 0.05 0.025 0.04 0.020 RIPPLE VOLTAGE (V p-p) 0.03 3.2V 5.0V 9.0V 15V 0.02 4V 5V 9V 15V 0.010 0.005 0 100 200 300 400 500 600 700 800 LOAD CURRENT (mA) 0 09531-063 0.01 0 0.015 0 200 300 400 500 600 700 800 LOAD CURRENT (mA) 图63. 不同输入电压下输出纹波与负载电流的关系， VOUT = 1.8 V，自动模式 图66. 不同输入电压下输出纹波与负载电流的关系， VOUT = 3.3 V，强制PWM模式 1.0 0.08 0.9 0.8 0.06 0.7 0.04 RDSON (Ω) RIPPLE VOLTAGE (V p-p) 100 09531-066 RIPPLE VOLTAGE (V p-p) ADP2370/ADP2371 4.5V 5.0V 9.0V 15V 3.0V 3.5V 4.0V 5.0V 6.0V 7.0V 10.0V 0.6 0.5 0.4 0.3 0.02 0.2 0 100 200 300 400 500 600 700 800 LOAD CURRENT (mA) 0 –40 09531-064 0 0 20 40 60 80 100 120 TEMPERATURE (°C) 图67. 不同输入电压下PMOS RDSON 与温度的关系，400 mA 图64. 不同输入电压下输出纹波与负载电流的关系， VOUT = 3.3 V，自动模式 1.0 0.10 0.9 0.8 0.08 0.7 RDSON (Ω) 0.06 5.8V 6.0V 9.0V 15V 0.04 3.0V 3.5V 4.0V 5.0V 6.0V 7.0V 10.0V 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.02 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 LOAD CURRENT (mA) 0 –40 –20 0 20 40 60 TEMPERATURE (°C) 80 100 120 09531-068 0.1 09531-065 RIPPLE VOLTAGE (V p-p) –20 09531-067 0.1 图68. 不同输入电压下NMOS RDSON 与温度的关系，400 mA 图65. 不同输入电压下输出纹波与负载电流的关系， VOUT = 5 V，自动模式 Rev. C | Page 18 of 32 ADP2370/ADP2371 1.0 1.0 +125°C +85°C +25°C –5°C –40°C 0.9 0.8 0.7 0.6 0.6 RDSON (Ω) 0.7 0.5 0.4 0.4 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0 3 4 5 6 7 INPUT VOLTAGE (V) 8 9 10 +125°C +85°C +25°C –5°C –40°C 0.5 0.3 0 09531-069 RDSON (Ω) 0.8 3 4 5 6 7 INPUT VOLTAGE (V) 图69. 不同温度下PMOS RDSON 与输入电压的关系，400 mA Rev. C | Page 19 of 32 8 9 10 09531-070 0.9 图70. 不同温度下NMOS RDSON 与输入电压的关系，400 mA ADP2370/ADP2371 工作原理 5V 1.2V VSW EN_PREC EN VIN REG VIN STANDBY 1.0V VIN P_ILIMIT 1.2A VIN UVLO 2.95V RDSON × Kr IMIN N_ILIMIT 200mA Kr –0.5A – (PWM) VIN SW 0A – (PSM) RDSON × Kr PWM VIN CONTROL LOGIC ADP2371 ONLY SLOPE COMP ISLOPE PGND PSM 0.808V 0.8V SYNC H = FPWM L = PWM/PSM FSEL H = 1.2MHz L = 600kHz OSCILLATOR DEFAULT = 1.2MHz VOUT ÷ 2 FREQUENCY FOLDBACK FB THSD ICOMP PG 0.736V 0.696V VTOL VCOMP gM FB 0.8V SOFT START 09531-071 150°C 135°C 图71. 功能框图 ADP2370/ADP2371采用高速电流模式、恒频PWM控制方 ADP2370/ADP2371采用恒定斜率补偿方案，电感与输出电 案，具有出色的稳定性和瞬态响应。为确保便携式应用的 压成正比。针对特定输出电压选择电感的公式如下： 电池寿命最长，ADP2370/ADP2371具有省电模式。在轻载 L= 条件下，输出电容根据需要进行充电以维持调节；其它情 况下，ADP2370/ADP2371进入休眠模式，静态功耗低至 14 μA。这种架构确保PWM与PSM两种模式之间可以平稳转 换，并且在轻载时保持高效率。下面介绍这两种工作模 1.2 × VOUT 0.478 × f SW 有关选择适当电感值的详情，参见“应用信息”部分。 PWM模式的周期工作开始于内部时钟的下降沿。注意， 当使用外部时钟时，上升沿同步调节器，下降沿由内部时 式，并详细说明ADP2370/ADP2371的特性。 钟确定，脉宽典型值为25 ns。时钟的下降沿通过接通高端 PWM工作模式 开关而启动周期，在电感中产生一个正di/dt电流。PWM ADP2370/ADP2371 PWM模式是一种固定频率、1.2 MHz典 比较器控制高端开关何时断开。比较器的正输入端通过 型值、电流模式架构。利用SYNC引脚使调节器与外部时 SW节点监控峰值电感电流。 钟频率同步，或者利用FSEL引脚选择600 kHz或1.2 MHz的 内部时钟频率。 Rev. C | Page 20 of 32 ADP2370/ADP2371 比较器输入电压的负端由电压控制环路减去斜率补偿来设 图72和图73说明了输出电压和电感电流如何随负载而变化， 置。当高端开关断开时，低端开关在时钟周期的剩余时间 以及如何进入和退出PSM工作模式。PSM模式下的输出电压 接通。 纹波约为40 mV p-p，PWM模式下的纹波小于10 mV p-p。 在PWM/PSM模式下，当电感电流达到0时，低端开关断 开，以断续导通(DCC)模式工作。如果SYNC接高电平，迫 使器件进入仅PWM模式，则低端开关将保持接通，直到 LOAD CURRENT 1 下一个时钟周期或电感电流达到负电流限值。 VOUT PSM工作模式 2 ADP2370/ADP2371能够平稳转换到变频PSM工作模式。针 INDUCTOR CURRENT 对电感的峰值电流，ADP2370/ADP2371根据输入和输出电 对于特定输出电压，偏离推荐的电感值会导致PSM到PWM 3 阈值偏移，进而使器件进入DCC模式。 09531-072 压选择最小电流值IMIN。IMIN值的设计基于推荐的电感值。 CH1 200mA Ω BW CH2 50.0mV CH3 200mA Ω BW 只要所需的峰值电感电流高于IMIN，调节器就会一直处于 B W M20.00µs A CH1 T 156mA 50.40% 图72. PSM至PWM转换波形，VOUT = 1.8 V， 10 mA至300 mA负载 PWM模式。当负载下降时，PSM电路防止峰值电感电流降 到PSM峰值电流以下。此电路让调节器向输出滤波器提供 多于负载需要的电流，导致输出电压提高，而误差放大器 的内部补偿节点输出VCOMP则降低。 LOAD CURRENT 1 当FB引脚电压升至标称输出电压的1%以上，且VCOMP节点 电压低于预定的PSM阈值电平时，调节器进入休眠模式。 VOUT 2 在休眠模式下，高端和低端开关以及大部分电路均禁用， INDUCTOR CURRENT 确保低静态电流及高效率。 低。当FB电压达到标称输出电压时，固定频率工作模式启 动。当负载要求提高到IMIN峰值电流水平以上时，VCOMP节 点电压上升，PWM控制环路设置占空比。当器件进入和 退出休眠模式时，由于比较器存在延迟，PSM电压纹波大 于1%。 Rev. C | Page 21 of 32 09531-073 休眠模式期间，输出电容放电到负载，输出电压随之降 3 CH1 200mA Ω CH3 200mA Ω B W B W CH2 50.0mV B W M20.00µs A CH1 T 156mA 50.40% 图73. PWM至PSM转换波形，VOUT = 1.8 V， 300 mA至10 mA负载 ADP2370/ADP2371 特性描述 精密使能 欠压闭锁 ADP2370/ADP2371的使能电路在关断期间将输入电流降至 为 防 止 电 池 放 电 ， ADP2370/ADP2371集 成 了 欠 压 闭 锁 最小，同时提供一个精确的使能阈值。当使能输入电压低 (UVLO) 电 路 。 如 果 输 入 电 压 低 于 UVLO阈 值 ， 于400 mV时，调节器处于关断模式，电源电流典型值为 ADP2370/ADP2371将关断，功率开关和同步整流器也都会 1.2 μA。当使能输入电压升至待机使能阈值1.0 V以上时，内 关断。一旦输入电压升至UVLO阈值以上，就会开始软启 部偏置电流和电压变为有效，启动精密使能电路。当EN引 动，并使能器件。 脚电压超过精密使能上升阈值1.2 V时，精密使能电路可以 进行精密的检测。 热保护 当ADP2370或ADP2371的结温高于150°C时，热关断保护电 强制PWM或PWM/PSM选择 路就会关断调节器。极端结温可能由大电流工作、线路板 SYNC引脚连接到一个大于1.2 V的电压时，将强制器件永 设计差和/或环境温度高等因素造成。保护电路设计有20°C 远 以 PWM模 式 工 作 。 这 意 味 着 ， 即 使 输 出 电 流 小 于 的迟滞，因此发生热关断后，片内温度必须低于130°C， PWM/PSM阈值，ADP2370/ADP2371仍然以固定频率工 器件才会恢复工作。退出热关断时，开始软启动。 作。在轻载条件下，PWM模式下的效率低于PSM模式。当 输出电流降至0以下时，低端NMOS仍然接通，从而防止器 件进入断续导通(DCC)模式。 软启动 ADP2370/ADP2371具有内部软启动功能，启动时控制输出 电压上升斜坡，从而限制浪涌电流。这样，当电池或高阻 工作期间，将SYNC引脚拉低可以使器件从FPWM模式切 抗电源接至转换器输入端时，可以防止输入电压下降。软 换到省电模式。SYNC引脚的灵活配置使得器件可以实现 启动时间典型值为350 μs。ADP2370/ADP2371也能启动进 高效率电源管理。 入预充电输出电容。如果在输出电容电荷大于0时调用软 SYNC引脚连接到一个小于0.4 V的电压时，器件可以PWM 启动，器件会延迟开关，直至内部软启动电压达到相应的 或PSM模式工作，具体取决于输出电流。只要平均输出电 FB电压。此特性防止输出电容在软启动开始时放电。 流低于PWM/PSM阈值，ADP2370/ADP2371就会进入PSM 工作模式。在PSM模式下，器件以较低的开关频率和最小 静态电流工作，从而保持高效率。当输出电流达到0时， 低端NMOS开关断开，致使器件以DCC模式工作。 限流 ADP2370/ADP2371具有保护电路，可以逐周期地限制流过 功率开关和同步整流器的电流方向和大小(限值1200 mA)。 功率开关的正电流限值限制可从输入端流向输出端的电流 快速输出放电(QOD)功能 量。同步整流器的负电流限值防止电感电流反向并流出负 ADP2371内置一个输出放电电阻，可在降压调节器禁用 载。 时，迫使输出电压变为零。这样，无论降压调节器是否使 在强制连续导通模式下，当开关部分从负载吸入电流时， 能，都能够确保其输出始终处于明确已知状态。ADP2370 ADP2370/ADP2371提供的负电流限值可防止电感反向电流 不提供输出放电功能。 过大。在负电流限值条件下，高端和低端开关均被禁用。 短路保护 ADP2370/ADP2371包括频率折返功能，可以防止负载短路 时输出电流失控。当反馈引脚处的电压降至0.3 V以下，表 明输出端可能发生负载短路时，开关频率降至内部振荡器 频率的1/4。开关频率下降允许电感有更多时间放电，从而 防止输出电流失控。 Rev. C | Page 22 of 32 ADP2370/ADP2371 100%占空比 如果器件同步到外部时钟，PSM模式将被禁用，器件始终 ADP2370/ADP2371能够平稳地进入和退出100%占空比。在 处于强制PWM模式。当外部频率在400 kHz到800 kHz范围 高端开关闭合的同时，控制环路寻找下一时钟周期。找到 时，应将FSEL接地；当外部频率在800 kHz到1600 kHz范围 时，时钟信号被屏蔽，PMOS保持接通。当输入电压提高 时，应将FSEL连接到输入电压。FSEL内置一个下拉电阻， 时，内部VCOMP节点降低其输入控制环路的信号，导致器 当FSEL不连接时，默认为600 kHz模式。 件停止跳过时钟周期并退出100%占空比。 INTERNAL 1.2MHZ VIN 1 2 3 4 INTERNAL 600kHZ 1 VOUT SYNC 2 PWM CLOCK (IF FSEL = 1) INDUCTOR CURRENT 3 B CH1 1.00V W CH2 1.00V BW CH3 50.0mA Ω BW M2.00ms T A CH1 09531-076 09531-074 PWM CLOCK (IF FSEL = 0) PWM CLOCK FOLLOWS SYNC UNTIL IT MISSES 4 × 1.2MHZ INTERNAL CLOCK CYCLES 4.90V 图76. SYNC典型时序 32.20% 图74. PSM模式下进入和退出100%占空比， VOUT = 5 V，100 mA负载 SW 1 VIN VOUT VOUT 2 INDUCTOR CURRENT 3 INDUCTOR CURRENT 4 CH1 5.00V BW CH2 100mV CH3 200mA Ω BW CH4 5.00V 09531-075 1 3 2 CH1 1.00V BW CH2 1.00V BW CH3 50.0mA Ω BW 09531-077 SYNC M2.00ms T A CH1 4.90V B W M20.0µs W T B A CH4 2.00V 20.0% 图77. SYNC典型瞬态响应，1.2 MHz至800 kHz至1.2 MHz 32.20% 图75. PWM模式下进入和退出100%占空比， VOUT = 5 V，100 mA负载 SW 同步 1 可以让ADP2370/ADP2371与400 kHz至1.6 MHz频率范围内 VOUT 2 的外部时钟同步。器件自动检测第一个时钟的上升沿，并 INDUCTOR CURRENT 与外部时钟同步。当外部时钟信号停止时，器件自动切换 到内部时钟并继续工作。 3 切换发生的条件是：SYNC引脚上未检测到上升沿的时间 600 kHz的最高频率工作，延迟时间最大值将是6.7 µs。在 此期间无可用时钟信号，输出停止切换，直至ADP2370电 09531-078 SYNC 超过内部时钟的4个时钟周期。因此，如果内部时钟以 4 CH1 5.00V BW CH2 50.0mV BW M20.0µs A CH4 B CH3 200mA Ω BW CH4 5.00V W T 20.0% 2.00V 图78. SYNC瞬态响应，1.2 MHz至800 kHz 路切换到内部时钟信号。 Rev. C | Page 23 of 32 ADP2370/ADP2371 SW 1 2 VOUT INDUCTOR CURRENT VOUT ENABLE 3 SYNC CH2 50.0mV BW M2.00µs A CH2 CH1 5.00V BW B CH3 200mA Ω BW CH4 5.00V W T 20.0% –57.0mV 09531-080 09531-079 4 PG 3 2 1 CH1 500mV BW CH3 5.00V BW 图79. SYNC瞬态响应，800 kHz至1.2 MHz CH2 1.00V BW M40.0µs T A CH3 3.40V 10.00% 图80. 启动时的典型PG时序 电源良好 VOUT ADP2370/ADP2371电源良好(PG)输出指示受监控输出电压 的状态。PG为高电平有效开漏输出，需要一个外部上拉电 PG 阻，通常由I/O电源轨为该电阻供电，如图1所示。 当检测的输出电压低于标称值的87%时，PG引脚变为低电 平。当检测的输出电压升至标称值的92%以上时，PG引脚 LOAD CURRENT 2 在tRESET后变为高电平。当检测的输出电压高于标称输出电 在PWM模式下，典型PG延迟时间为20 μs。图80显示启动 期间的PG典型工作时序。图81显示大负载瞬态导致输出电 压略低于PG阈值时的PG工作时序。 如果不使用PG功能，请移除上拉电阻，并让PG引脚断开 连接或短接至地。 Rev. C | Page 24 of 32 3 1 09531-081 压的92%时，PG引脚保持高电平。 CH1 500mV BW CH3 500mAΩ BW CH2 1.00V BW M1.00µs T A CH3 740mA 10.00% 图81. 200 mA至1100 mA负载瞬态下的典型PG时序 ADP2370/ADP2371 应用信息 ADIsimPower设计工具 输出电容 ADIsimPower™设 计 工 具 集 支 持 ADP2370/ADP2371。 必须使用输出电容来将输出端的电压过冲、电压欠冲和纹 ADIsimPower是一个工具集合，可以根据特定设计目标产 波电压降至最低。等效串联电阻(ESR)较低的电容，其产生 生完整的电源设计。利用这些工具，用户只需几分钟就能 的输出纹波也较低，因此，应使用X5R等电介质的电容。 生成完整原理图、物料清单并计算性能。ADIsimPower 不要使用Y5V和Z5U电容，因为其电容随温度的变化较 可以考虑IC和所有真实外部元件的工作条件与限制，并针 大，而且其直流偏置电压也会变化。由于ESR很重要，因 对成本、面积、效率和器件数量优化设计。欲了解更多信 此应利用下式来选择电容： 息并获得ADIsimPower设计工具，请访问www.analog.com/- ESRCOUT ≤ ADIsimPower。用户也可以通过ADIsimPower工具申请未 VRIPPLE ΔI L 其中： 填充的电路板。 ESRCOUT为所选电容的ESR。 外部元件选择 表6和表7列出了图82所示ADP2370/ADP2371应用电路的外 部元件选择。元件的选择取决于输入电压、输出电压和负 VRIPPLE为峰峰值输出电压纹波。 通过下式确定输出电容值： 载电流要求。此外，不同性能参数(如效率和瞬态响应等) COUT ≥ VIN (2π × f SW ) × 2 × L × VRIPPLE COUT ≥ ∆I L 8 × f SW × VRIPPLE 之间的权衡也可以通过改变外部元件的选择来实现。 选择电感 ADP2370/ADP2371的高开关频率允许使用小型表贴功率电 提高输出电容值对稳定性无影响，而且可能会降低输出纹 感。电感值会影响PWM到PSM的转换、效率、输出纹波和 波，增强负载瞬态响应。选择输出电容值时，必须考虑由 电流限值。对于给定的输出电压和开关频率，可以使用以 输出电压直流偏置所引起的电容损耗。 下公式来计算理想电感值(该公式是从电感电流斜率补偿导 输入电容 出)： L= 1.2 × VOUT 0.478 × f SW 必须使用输入电容来降低输入电压纹波、输入纹波电流和 源阻抗。输入电容应尽可能靠近VIN引脚放置。为使输入 纹波电流计算如下： ∆I L = VOUT  VOUT × 1 − f SW × L  VIN 电压纹波最小，强烈建议使用低ESR X7R或X5R型电容。通     过下式确定均方根输入电流： 其中： fSW为开关频率(单位MHz，典型值1.2 MHz)。 L为电感值(单位μH)。 I CIN ≥ I LOAD( MAX ) VOUT (VIN − VOUT ) VIN I rms ≥ I LOAD( MAX ) VOUT (VIN − VOUT ) VIN 所选电感的直流电阻(DCR)值会影响效率；然而，如果减 可调输出电压编程 小该值，铁芯和集肤效应均方根(rms)损耗通常会增加。该 ADP2370/ADP2371的输出电压可以在0.8 V至12 V的范围内 电感的直流电流额定值最低要求应等于最大负载电流加上 电感电流纹波的一半，如下式所示： I PK ∆I = I LOAD( MAX ) + ( L ) 2 调整。输出电压由两个外部电阻(R2和R3)的比值设置，如 图83所示。器件伺服输出，使FB引脚的电压维持在0.8 V(以 地为参考)；R2中的电流等于0.8 V/R3加上FB引脚偏置电流。 FB引脚的偏置电流(25°C时为10 nA)经R2流入FB引脚。 输出电压通过下式计算： VOUT = 0.8 V(1 + R2/R3) + (FBI-BIAS)(R2) Rev. C | Page 25 of 32 ADP2370/ADP2371 为将FB引脚的偏置电流引起的输出电压误差降至最低，R2 开关损耗 的值应维持在250 kΩ以下。例如，当R2和R3都是250 kΩ 开关损耗与驱动器吸取的电流有关，驱动器以开关频率打 时，输出电压为1.6 V。假设25°C时FB引脚偏置电流为10 nA 开和关闭电源器件。每次功率器件栅极打开和关闭时，驱 (典型值)，则FB引脚偏置电流引起的输出电压误差为2.5 mV 动器就会将一定的电荷从输入电源传输到栅极，再从栅极 或0.156%。 传输到地。 注意，在关断模式下，输出关闭，分压器电流为0。 开关损耗可通过下式估算： PSW = (CGATE_P + CGATE_N) × VIN2 × fSW 按照“选择电感”、“输出电容”和“输入电容”部分所述选择 其中： 输出电感和电容，更多信息参见表6。 CGATE_P为内部高端开关的栅极电容。 效率 效率定义是输出功率与输入功率之比。ADP2370/ADP2371 的高效率使其具有两项独特的优势。第一，DC-DC转换器 CGATE_N为内部低端开关的栅极电容。 fSW为开关频率。 封装内的功率损耗极少，进而减少了散热方面的限制。第 栅极电容的典型值(CGATE_P和CGATE_N)为150 pF。 二，高效率使得给定的输入功率能够产生最大的输出功 转换损耗 率，从而延长便携式应用的电池寿命。 转换损耗是由于无法即刻打开或关闭P沟道开关造成的。 功率开关导通损耗 在SW节点转换的中途，功率开关提供所有电感电流。功 功率开关直流导通损耗是由于输出电流流经具有内部电阻 率开关的源漏电压为输入电压的一半，由此便产生功率损 (RDS(ON))的P沟道功率开关和N沟道同步整流器而造成的。 耗。转换损耗随负载电流和输入电压的提高而提高，每个 功率损耗的近似计算公式如下： 开关周期发生两次。 转换损耗的估算公式如下： PSW _ COND = (RDS(ON ) _ P × D + RDS(ON ) _ N × (1 − D)) × I OUT 2 PTRAN = VIN/2 × IOUT × (tR + tF) × fSW 其中： V D = OUT VIN 其中： 功率开关的内部电阻随温度而提高，当输入电压小于5.5 V 时也会提高。 tF为SW节点的下降时间。 上升和下降时间的典型值(tR和tF)为2 ns。 电感损耗 电感传导损耗由流经电感的电流引起，电感具有内部阻抗 (DCR)。电感尺寸越大，DCR越小，这可以降低电感传导 损耗。电感铁损与铁芯材料的导磁率有关。ADP2370/ ADP2371属于高开关频率DC-DC调节器，建议使用低铁 损、低EMI的屏蔽铁氧体材料。 tR为SW节点的上升时间。 推荐降压器外部元件 推荐用于ADP2370/ADP2371的外部元件如表6(电感)和表7 (电容)所列。 VIN = 6V CIN 10µF POWER GOOD ADP2370/ ADP2371 若要估计电感的功率损耗总量，可使用下式： PL = DCR × IOUT2 + 磁芯损耗 VIN FSEL ON OFF EN 8 2 7 3 4 AGND (EXPOSED PAD) 6 5 PGND SW 6.8µH VOUT = 3.3V PG COUT 10µF FB 09531-082 SYNC 1 图82. 典型应用，1.2 MHz，固定输出 Rev. C | Page 26 of 32 ADP2370/ADP2371 VIN = 6V CIN 10µF R1 10kΩ FSEL 1 8 2 7 ON OFF EN 3 SYNC AGND (EXPOSED PAD) 4 6 5 POWER GOOD PGND SW PG 6.8µH VOUT = 1.8V COUT 10µF R2 249kΩ FB R3 200kΩ 09531-083 VIN ADP2370/ ADP2371 图83. 典型应用，600 kHz，可调输出 表6. 电感 供应商 Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft Coilcraft 型号 XFL4020-222ME XFL4020-332ME XFL4020-332ME XFL4020-472ME XAL4030-682ME XAL4030-682ME XAL4040-103ME LPS6235-183ML XFL4020-472ME XAL4030-682ME XAL4030-682ME XAL4040-103ME XAL4040-103ME XAL4040-153ME LPS6235-223ML LPS6235-333ML 频率 1.2 MHz 1.2 MHz 1.2 MHz 1.2 MHz 1.2 MHz 1.2 MHz 1.2 MHz 1.2 MHz 600 kHz 600 kHz 600 kHz 600 kHz 600 kHz 600 kHz 600 kHz 600 kHz 输出电压 1.2 1.5 1.8 2.5 3.0 3.3 5 9 1.2 1.5 1.8 2.5 3.0 3.3 5 9 理想值(μH) 2.5 3.1 3.8 5.2 6.3 6.9 10.5 18.8 5.0 6.3 7.5 10.5 12.6 13.8 20.9 37.7 标准值(μH) 2.2 3.3 3.3 4.7 6.8 6.8 10 18 4.7 6.8 6.8 10 10 15 22 33 尺寸(mm) 4×4×2 4×4×2 4×4×2 4×4×2 4×4×3 4×4×3 4×4×4 6 × 6 × 3.5 4×4×2 4×4×3 4×4×3 4×4×4 4×4×4 4×4×4 6 × 6 × 3.5 6 × 6 × 3.5 ISAT (A) 4.1 3.1 3.1 2.0 1.9 1.9 1.5 1.7 2.0 1.9 1.9 1.5 1.5 1.3 1.6 1.3 DCR (mΩ) 24 38 38 57 74 74 92 14 57 74 74 92 92 120 145 130 表7. 10 μF电容 供应商 Murata Murata Murata Murata Murata Murata Murata 型号 GRM32ER7YA106KA12 GRM32DR61E106KA12 GRM31CR61C106KA88 GRM32ER7YA106KA12 GRM32DR61E106KA12 GRM31CR61C106KA88 GRM21BR61C106KE15 尺寸 1210 1210 1206 1210 1210 1206 0805 电压额定值 35 25 16 35 25 16 16 位置 输入或输出 输入或输出 输入或输出 输入或输出 输入或输出 输入或输出 输出 Rev. C | Page 27 of 32 输入电压