富士通公司日前开发了以对数字电视、HDD录像机、游戏机等的图像处理LSI、微控制器等提供电源电压为目的的PFM/PWM同步整流降压DC/DC转换器IC MB39A135(1通道)和MB39A136(2通道)。

在数字电视、游戏机等市场快速发展的背景下,人们对为图像处理LSI、微控制器等提供电源电压的电源IC的要求也逐年提高。人们特别要求减少用于支持高效率、高精度、优异的过渡响应特性、低成本化的外围部件等。

为满足这一要求,该产品通过内置PFM功能在全负荷领域实现高效率工作,通过采用电流模式实现比过去的电压模式更快速的负荷过渡响应特性。此外,可以运用丰富的保护功能减少外置的保护元件,通过高频化实现的线圈小型化、输入输出容量的小型化以及封装尺寸的小型化,为减小包括外置部件在内的总体安装面积作出贡献。还支持作为软起动/软停功能等系统的核心电源、输入输出电源使用时所需的电源顺序控制。

产品特点
1. 电流模式Nch/Nch同步整流；
2. 内置PFM功能；
3. 输入电源电压范围:4.5~25V；
4. 工作频率:100kHz~1MHz；
5. 高精度基准电压:±1%(25℃)；
6. 输出电压设定范围:~(最大占空比80%)；
7. 丰富的保护功能(过电流限制、过电压保护、低压保护、过热保护)；
8. 不需要Flyback二极管；
9. 内置与负荷无关的软起动/软停功能；
10. 小型封装:TSSOP-16引脚(MB39A135 1通道)；TSSOP-24引脚(MB39A136 2通道)；
11. 支持无铅/符合RoHS指令。

MB39A135/136的外观。

图1:MB39A135/136的转换效率。

图1表示MB39A135/136的转换效率,图2表示负荷过渡响应特性。

图2:负荷过渡响应特性。

功能说明

1. 主控制方式

采用Nch/Nch同步整流主电路侧FET Sense型电流模式。在电流模式下,检测线圈电流(IL)和输出电压(VO),进行On Duty的控制。

2. PFM功能

该产品内置独有方式的PFM功能。可通过模式端子选择PWM模式、PFM/PWM自动切换模式。在PFM/PWM自动切换模式下,轻负荷时以PFM模式工作,负荷增加时,自动切换成PWM模式。使用该功能可在全负荷领域进行高效率工作。

3. 与负荷无关的软起动/软停功能

软起动功能防止涌流和输出电压的过冲。使用该功能还能设定输出电压的起动时间。在CTL Off、低压保护、过热保护的关机时,可以使用软停功能,不受负荷影响地停止输出。图3是MB39A136软起动/软停功能例子。

图3:MB39A136软起动/软停功能例子。

4. 时钟发生器

可以通过在RT端子上连接电阻将振荡频率设定为100kHz~1MHz。对于MB39A136(2通道),根据错开180°相位的时钟工作。

5. 过电流限制电路(OCP功能)

通过每周期地比较将主电路侧FET ON时的电流转换成的电压和在ILIM端子设定的电压,检测过电流状态。检测到过电流状态后,关闭主电路侧的FET,进行使输出电压下降的控制。使用该功能限制过电流状态。

6. 过电压保护电路(OVP功能)

检测发现输出电压比设定的电压还高的情况时,关闭主电路侧FET,打开同步整流侧FET。使用该功能保护后段设备免受过电压伤害。

7. 低压保护电路(UVP功能)

检测发现输出电压比设定的电压还低的情况时,使用软停功能停止电压输出。使用该功能检测、停止输出的异常状态,保护后段设备。

8. 过热保护电路(OTP功能)

图4:MB39A135方块图。

接点温度达到160℃时,通过软停功能停止电压输出。接点温度降到135℃时,再使用软起动功能开始电压输出。使用该功能防止IC发热。图4、图5是MB39A135和MB39A136的方块图。

图5:MB39A136的方块图。

应用实例

图6:MB39A136应用于DVD-RW。

图7:MB39A136应用于数字电视。

评估板、封装

照片2和照片3是MB39A135和MB39A136的评估板。本产品提供以下尺寸的封装。

TSSOP-16:4.4×5.0×

(脚距)

TSSOP-24:4.4×6.5×

(脚距)

图8:MB39A135的评估板和MB39A136的评估板。

作者:永田公彦
产品经理
富士通微电子(上海)有限公司