TD8655

        Techcode® DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller General Description  Features    TD8655 is a DC/DC Buck Synchronous with four current limit  pins  suitable  for  many  multi‐output  applications.  It  is  designed to allow for operating a wide supply voltage range  from  9V  to  40V.  It  has  both  high‐side  and  low‐side  drivers  allowing  synchronous  configuration  using  two  external  power‐NMOS.  This  IC  can  operate  in  both  Constant  Current  (CC) and Constant Voltage (CV) modes.  TD8655 operates as a DC‐DC Buck Controller providing a wide  range  of  outputs  at  Constant  Current  (CV)  from  1.2V to  28V  and  the  output  current  as  high  as  10A  or  above.  It  has  a  Constant Current(CC) mode so that output current can be set  externally and at a accuracy of +/‐7%.    The current mode control and external compensation makes  feedback  control  have  good  line  and  load  regulation  with  flexible external design.  There are four independent current limit control pins for four  separate  loads.  Each  of  the  current  limit  can  be  set  by  a  resistor(RCS)  at  100mV  across  it.  Of  course,  output  peak  current limit is working during normal operation              Vin: 8.5V to 40V    Vout: 1.2V to 28V; typical at 5V    CC/CV Mode Control  PFM Mode for Increased Light Load Efficiency  4  outputs  current  precision  OCP:  Adjustable  Current‐Limit Protection        Burst mode when OCP/SCP occur  Protection    NMOS peak current limit:    accuracy：~10%    Output  short  protection:  reduce  input  current  to  less than 20mA(RMS)  OVP(output Over‐Voltage Protection)  Output FB short protection  Temperature shut down(OTP)  Adjustable Output Cable Resistance Compensation Duty: 0~97%  Switching Frequency: 100kHz to 300KHz      Integrated MOSFET Drivers    QFN20 Package  Applications  Pin Configurations   Car Charger  High‐Brightness Lighting   General‐Purpose DC/DC Controller   Figure1 Pin Configuration of TD8655(Top View)      April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  1          Techcode® 40Vin 4 Outputs Buck Controller DATASHEET TD8655 Pin Description  Pin Number  Pin Name  Description  1  BST  Internal  High  Side  Driver  Power  Bias  which  is  typically  5V  above  Vin.  A  typical  0.1uF  capacitor is used connecting between BST and SW pins.  2  VIN  Supply input  3  ISENSE  Input Current Sense, the sense Resistor must be >5mohm.  4  COMP  Error Amplifier Output and the Converter stability compensation network is placed.  5  FREQ  Switching Frequency setting.  6  FB  Feedback input with reference to 1.20V. it can sets output voltage.  7  En  On/off control pin  8  ISET  To set output constant current.  9  COUT1  Current limit of the 1st output. The Threshold voltage is 100mV.  10  COUT2  Current limit of the 2nd output. The Threshold voltage is 100mV.  11  COUT3  Current limit of the 3rd output. The Threshold voltage is 100mV.  12  COUT4  Current limit of the 4th output. The Threshold voltage is 100mV.  13  CS34  Pull low to disable COUT3/COUT4 CC function and high to enable.  14  SS  Soft start pin. a capacitor is connected between this pin and GND  15  TS  Test pin  16  GND  Ground pin.  17  LSD  Low Side Driver  18  VDD  Internal 5v power supply, a 1uF (or more) capacitor is connected between this pin and GND. 19  SW  Inductor terminal.  20  HSD  High Side Driver  April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  2  Techcode®         DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller Function Block  Figure 2 Function Block Diagram of TD8655 Absolute Maximum Ratings  Symbol  Parameter VIN  Supply Input Voltage  Rating ‐0.3 to +43  Unit   ISNESE to GND  ‐0.3 to VIN  V   BS to SW  ‐0.3 to +6  V   SW to GND  ‐1 to VIN+1  V   BS, HSD to GND  VSW‐0.3 to VSW+6 V   VFB,ISET,COMP,LSD,COUT1‐4,FREQ,SS CS34,TS to GND  ‐0.3 to +6  V ESD  HBM (Human Body Mode)  2K  V θJA  Thermal Resistance from Junction to ambient  40  ºC/W  V April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  3  Techcode®         DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller Recommended Operating Conditions  Symbol  Parameter  Rating  Min.  Typ.  Max.  VIN  Supply Voltage  9  ‐  40  V  VOUT  Output voltage range  1.2  ‐  28  V  IOUT  Output current range  ‐  ‐  15  A    Operating Temperature  ‐40    85  ºC  TSTG  Storage Temperature Range  ‐60    150  ºC  TSDR  Maximum Lead Soldering Temperature, 10 Seconds  260  Unit ºC  Electrical Characteristics  (VIN=12V, TA=25°C (unless otherwise specified). MOSFET use TDM3436)  Symbol    VIN    Characteristic  Test conditions    Min    Supply Voltage    9  IIN    Supply Input Current  EN=3V, Vout=5V,No load  IQ    Shutdown Supply Current  VUP    VHYS  Typ    Max    Unit      40  V  1  1.7  2.5  mA  EN=0    ‐    ‐  30  uA    VIN UVLO Turn ON  VIN Rising  8.2  8.5  8.9  V  VIN UVLO Hysteresis  VIN Falling    ‐  1.0    ‐  V  VIN UVLO    Feedback voltage    VFB    Feedback voltage  VEN=3V  1.176  1.20  1.224  V     Tolerance    ‐2      ‐  2  %  FSW    Switch frequency  RFREQ=60Kohm  170  200  230  KHz  TON    Minimum On‐Time      ‐  150    ‐  ns  D  Duty cycle      ‐    ‐  99  %  VTOCP    OCP threshold    95  100  105  mV  IFB    Cable compensation Current  Cout1‐4=100mv    ‐  40      ‐  uA  Oscillator  Current sense  HDR & LDR Drivers    TRH    HDR Rising Time          ‐  10      ‐  ns  TFH    HDR Falling Time        ‐  10      ‐  ns  TRL  LDR Rising Time        ‐  10      ‐  ns  TFL  LDR Falling Time        ‐  10      ‐  ns  TLH  Dead Time        ‐  80      ‐  ns  THL  Dead Time        ‐  80      ‐  ns  April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  4  Techcode®         DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller Soft start  TSS  Soft start time  CSS =0.1uF    10    ms  Thermal Shutdown(OTP)    TSD    Temperature Rising        ‐  150      ‐  ºC  THYS  OTP Hysteresis        ‐  20      ‐  ºC            April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  5  Techcode®         DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller Typical Application Circuit1  Vin VIN VOUT C1 R6 0.005 C2 10uF EC1 0.1uF Output1 100uF U1 2 CS1 VIN R10 R18 R19 5 GND 39K 1% ISENSE HSD C13 4 R5 220pF 4 2.2R 3 1 2 1 0.1uF SW C15 22pF TD8655 LSD R7 7 R9 COMP 1M VIN 20 C10 ISET BST GND GND EN COUT1 R8 2.2R 17 4 9 R17 300 CS1 2 1 1uF VDD GND COUT2 S D TDM3436 S S D D D 5 GND VOUT 6 7 Output2 CS2 8 L1 R20 300 10 G S TDM3436 D S D S Q2 CS2 D D 5 470uF/10V GND EC2 CS34 R4 0.1uF 7 10.5K/1% Output3 CS3 GND GND R2 3.3K/1% 11 R21 300 SS CS3 GND C20 TS VOUT 6 FB GND GND 16 0.1uF R14 0.04/1% GND COUT3 1uF 15 C3 VOUT 8 1uF 14 GND C5 6 C19 13 R13 0.04/1% VOUT 22uH C22 C12 1uF G Q1 19 3 1M 18 R12 0.04/1% 20 FREQ 20K 1% 8 3 COUT4 12 R22 300 C21 GND Output4 CS4 CS4 1uF R15 0.04/1% GND GND GND   Fig3 4‐outputs with OCP(CS1~4) and CC(CS1+CS2+CS3+CS4)         April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  6  Techcode®         DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller Typical Application Circuit2  Vin VIN VOUT C1 R6 0.005 C2 10uF EC1 0.1uF Output1 100uF U1 2 CS1 VIN R10 R18 R19 5 GND 39K 1% ISENSE HSD R5 C13 4 ISET C15 22pF TD8655 LSD R7 7 4 3 1 2 1 EN COUT1 17 R17 300 9 VDD 4 CS1 2 1 GND COUT2 S D TDM3436 D S D S D GND 5 6 7 8 L1 VOUT 22uH R8 2.2R C22 1uF C12 1uF G Q1 19 3 1M 18 2.2R 0.1uF SW VIN R9 COMP 1M 220pF 20 C10 BST GND G D S TDM3436 D S D S D C5 R4 0.1uF 10.5K/1% 7 VOUT 8 Output2 CS2 GND GND R2 3.3K/1% R21 300 11 CS2 GND C20 1uF TS GND FB 15 COUT3 SS GND 14 R14 0.04/1% CS34 COUT4 GND 12 16 6 13 0.1uF EC2 6 Q2 10 470uF/10V 5 GND C3 R12 0.04/1% FREQ 20K 1% 8 GND 20 3   GND Fig4 2‐outputs with OCP and CC(CS1+CS2)     April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  7  Techcode®         DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller Typical Application Circuit3    Vin VIN C1 R6 0.005 C2 10uF EC1 0.1uF U1 2 100uF VIN R10 R18 R19 5 GND 39K 1% ISENSE HSD C13 4 R5 220pF SW TD8655 LSD R7 3 1 2 1 COUT1 19 17 9 VDD 4 R17 300 CS1 2 1 GND COUT2 S D TDM3436 D S D S D 7 8 L1 VOUT G D S TDM3436 D S D S D Q2 10 Output1 5 CS1 470uF/10V C5 6 EC2 R4 0.1uF 7 R12 0.02/1% 10.5K/1% 8 GND GND GND R2 3.3K/1% COUT3 11 SS TS GND 16 FB 15 CS34 COUT4 12 6 14 GND 13 0.1uF 6 VOUT GND C3 5 22uH R8 2.2R C22 1uF C12 1uF G Q1 3 EN 1M 18 4 2.2R 0.1uF C15 22pF 7 R9 COMP 1M VIN 20 C10 ISET BST GND GND 20 FREQ 20K 1% 8 3 GND   Fig5 1 output with CC.            April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  8          Techcode® DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller Function Description  TD8655 operates in a peak‐current–mode control to regulate  the  output  voltage.  The  internal  clock  initiates  the  PWM  cycle,  which  turns  on  the  integrated  high  side  power  MOSFET.  The  high‐side  MOSFET  remains  on  until  its  current  reaches the value set by the COMP voltage. When the power  switch is off, it remains off until the next clock cycle begins.  current can be calculated by followings:  ICC = VISET/(10*(RCS1// RCS2//RCS3//RCS4))    Here  VISET=1.2V*（R18/(R18+R19)),  R18  and  R19  refer  to  Typical  Application  Circuit,  RCS1,2,3,4  are  the  sense  resistors  between COUT1,2,3,4 and GND.  Output Cable Resistance Compensation  CC/CV Mode Control    R1 will can program the cable compensation.  To compensate for resistive voltage drop across the charger's  output  cable,  the  TD8655  integrates  a  simple,  user‐programmable  cable  voltage  drop  compensation  using  the impedance at the FB pin. By choosing different R1,we can  get  different  cable  voltage  drop  compensation  values.  The  compensation voltage(Vdelta) can be calculated by:  Vdelta=IFB*R1=R1*(VCS1+VCS2+VCS3+VCS4)/10K.    VCS1/CS2/CS3/CS4  are the  voltages  on  the  pins  Cout1‐4.  R1  is  the  resistor between VFB and VOUT.    Over Current limit setting      A drop voltage on the current sensing resister is over the OCP  value, the controller will enter hiccup mode. The Current limit  is set by outside resistance (RSENSE), When the cout1 or cout2  or  cout3  or  cout4  voltage  larger  than  100mV,  the  current  limit occurs. The Output current limit(IOC) set according to the  following equation:    IOC=100mv/RCS    Over Temperature Protection (OTP)    TD8655  provides  over  temperature  protection(OTP)  .  The  OTP will shut down the converter when junction temperature  exceeds 150°C. Once the junction temperature cools down by  approximately 20°C, the controller will resume.  Constant Current setting：  Frequency setting  TD8655  provides  CC/CV  function.  The  Constant  output  Current  control  Mode  and  Constant  output  Voltage  control  Mode.    Output Voltage Setting    VFB  is  the  feedback  pin  and  connected  to  the  non‐inverting  of error amplifier input. The output voltage is adjustable from  1.2V to 28V with a resistor‐divider connected with VFB  GND and converter’s output. Using 1% or better resistors for  the resistor‐divider is recommended.  The output voltage is determined by the equation:  VOUT=VFB*(1+R1/R2)=1.2V*(1+R1/R2)    At this time Cout1‐4 should be lower than the OCP threshold The  FREQ  pin  is  used  to  set  the  operation  frequency  and  a  （100mv）.  The  sum  voltage  of  Cout1‐4  pins  reaches  the  120k~30k ohm resistor is connected FREQ pin and GND. The  frequency  is  decided  by  the  equation:  FSW=12000k/RF,  RF  is  voltage on VISET pin, the system will enter CC mode, the CC    the resistor between this pin and GND with unit in kohm.    April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  9  Techcode®         DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller If this pin is floating, the frequency is 200khz.        Output Inductor Selection      The inductor value (L) determines the inductor ripple current,  IRIPPLE  and  affects  the  load  transient  response.  Higher  inductor  value  reduces  the  inductor’  s  ripple  current  and  induces  lower  output  ripple  voltage.  The  ripple  current  and  ripple voltage can be approximated by:  L=VOUT*(VIN‐VOUT)/FSW*IRIPPLE*VIN  Where  FSW  :  the  switching  frequency  of  the  regulator;    VIN/VOUT  :  input voltage/output voltage;      IRIPPLE is the inductor ripple current and IRIPPLE=(0.3‐0.5)IOUT    Input Capacitor    A  low  ESR  capacitor  is  highly  recommended.  Since  large  current flows in and out of this capacitor during switching, its  ESR also affects efficiency.  The input capacitance should be higher than 100μF. The best  choice  is  the  ceramic  type,  however,  low  ESR  tantalum  or  electrolytic  types  may  also  be  used.  The  input  capacitor  should  be  placed  close  to  the  VIN  and  GND  pins  of  the  IC,  with the shortest traces possible. In the case of tantalum or  electrolytic types, they can be further away if a small parallel  1μF ceramic capacitor is placed right next to the IC.    Output Capacitor  The system requires the output capacitor to maintain the dc  output  voltage.  The  characteristics  of  the  output  capacitor  affect  the  stability  of  the  regulatory  system.  A  low  ESR  electrolytic capacitor is recommended for a low output ripple  and good control loop stability. For general applications, a 1µF  ceramic capacitor and a 330µF (or more) polymer/electrolytic  capacitor are recommended.        April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  10  Techcode®         DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller Package Information  QFN20L Package Outline Dimensions                     Symbol  A  A1  b  c  D  D2  MIN  0.7  ‐  0.18  0.18  3.90 2.55 Millimeter  NOM  0.75  0.02 0.25  0.20  4.00 2.65 MAX  0.8  0.05 0.30  0.25  4.10 2.75 e  Ne  Nd  0.50 BSC  2.00 BSC  2.00 BSC  E  E2  L  h  3.90  2.55  0.35 0.30 4.00  2.65  0.40 0.35 4.10  2.75  0.45 0.40           April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  11          Techcode® DATASHEET TD8655 40Vin 4 Outputs Buck Controller Design Notes   April,  13,  2016.                                                        Techcode  Semiconductor  Limited                                                  www.techcodesemi.com  12