MAX1683 [MAXIM]
3.3V/5V.High-Efficiency.Step-Up DC-DC Converters[MAX756/MAX757/MAX756/MAX757/MAX756/MAX757/MAX756C/D/MAX756CPA/MAX756CSA/MAX756CSA-T/MAX756EPA/MAX756ESA/MAX756ESA-T/MAX756EVKIT-SO/MAX757C/D/MAX757CPA/MAX757CSA/MAX757CSA-T/MAX757EPA/MAX757ESA/MAX757ESA-T ] ; 3.3V / 5V.High - Efficiency.Step型DC- DC Converters[MAX756/MAX757/MAX756/MAX757/MAX756/MAX757/MAX756C/D/MAX756CPA/MAX756CSA/MAX756CSA-T/MAX756EPA/MAX756ESA/MAX756ESA-T/MAX756EVKIT-SO/MAX757C/D/MAX757CPA/MAX757CSA/MAX757CSA-T/MAX757EPA/MAX757ESA/MAX757ESA-T ]\n
| 型号： | MAX1683 |
| 厂家： | 
MAXIM INTEGRATED PRODUCTS |
| 描述： | 3.3V/5V.High-Efficiency.Step-Up DC-DC Converters[MAX756/MAX757/MAX756/MAX757/MAX756/MAX757/MAX756C/D/MAX756CPA/MAX756CSA/MAX756CSA-T/MAX756EPA/MAX756ESA/MAX756ESA-T/MAX756EVKIT-SO/MAX757C/D/MAX757CPA/MAX757CSA/MAX757CSA-T/MAX757EPA/MAX757ESA/MAX757ESA-T ]
|
| 文件： | 总8页 (文件大小：103K) |
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19-1305; Rev 1; 8/98
2/MAX1683
スイッチドキャパシタ電圧ダブラ
概要 ___________________________________
特長 ___________________________________
◆ パッケージ：5 ピンS O T2 3
超小型モノリシックCM OSチャージポンプ電圧ダブラ
M AX1682/M AX1683は、+2.0V～+5.5Vの入力電圧
を受け付けます。高い電圧変換効率(98% 以上)及び
低い動作電流(M AX1682で110µA)を提供するこれら
のデバイスは、バッテリ駆動アプリケーションやボード
レベルの電圧ダブラアプリケーションに理想的です。
◆ 入力電圧範囲：+ 2 .0 V ～+ 5 .5 V
◆ 電圧変換効率：9 8 %
◆ 自己消費電流：1 1 0 µA (M A X 1 6 8 2 )
◆ 必要なコンデンサは2 個のみ
◆ 4 5 m A までの出力電流
チップ上には、オシレータ制御回路及び4つのパワー
M OSFETスイッチが収められています。M AX1682は
12kH zで動作し、M AX1683は35kH zで動作します。
典型的なアプリケーションとしては、携帯用PD Aの
LCDディスプレイで必要な6V電源電圧の生成がありま
す。これらの製品はいずれも5ピンSO T23パッケージ
で提供されており、標準電圧降下600m Vで30m Aを提
供します。
アプリケーション _______________________
型番 ___________________________________
小型LCDパネル
TEMP.
RANGE
PIN-
SOT
PART
携帯電話
PACKAGE TOP MARK
ハンディターミナル
PDA
MAX1682C/D
0°C to +70°C Dice*
—
ACLL
—
MAX1682EUK-T -40°C to +85°C 5 SOT23-5
MAX1683C/D
0°C to +70°C Dice*
MAX1683EUK-T -40°C to +85°C 5 SOT23-5
ACCM
Note: These parts are available in tape-and-reel only. Minimum
order quantity is 2500 pieces.
*Dice are tested at T = +25°C.
A
標準動作回路 ___________________________
INPUT
SUPPLY
VOLTAGE
5
4
V
IN
IN
C1+
ピン配置 _______________________________
C1
MAX1682
MAX1683
TOP VIEW
3
1
C1-
GND
OUT
C1-
1
2
3
5
4
C1+
IN
OUTPUT
VOLTAGE
2
OUT
MAX1682
MAX1683
2 x V
IN
C2
GND
SOT23-5
VOLTAGE DOUBLER
________________________________________________________________ Maxim Integrated Products
1
スイッチドキャパシタ電圧ダブラ
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
IN to GND.................................................................+6V to -0.3V
Operating Temperature Range
OUT to GND.......................................................+12V, V - 0.3V
OUT Output Current............................................................50mA
Output Short-Circuit Duration .................................1sec (Note 1)
MAX1682EUK/MAX1683EUK ...........................-40°C to +85°C
Junction Temperature ......................................................+150°C
Storage Temperature Range .............................-65°C to +160°C
Lead Temperature (soldering, 10sec) .............................+300°C
IN
Continuous Power Dissipation (T = +70°C)
A
SOT23-5 (derate 7.1mW/°C above +70°C)...................571mW
Note 1: Avoid shorting OUT to GND, as it may damage the device. For temperatures above +85°C, shorting OUT to GND even
instantaneously will damage the device.
Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional
operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to
absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(V = +5.0V, capacitor values from Table 2, T = 0°C to +85°C, unless otherwise noted. Typical values are at T = +25°C.)
IN
A
A
PARAMETER
CONDITIONS
MAX1682
MAX1683
MIN
TYP
MAX UNITS
110
230
1.7
1.8
1
145
µA
2/MAX1683
No-Load Supply Current
T = +25°C
A
310
T
A
= +25°C
2.0
2.1
5.5
V
Supply Voltage Range
Minimum Operating Voltage
Oscillator Frequency
R
= 10kΩ
LOAD
T
A
= 0°C to +85°C
5.5
(Note 2)
= +25°C
V
MAX1682
MAX1683
8.4
12
15.6
kHz
45.5
T
A
24.5
35
T
= +25°C
20
50
Ω
A
Output Resistance
I
= 5mA
OUT
T
A
= 0°C to +85°C
65
Voltage Conversion Efficiency
I
= 0mA, T = +25°C
98
99.9
%
OUT
A
Note 2: Once started, the MAX1682/MAX1683 typically operate down to 1V.
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(V = +5.0V, capacitor values from Table 2, T = -40°C to +85°C, unless otherwise noted.) (Note 3)
IN
A
PARAMETER
CONDITIONS
MIN
TYP
MAX UNITS
MAX1682
MAX1683
160
µA
No-Load Supply Current
Supply-Voltage Range
Oscillator Frequency
350
R
= 10kΩ
2.3
6.6
5.5
18.6
57.8
65
V
LOAD
MAX1682
MAX1683
kHz
17.5
Output Resistance
I
= 5mA
= 0mA
Ω
OUT
Voltage Conversion Efficiency
I
97
%
OUT
Note 3: Specifications at -40°C to +85°C are guaranteed by design.
2
_______________________________________________________________________________________
スイッチドキャパシタ電圧ダブラ
2/MAX1683
標準動作特性 ______________________________________________________________________
(Typical Operating Circuit, V = +5V, C1 = C2 = 10µF for the MAX1682 and 3.3µF for the MAX1683, T = +25°C, unless otherwise
IN
A
noted.)
OUTPUT RESISTANCE
vs. SUPPLY VOLTAGE
MAX1682 OUTPUT RESISTANCE
vs. TEMPERATURE
MAX1683 OUTPUT RESISTANCE
vs. TEMPERATURE
90
80
70
60
50
40
30
20
10
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
V
IN
= 2V
V
V
= 2V
IN
MAX1683, C1 = C2 = 3.3mF
MAX1682, C1 = C2 = 10mF
V
IN
= 3.3V
= 3.3V
IN
V
= 5V
IN
V
= 5V
IN
I
= 5mA
LOAD
MAX1683, C1 = C2 = 10mF
I
= 5mA
LOAD
0
0
-40
-20
0
20
40
60
80
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
-40
-20
0
20
40
60
80
TEMPERATURE (°C)
V
IN
(V)
TEMPERATURE (°C)
MAX1682
MAX1682 OUTPUT RESISTANCE
vs. CAPACITANCE
OUTPUT VOLTAGE RIPPLE
vs. OUTPUT CURRENT
MAX1683 OUTPUT RESISTANCE
vs. CAPITANCE
800
700
600
500
400
300
200
100
0
120
100
80
60
40
20
0
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
V
IN
= 2V
C1 = C2 = 3.3mF
V
IN
= 3.3V
V
IN
= 2V
C1 = C2 = 10mF
C1 = C2 = 33mF
V
IN
= 5V
V
= 5V
V
= 3.3V
30
IN
IN
0
0
5
10
15
20
25
35
0
5
10
15
20
25
30
35
0
5
10 15 20 25 30 35 40
(mA)
CAPACITANCE (mF)
CAPACITANCE (mF)
I
OUT
MAX1683
OUTPUT VOLTAGE RIPPLE
vs. OUTPUT CURRENT
SUPPLY CURRENT
vs. SUPPLY VOLTAGE
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
300
250
200
150
100
50
C1 = C2 =1mF
MAX1683
C1 = C2 = 3.3mF
C1 = C2 = 10mF
MAX1682
0
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
SUPPLY VOLTAGE (V)
0
5
10 15 20 25 30 35 40
I
(mA)
OUT
_______________________________________________________________________________________
3
スイッチドキャパシタ電圧ダブラ
標準動作特性(続き)_________________________________________________________________
(Typical Operating Circuit, V = +5V, C1 = C2 = 10µF for the MAX1682 and 3.3µF for the MAX1683, T = +25°C, unless otherwise
IN
A
noted.)
MAX1682 OUTPUT VOLTAGE
vs. OUTPUT CURRENT
MAX1682 OSCILLATOR FREQUENCY
vs. TEMPERATURE
MAX1683 OSCILLATOR FREQUENCY
vs. TEMPERATURE
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
12.5
40
38
36
34
32
30
28
V
IN
= 5V
V
IN
= 5V
V
IN
= 5V
12.0
11.5
11.0
V
IN
= 3.3V
V
IN
= 3.3V
V
IN
= 2V
V
IN
= 3.3V
V
IN
= 2V
60
V
IN
= 2V
0
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50
OUTPUT CURRENT (mA)
-40
-20
20
40
60
80
-40
-20
0
20
40
80
2/MAX1683
TEMPERATURE (°C)
TEMPERATURE (°C)
MAX1683 EFFICIENCY vs.
LOAD CURRENT
MAX1683 OUTPUT VOLTAGE
vs. OUTPUT CURRENT
MAX1682 EFFICIENCY vs.
LOAD CURRENT
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
100
98
96
94
92
90
88
86
84
82
80
100
98
96
94
92
90
88
86
84
82
80
V
IN
= 5V
V
IN
= 5V
V
IN
= 5V
V
IN
= 3.3V
V = 2V
IN
V
IN
= 2V
V
IN
= 3.3V
V
IN
= 3.3V
V
IN
= 2V
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50
OUTPUT CURRENT (mA)
0
5
10
15
20
25
30
0
5
10
15
20
25
30
LOAD CURRENT (mA)
LOAD CURRENT (mA)
MAX1683
OUTPUT RIPPLE
MAX1682
OUTPUT RIPPLE
START-UP VOLTAGE
vs. RESISTIVE LOAD
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
MAX1683
V
V
OUT
OUT
20mV/div
20mV/div
MAX1682
20ms/div
20ms/div
700 300 100 70 30 10
7
3
1
0.7 0.3
R
LOAD
(kW)
I
= 5mA, V = 5V, C1 = C2 = 10mF
I
= 5mA, V = 5V, C1 = 3.3mF, C2 = 10mF
LOAD
IN
LOAD IN
4
_______________________________________________________________________________________
スイッチドキャパシタ電圧ダブラ
2/MAX1683
効率上の留意点
端子説明 _______________________________
スイッチドキャパシタ電圧コンバータの電力効率に影響
する要因には、コンバータICの内部損失、コンデンサ
の抵抗損失、及びコンデンサ間の充電転送時に発生する
変換損失の3つがあります。従って、総合電力損失は次
のようになります。
端子
名称
機能
1
GND
グランド
2倍の出力電圧。C2はOUTとGND間に
接続してください。
2
OUT
SP
= P
INTERNAL LOSSES
3
4
5
C1-
IN
フライングコンデンサの負端子
入力電源
LOSS
+ P
PUMP CAPACITOR LOSSES
CONVERSION LOSSES
+ P
C1+
フライングコンデンサの正端子
内部損失は、スイッチやオシレータの駆動など、ICの
内部機能と関係します。これらの損失は、入力電圧、
温度及び周波数といった動作条件によって異なります。
詳細 ___________________________________
容量性チャージポンプM AX1682/M AX1683は、入力
側に印可した電圧を2倍にします。図1に、理想的な
電圧ダブラの簡単な機能図を示します。最初のハーフ
サイクルでスイッチS1とS2が閉じ、コンデンサC1が
VINに充電されます。次のハーフサイクルでは、S1と
S2が開き、S3とS4が閉じ、VINの電圧によってC1が
上方向にレベルシフトされます。これによってC1が蓄積
コンデンサC2に接続され、必要に応じたエネルギーが
出力側で取り出せます。但し、スイッチS1～S4には抵抗
があり、C2に充電の負荷ドレインが発生するため、実際
の電圧は2 x VINよりも多少低くなります。
他の2つの損失は、電圧コンバータ回路の出力抵抗と
関係します。スイッチ損失の原因は、IC内のM OSFET
スイッチのオン抵抗です。また、チャージポンプコン
デンサの損失の原因はESRです。これらの損失と出力
抵抗の関係を次に示します。
P
+ P
=
PUMP CAPACITOR LOSSES
SWITCH LOSSES
2
I
x R
OUT
OUT
1
R
@
+ 2R
+ 4ESR
SWITCHES C1
OUT
f
x C1
(
)
OSC
+ ESR
C2
チャージポンプ出力
ここで、f はオシレータの周波数を示します。最初
OSC
の項は、理想的なスイッチドキャパシタ回路からの
有効抵抗です。図2a及び図2bを参照してください。
M AX1682/M AX1683には、約20Ωの有限出力抵抗が
あります(表2)。負荷電流が増加すると、それに連れて
デバイスの出力電圧(VOUT)が低下します。この低下は、
次に示すように、VO U Tからの電流に回路の出力イン
ピーダンス(RS)を掛けた値と等しくなります。
f
V+
V
OUT
V
= I
x R
DROOP
OUT
S
V
OUT
= 2 x V - V
IN
C2
R
L
DROOP
C1
S1
S3
V
IN
図2a. スイッチドキャパシタのモデル
C1
V
OUT
R
EQUIV
C2
V+
V
OUT
S2
S4
1
R
EQUIV
=
C2
f ´ C1
R
L
V
IN
図2b. 等価回路
図１. 理想的な電圧ダブラの簡略機能図
_______________________________________________________________________________________
5
スイッチドキャパシタ電圧ダブラ
変換損失は、電圧の異なるC1とC2間で電荷の転送が起
こるときに発生します。この場合の電力損失は、次の
ようになります。
より大きなフライングコンデンサを使用することによ
り、出力インピーダンスを低減し、効率を向上させる
ことができます「( 効率上の留意点」参照)。但し、一定の
値を超えると、出力抵抗に対し内部スイッチ抵抗及び
コンデンサのESRが支配的になるため、C1の容量を
増加してもそれ程効果はありません「( 標準動作特性」
のOutputResistance vs.Capacitance参照)。表2に、
出力抵抗が低くなる最も望ましいコンデンサ値を示し
ます。スペースに制約がある場合は、出力抵抗の低さ
よりもコンデンサのサイズを重視しなければならない
こともあります。コンデンサがどのように出力抵抗に
影響するかを、表3に示します。
é
æ
ö
2
2
ê
P
=
1/ C1 4V
IN
- V +
OUT ÷
CONVERSION LOSS
2
ç
ê
è
ø
ë
ù
ú
û
æ
è
ö
ø
2
1/ C2 2V
V
- V
x f
OSC
ç
RIPPLE÷
2
OUT RIPPLE
ここで、VRIPPLEは、出力コンデンサと負荷電流によっ
て決まるピーク間出力電圧リップルです「( 出力コンデン
サ」参照)。従ってコンデンサの値としては、出力抵抗が
小さくなるものを選択してください「( フライングコン
デンサ」参照)。
出力コンデンサ(C 2 )
アプリケーション情報 ___________________
出力容量が増加すると出力リップル電圧が低下します。
ESRを低下させると出力抵抗とリップルが共に低減し
ます。軽負荷ではより小さな容量値を使用できます。
ピーク間リップルの計算には、次式を使用します。
2/MAX1683
フライングコンデンサ(C 1 )
最低の出力抵抗を維持するために、ESRの低いコン
デンサを使用してください。表1に、適切なコンデンサ
のメーカを示します。「効率上の留意点」で示したROUT
の式からわかるように、チャージポンプの出力抵抗は、
C1及びC2のESRと内部スイッチ抵抗の関数として表現
できます。
V
= I
/ (f
x C2) + 2 x I x ESR
OUT C2
RIPPLE
OUT
OSC
入力バイパスコンデンサ
ACインピーダンス及びM AX1682/M AX1683による
スイッチングノイズの影響を低減するには、入力側の
電源をバイパスしてください。負荷時の回路には、2 x
チャージポンプコンデンサのESRを最小にすると、全
体の抵抗も最小になります。表2と表3に、推奨値を示
します。
I の直流が流れます。この場合、0.1µFのバイパス
O U T
コンデンサで十分です。
表1 . 推奨コンデンサメーカ
PRODUCTION METHOD
MANUFACTURER
SERIES
PHONE
FAX
AVX
Matsuo
Sprague
AVX
TPS
267
803-946-0690
714-969-2491
603-224-1961
803-946-0590
714-969-2491
803-448-2170
714-960-6492
603-224-1430
803-626-3123
714-960-6492
Surface-Mount Tantalum
593D, 595D
X7R
Surface-Mount Ceramic
Matsuo
X7R
表3 . 最小サイズ用の推奨コンデンサ値
表2 . 低出力抵抗用の推奨コンデンサ値
FREQUENCY CAPACITOR
TYPICAL
FREQUENCY CAPACITOR
TYPICAL
PART
PART
(kHz)
VALUE (µF)
R
OUT
(Ω)
(kHz)
VALUE (µF)
R
OUT
(Ω)
MAX1682
MAX1683
12
35
10
20
MAX1682
MAX1683
12
35
3.3
1
35
3.3
20
35
6
_______________________________________________________________________________________
スイッチドキャパシタ電圧ダブラ
2/MAX1683
素子のカスケード接続
素子の並列接続
素子をカスケード接続することにより、さらに大きな
電圧が得られます(図3)。無負荷時の出力電圧は、公称
(n + 1) x VINとなっています(n：使用する電圧ダブラ
の数)。この電圧は、最初のデバイスの出力抵抗に2番
めのデバイスの自己消費電流を掛算した値だけ減少し
ます。素子をカスケード接続すると、出力抵抗が増加
します。例えば、2段ダブラを使用した場合の出力抵抗
は、ROUT= 2 x ROUT1 + ROUT2として概算できます。
ここで、ROUT1は1段めの出力抵抗を、ROUT2は2段め
の出力抵抗を示します。2段構成の電圧ダブラの典型的
な値は、60W です(C1の値は、M AX1682が10µF、
M AX1683が3.3µF)。C1に同じ値を適用した時のn段
では、ROUT = (2n - 1) x ROUT1になります。
複数のM AX1682又はM AX1683を並列に接続すると、
出力抵抗が低下します。この場合、各素子には専用の
ポンプコンデンサ(C1)が必要ですが、蓄積コンデンサ
(C2)を使用することにより、素子全部に適用できます
(図4)。C2の値はn倍してください(n：並列に接続した
素子の数)。図4に出力抵抗の計算式を示します。
レイアウト及びグランド
レイアウトは、優れたノイズ性能を得るための重要な
要因です。優れたレイアウトを保証するには、全ての
コンポーネントを互いにできるだけ近くに配置し、
トレースを短くして寄生インダクタンスと容量を最小
にし、グランドプレーンを使用してください。
INPUT
SUPPLY
VOLTAGE
INPUT
SUPPLY
VOLTAGE
C1+
IN
IN
C1+
IN
IN
C1+
C1+
MAX1682
MAX1683
MAX1682
MAX1683
MAX1682
MAX1683
MAX1682
MAX1683
GND
GND
GND
GND
C1
C1
C1
C1
OUTPUT
OUTPUT
VOLTAGE
VOLTAGE
C1-
OUT
C1-
OUT
C1-
OUT
C2
C1-
OUT
C2
R
OF SINGLE DEVICE
OUT
R
OUT
=
C2
NUMBER OF DEVICES
図4. 素子の並列接続
図3. 素子のカスケード接続
_______________________________________________________________________________________
7
スイッチドキャパシタ電圧ダブラ
チップ情報 _____________________________
TRANSISTOR COUNT: 97
SUBSTRATE CONNECTED TO OUT
パッケージ _________________________________________________________________________
2/MAX1683
販売代理店
〒169-0051東京都新宿区西早稲田3-30-16（ホリゾン1ビル）
TEL.(03)3232-6141 FAX. (03)3232-6149
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