JAJY121B September   2021  – April 2023 BQ25125 , LM5123-Q1 , LMR43610 , LMR43610-Q1 , LMR43620 , LMR43620-Q1 , TPS22916 , TPS3840 , TPS62840 , TPS63900 , TPS7A02

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   概要
  4.   静止電流 (IQ) に寄与する要素
  5.   低静止電流 (IQ) が新たな課題をもたらす理由
    1.     過渡応答
    2.     リップル
    3.     ノイズ
    4.     ダイ・サイズとソリューション面積
    5.     リーケージとスレッショルド未満領域での動作
  6.   低静止電流 (IQ) の障壁を打破する方法
    1.     過渡応答の課題への対処
    2.     スイッチング ノイズの問題への対処
    3.     他のノイズ問題への対処
    4.     ダイ サイズとソリューション面積の問題への対処
    5.     リーケージとスレッショルド未満領域での動作という問題への対処
  7.   電気的特性
    1.     18
    2.     低静止電流 (IQ) の設計におけるシステムの潜在的な落とし穴を回避
    3.     低消費電流 (IQ) の実現とフレキシビリティを両立
    4.     外付け部品点数を低減することで車載アプリケーションの IQ を低減
    5.     システム レベルで低静止電流 (IQ) をサポートする機能をスマート オンまたはスマート イネーブルにする
  8.   まとめ
  9.   低静止電流 (IQ) に関連する主な製品カテゴリ

外付け部品点数を低減することで車載アプリケーションの IQ を低減

過酷な車載環境では、システム レベルの静止電流 (IQ) は外部抵抗で決まります。リーケージを防止する要件を考慮し、抵抗は通常 100kΩ 未満に制限されます。ただし、静止電流 (IQ) と ISHDN を小さくする目標を放棄する必要はありません。‌12V を監視する外部帰還デバイダを使用すると、静止電流 (IQ) が 100 µA を上回る範囲になります。これより抵抗値の大きい内部帰還デバイダを使用してデバイダ電流を小さくすることは可能ですが、プログラマビリティ (設定能力) は失われます。

LM5123-Q1 は、入力電圧範囲 (VIN) が広い昇圧コントローラであり、従来の外部帰還抵抗と内部の低電圧リファレンスを入れ替える方法で、静止電流 (IQ) を低減します。それにより、わずかな代償で値の小さい抵抗を実現できます。電圧リファレンスと帰還抵抗に関するこの革新的な配置を使用すると、直前の例で登場した 300μA の静止電流 (IQ) という値を 1/20 未満に減少させることができます (図 22 を参照)。

GUID-20210902-SS0I-TQXV-TS2Z-KTKRSCMDXNHM-low.gif図 22 低静止電流 (IQ) の車載環境におけるフレキシブルなプログラミング。

LM5123-Q1 と同様、LMR43610/20 36V、1A/2A 降圧コンバータは、帰還回路を内蔵することで IQ を最小化する斬新な方式を採用しています。LMR43610/20 は起動時に VOUT/FB ピンのインピーダンス チェックを実行します。これにより、出力電圧調整機能を利用するために使う外部帰還回路の有無を検出します。外部の帰還抵抗が検出されない場合、本デバイスは、3.3V または 5V の固定出力電圧を設定する内蔵帰還回路を自動的に使用します。これにより、帰還回路のリーケージを最小限に抑え、IQ を低減します

LMR43610/20 など、多くのスイッチ モード電源デバイスは、IC の内部回路に電力を供給するために内部 LDO を使用しています。低電圧アプリケーションでは、通常この内部 LDO に入力電圧から直接電力を供給します。しかし、内部 LDO に電力を供給するこの方法は、LDO の電力損失が入力電圧に正比例するため、広い入力電圧にわたって動作する設計に特有の課題をもたらします。

この課題に対処するため、入力から電力を供給するのではなく、LMR43610/20 は VOUT/FB ピンから同じ電圧を利用して内部 LDO に電力を供給します。次にその内部 LDO が、総 IQ_VIN を最小化するためにすべての内部回路をバイアスします。これにより、内部 LDO の電流を VOUT/(VIN * η1) の係数で低減できます。これらの機能をこの資料で説明している方法と組み合わせることで、LMR43610/20 はクラス最高の低 IQ 性能 (150℃ TJ で 3μA 以下) と軽負荷時効率 (公称 12VIN、3.3VOUT、2.2MHz 変換で 1mA 時に約 90%) を実現できます。

GUID-20201001-CA0I-NBVQ-BSHR-3LG30PQ3VVZ9-low.gif図 23 効率:VOUT = 3.3V (固定)、2.2MHz