M1806LDLFF

M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型 磁集成电源系统芯片 特性 描述 ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ M1806L 是可持续输出 6A 电流的磁集成电源芯片。 该芯片采用 LGA-19 封装，输入电压范围为 3V 到 18V，可输出电压范围为 0.6V 到 0.9VIN。M1806L 开关频率为 1.4MHz; 软起时间和输出电流限等参 数可实现灵活配置。 宽电压输入范围 3V~18V 可调输出电压范围 0.6V~0.9VIN 6A 持续输出电流 轻载高效工作模式 ⚫ 使用低 ESR 电容可使环路稳定 ⚫ 1.4MHz 开关频率 M1806L 采用恒定开通时间的控制方式实现快速瞬 态响应并保持良好的环路稳定性。轻载时，M1806L 工作在高效模式。 ⚫ 输出预偏置启动 ⚫ 电源工作状态指示功能 ⚫ 可配置软启动时间 M1806L 可指示电源电压工作状态，具有完整的保 护措施，在过载或短路时提供打嗝保护以及欠压、 过压保护和过温关断保护。 ⚫ 逐周期输出过流保护 ⚫ 短路/过流打嗝保护 ⚫ 过温保护 应用 ⚫ LGA-19 (3mm×3.1mm×1.7mm) 封装 ⚫ 符合无烟 RoHS 标准 ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ 负载点电源模块 数据中心 固态和硬盘驱动器 工业与医疗系统 典型电路&效率 (Vin=12V) VIN VOUT VOUT VIN ON OFF CIN EN SW PG M1806L FB SS VCC PGND Rev. 1.0 AGND R1 COUT C1 R2 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 1 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 订购信息 PART NUMBER TOP MARKING PACKAGE MOQ MSL M1806LDLFF M1806L YWWLLL LGA-19 (3mm×3.1mm×1.7mm) 3000/ Tape & Reel 3 注明: Y: Year, WW: Week, LLL: Lot Number. 封装信息 顶层视图 NC 1 EN SW 19 18 17 SW 2 16 VCC FB 3 15 PGND AGND 4 14 PGND SS 5 13 PGND PG 6 12 PGND 7 VOUT Rev. 1.0 VIN 8 9 10 11 VOUT VOUT VOUT VOUT 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 2 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 引脚功能 PIN # NAME 1 NC 内部 BST 引脚，不要与其他网络连接。内部已连接自举电容 2 EN 使能控制。 3 FB 反馈。通过外接分压电阻设置输出电压，分压电阻网络尽可能靠近此引脚 4 AGND 5 SS 软起。通过外接电容设置软起时间 6 PG 电源工作状态指示 7,8,9,10,11 VOUT 输出电压 12,13,14,15 PGND 功率地 16 VCC 内部逻辑电路供电引脚。在 VCC 与 AGND 之间需要就近放置一个电容 17,18 SW 内部 SW 引脚，不要与其他网络连接。与铜 Pad 连接散热 19 VIN 输入电压 Rev. 1.0 DESCRIPTION 模拟地 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 3 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 功能框图 VIN Boostrap Regulator Bias&Voltage Reference EN NC 3.3M 3.3V LDO 0.1uF VCC ISS SS EA Main Switch (NCH) HS Driver 10nF SW AGND On Timer FB BUF Ramp COMP Logic Control VCC ` LS Driver PWM 0.33uH VOUT Synchronous Rectifier(NCH) Current Modulator Current Sense Amplifier PG 90% VREF Rising 80% VREF Falling PGND 120% VREF Rising 110% VREF Falling Rev. 1.0 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 4 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 极限参数值 符号 最小值 最大值 单位 输入电压 VIN −0.3 20 V EN 引脚电压 VEN VIN V SW 引脚电压 VSW −0.3 VIN+0.7 V SW 引脚电压 VSW( Target VFB Rising, VFB in respect VPGL_R to VFB_REF, VOUT > Target PG 低电平阈值 VFB Falling, VFB in respect VPGL_F to VFB_REF, VOUT < Target PG 延时 TPG- 45 µs 热保护温度 150 ℃ 热保护滞环值 20 ℃ _DELAY Rev. 1.0 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 6 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 典型测试 线性调整率 VOUT=1V/1.2V/1.8V/3.3V, IOUT=6A , VIN=5V~12V 负载调整率 VIN=12V, VOUT=1V/1.2V/1.8V/3.3V, IOUT=0A~6A 效率 VIN=12V, VOUT=1V/1.2V/1.8V/3.3V/5V, IOUT=0A~6A 效率 VIN=5V, VOUT=1V/1.2V/1.8V/3.3V, IOUT=0A~6A 高温降额特性 VIN=12V, VOUT=1V/1.8V/3.3V/5V Rev. 1.0 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 7 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 典型测试（续） VIN=12V and VOUT=1.2V, TA=25℃, 除非另外说明。 VIN 开启 IOUT=0A VIN 开启 IOUT=6A VIN 10V/div VIN 10V/div VOUT 1V/div VOUT 1V/div IOUT 5A/div IOUT 5A/div 40ms/div VIN 关断 IOUT=0A 40ms/div VIN 关断 IOUT=6A VIN 10V/div VIN 10V/div VOUT 1V/div VOUT 1V/div IOUT 5A/div IOUT 5A/div 1s/div 40ms/div EN 开启 EN 开启 IOUT=0A IOUT=6A EN 10V/div EN 5V/div VOUT 1V/div VOUT 1V/div IOUT 5A/div IOUT 5A/div 40ms/div Rev. 1.0 40ms/div 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 8 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 典型测试（续） VIN=12V and VOUT=1.2V, TA=25℃, 除非另外说明。 EN 关断 IOUT=0A EN 关断 IOUT=6A EN 5V/div EN 5V/div VOUT 1V/div VOUT 1V/div IOUT 5A/div IOUT 5A/div 1s/div SCP 进入 IOUT=0A 40ms/div SCP 进入 IOUT=6A PG 5V/div PG 5V/div VOUT 1V/div VOUT 1V/div IOUT 5A/div IOUT 5A/div 40ms/div SCP 恢复 IOUT=0A 40ms/div SCP 恢复 IOUT=6A PG 5V/div PG 5V/div VOUT 1V/div VOUT 1V/div IOUT 5A/div IOUT 5A/div 40ms/div Rev. 1.0 40ms/div 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 9 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 典型测试（续） VIN=12V and VOUT=1.2V, TA=25℃, 除非另外说明。 VOUT 纹波 VOUT 纹波 IOUT=6A IOUT=0A VOUT/AC 20mV/div VOUT/AC 50mV/div IOUT 5A/div IOUT 3A/div 2us/div 200ms/div 动态响应 IOUT=0A to 3A, 2.5A/μs 动态响应 IOUT=0A to 6A, 2.5A/μs VOUT/AC 100mV/div VOUT/AC 100mV/div IOUT 3A/div IOUT 3A/div 100µs/div 100µs/div 动态响应 IOUT=3A to 6A, 2.5A/μs VOUT/AC 20mV/div IOUT 3A/div 100µs/div Rev. 1.0 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 10 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 用户指南 输出电压 通过外部分压电阻设置输出电压，由于下分压电阻 R2 会影响环路稳定性，推荐阻值范围为 2kΩ 到 100kΩ。对于已确定的 R2 ，上分压电阻 R1 可计算如 下， R1 =R2 ∙ ( VOUT − 1) VFB 表 1 列出了常用输出电压下 FB 电阻的推荐值。 表 1：常用输出电压时 FB 电阻值 如果使用电解电容，由于其 ESR 导致的纹波可计算 如下： ΔVOUT = R ESR ∙ VOUT VOUT ⋅ (1 − ) FSW ⋅ L VIN 电源工作状态指示 通过 PG 引脚电压可指示 M1806L 的工作状态是否 正常。推荐将该引脚通过电阻上拉至 VCC，上拉电 阻推荐值为 100kΩ。若输出不正常，PG 输出低电平， 反之 PG 输出高电平。 VOUT(V) R1(kΩ) R2(kΩ) 5 20 2.7 3.3 20 4.42 2.5 20 6.34 1.8 20 10 1.5 20 13 1.2 20 20 预偏置起机 1.0 20 30 M1806L 具有预偏置起机功能， 如果在起机期间输 出被偏置到某一电压, 内部 BST 电容和 SS 电容将 会被充电。 如果内部 BST 电压超过其上升阈值并 且 SS 电压超过 FB 的电压，则 M1806L 将开始正常 工作。 软启动时间 M1806L 内置默认 1.2ms 软启动时间。引脚 SS 通过 外部接地电容 CSS 延长启动时间，可根据如下公式 选择该电容： TSS (ms)×6(μA)×0.83 CSS (nF)= − 10nF 0.6(V) 输入电容 输入电容推荐低 ESR 的 X5R 或 X7R 陶瓷电容，其 RMS 电流计算如下： ICIN_RMS =IOUT ⋅√D⋅(1 − D) 其中 D 为占空比，电流持续时 D=VOUT/VIN；IOUT 为 输出负载电流。当 D 为 0.5 时，最大 RMS 电流为： ICIN_RMS IOUT = 2 因此推荐选择使用 RMS 电流高于 1/2IOUT 的电容。 通过输入电容的 RMS 电流和 ESR 可估算损耗功率。 外加 X5R 或者 X7R 电容时，输入电压纹波计算如 下： ΔVCIN IOUT VOUT VOUT = ∙ ⋅ (1 − ) FSW ⋅ CIN VIN VIN 输出电容 输出电容可使电路稳定输出。为了减小输出纹波， 需要使用低 ESR 陶瓷电容，其输出纹波计算如下： VOUT 2 8 ⋅ FSW ⋅ COUT ⋅ L M1806L 具有典型值为 8A 的逐周期谷底电流限保 护； 当低侧开关管谷值电流达到谷底电流限时， M1806L 进入打嗝保护模式，在预先设定的一定时 间内 M1806L 会停止开关动作，然后自动进入软启 动。 过温保护 (OTP) 当结温超过 150℃，M1806L 被关闭。当结温降至 130℃，M1806L 恢复正常工作。 轻载高效模式 其中，FSW 为开关频率。 ΔVOUT = 过流保护 (OCP) ⋅ (1 − VOUT ) VIN 当 M1806L 工作在轻载高效模式下，为了保持 高效率，它会自动降低频率并且电感电流几乎降至 零。当电感电流达到零时，低侧开关管进入第三态 （详见图 1）。因此，输出电容通过低侧开关管，FB 分压电阻缓慢放电到地。当输出电流较低时，此操 作可以很好地提升效率。 其中，L 为内部集成 0.33µH 电感。 Rev. 1.0 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 11 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 tON is constant PGND VIN VSW VOUT IL IOUT VIN VRAMP VOUT （a）顶层 VEAO Figure 1. 轻载高效模式 轻载高效模式也可叫做调频模式，因为轻载时 高侧开关管的导通频率低于重载模式。高侧开关管 的导通频率是一个关于输出电流的函数，随着输出 电流的增大，电流调制器调节周期变短，高端 MosFET 导通更频繁，开关频率随之增加。当电流调 制器时间为零时，输出电流达到临界值，并可通过 以下公式被确定: (VIN − VOUT ) VOUT IOUT = ∙ VIN 2FSW⋅L PGND （b）内层 1 PGND 一旦输出电流超过临界值，M1806L 将恢复为 连续模式。之后，开关频率在输出电流范围内保持 恒定。 PCB 布局 为优化电性能和散热，PCB 的布线需注意以下几条： 为减小 PCB 布线带来的传导损耗和增强散热大 电流回路布线时须保持线宽且短。 （c）内层 2 2. 输入电容应放置在距 VIN 和 PGND 引脚尽可 能近的位置. PGND 3. 反馈网络应放置在距 FB 较近的位置，且连线 尽量短。 4. 各信号网络应尽量远离 SW 引脚，避免噪声干 扰。 5. PGND 应通过大面积铜连接，PGND 上尽量放 置多个过孔。 1. 图 1 为推荐 PCB 布局可供参考。 Rev. 1.0 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com VIN VOUT （d）底层 图 1. 推荐 PCB 布局 12 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 典型应用电路 VOUT VIN VIN VOUT R4 100kΩ R1 20kΩ EN C7 56pF M1806L VCC C1 22µF C2 22µF C3 0.1µF C6 1uF C8 22µF FB R5 100kΩ C9 22µF R2 20kΩ PG SS PGND C12 22nF AGND 图 2. M1806L：12V 输入 1.2V@6A 输出典型电路 Table 2：M1806L 12V 输入输出纹波参考设计 VOUT CIN COUT VOUT RIPPLE R1 R2 3.3V 2×22uF 2×22uF 52mV(6A) 20kΩ 4.42kΩ 1.8V 2×22uF 2×22uF 48mV(6A) 20kΩ 10kΩ 1.2V 2×22uF 2×22uF 40mV(6A) 20kΩ 20kΩ 1.0V 2×22uF 2×22uF 59mV(6A) 20kΩ 30kΩ 注明: CIN 是总输入电容, COUT 是总输出电容, 其余推荐参数请参考图 2。 Rev. 1.0 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 13 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 典型应用电路（续） VIN GND VIN VOUT R4 100kΩ EN R1 20kΩ C8 56pF PG M1806L R5 100kΩ C1 22µF C2 22µF C3 22µF C4 22µF C5 22µF （optional) C6 1.5nF C9 22µF FB VCC C10 22µF D1 1N5819 C7 1uF SS R2 2.7kΩ PGND C13 22nF -VOUT GND 图 3. M1806L：12V 输入-5V@6A 输出典型电路 Table 4：M1806L 输出负压参考设计 VOUT CIN COUT CIO R1 R2 3.3V 2×22uF 2×22uF 22uF+1.5nF 20kΩ 4.44kΩ 1.8V 2×22uF 2×22uF 22uF+1.5nF 20kΩ 10kΩ 1.2V 2×22uF 2×22uF 22uF+1.5nF 20kΩ 20kΩ 1.0V 2×22uF 2×22uF 22uF+1.5nF 20kΩ 30kΩ 注明: CIN 是总输入电容, COUT 是总输出电容, CIO 是输入与输出跨接电容，其余推荐参数请参考图 3。 Rev. 1.0 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 14 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 封装信息 LGA-19 (3mm×3.1mm×1.7mm) Package 顶层视图 侧边视图 1.5 0.245±0.03 3.0±0.1 PIN 1 CORNER 3.1±0.1 推荐焊盘 底层视图 0.5 PIN 1 CORNER 0.125 0.5 0.3 0.48 0.6 1.025 0.1 0.373 0.175 1.025 1.0 0.127 0.6 0.25 PIN 1 CORNER 0.175 0.475 2.1 1.525 0.4 0.4 0.2 0.25 0.162 0.762 0.45 0.3 0.1 0.3 0.475 0.75 0.35 0.6 0.35 2.45 2.8 0.6 0.625 0.425 注明： 所有尺寸单位均为毫米。 Rev. 1.0 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 15 M1806L 输入电压 18V，输出电流 6A，降压型磁集成电源系统芯片 包装信息 User Direction of Feed H Sprocket Holes D Pin 1 B W L QUANTITY PART NUMBER PACKAGE M1806LDLFF LGA-19 (3mm×3.1mm×1.7mm) Rev. 1.0 /REEL 3000 A D A B L W H 13 in 3.25mm 3.25mm 8mm 12mm 2.06mm 深圳市沃芯半导体技术有限公司版权所有 iModule All Rights Reserved www.iModuletek.com 16