View AAT1106ICB-06-T1_1035315.PDF datasheet online --- IC-ON-LINE

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a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 1 s w i t c h r e g ? g e n e r a l d e s c r i p t i o n t h e a a t 1 1 0 6 s w i t c h r e g i s a 1 . 5 m h z c o n s t a n t f r e q u e n c y c u r r e n t m o d e p w m s t e p - d o w n c o n v e r t - e r w i t h a u n i q u e a d a p t i v e s l o p e c o m p e n s a t i o n s c h e m e a l l o w i n g t h e d e v i c e t o o p e r a t e w i t h a l o w e r r a n g e o f i n d u c t o r v a l u e s t o o p t i m i z e s i z e a n d p r o - v i d e e f f i c i e n t o p e r a t i o n . i t i s i d e a l f o r p o r t a b l e e q u i p m e n t p o w e r e d b y s i n g l e - c e l l l i t h i u m - i o n b a t - t e r i e s a n d i s o p t i m i z e d f o r h i g h e f f i c i e n c y , a c h i e v - i n g l e v e l s u p t o 9 6 . t h e a a t 1 1 0 6 c a n s u p p l y u p t o 6 0 0 m a l o a d c u r r e n t f r o m a 2 . 5 v t o 5 . 5 v i n p u t v o l t a g e a n d t h e o u t p u t v o l t a g e c a n b e r e g u l a t e d a s l o w a s 0 . 6 v . t h e d e v i c e a l s o c a n r u n a t 1 0 0 d u t y c y c l e f o r l o w d r o p o u t o p e r a t i o n , e x t e n d i n g b a t t e r y l i f e i n p o r t a b l e s y s t e m s . i n a d d i t i o n , l i g h t l o a d o p e r a t i o n p r o v i d e s v e r y l o w o u t p u t r i p p l e f o r n o i s e s e n s i t i v e a p p l i c a - t i o n s a n d t h e 1 . 5 m h z s w i t c h i n g f r e q u e n c y m i n i - m i z e s t h e s i z e o f e x t e r n a l c o m p o n e n t s w h i l e k e e p - i n g s w i t c h i n g l o s s e s l o w . t h e a a t 1 1 0 6 i s a v a i l a b l e i n a d j u s t a b l e a n d f i x e d ( 1 . 5 v , 1 . 8 v ) o u t p u t v o l t a g e v e r s i o n s , c o m e s i n a p b - f r e e , l o w - p r o f i l e 5 - p i n t s o t 2 3 p a c k a g e , a n d i s r a t e d o v e r t h e - 4 0 c t o + 8 5 c t e m p e r a t u r e r a n g e . f e a t u r e s v i n r a n g e : 2 . 5 v t o 5 . 5 v v o u t : a d j u s t a b l e 0 . 6 v t o v i n u p t o 6 0 0 m a o u t p u t c u r r e n t u p t o 9 6 e f f i c i e n c y 1 . 5 m h z s w i t c h i n g f r e q u e n c y 1 0 0 d u t y c y c l e d r o p o u t o p e r a t i o n a d a p t i v e s l o p e c o m p e n s a t e d c u r r e n t m o d e c o n t r o l f o r e x c e l l e n t l i n e a n d l o a d t r a n s i e n t r e s p o n s e < 1 a s h u t d o w n c u r r e n t s h o r t - c i r c u i t a n d t h e r m a l f a u l t p r o t e c t i o n t s o t 2 3 - 5 p a c k a g e - 4 0 c t o + 8 5 c t e m p e r a t u r e r a n g e a p p l i c a t i o n s c e l l u l a r p h o n e s , s m a r t p h o n e s d i g i t a l s t i l l c a m e r a s d i g i t a l v i d e o c a m e r a s m i c r o p r o c e s s o r a n d d s p c o r e s u p p l i e s m p 3 a n d p o r t a b l e m e d i a p l a y e r s p d a s w i r e l e s s a n d d s l m o d e m s t y p i c a l a p p l i c a t i o n aat 1 106-1.8 in en lx out gnd v in 2.5v to 5.5v c1 4.7f c3 10f l1 2.2h v out 1.8v
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 2 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 p i n d e s c r i p t i o n s p i n c o n f i g u r a t i o n t s o t 2 3 - 5 ( t o p v i e w ) a d j u s t a b l e o u t p u t v e r s i o n f i x e d o u t p u t v e r s i o n s ( a a t 1 1 0 6 i c b - 0 . 6 ) ( a a t 1 1 0 6 i c b - 1 . 5 , a a t 1 1 0 6 i c b - 1 . 8 ) gnd fb in lx en 1 2 3 4 5 gnd out in lx en 1 2 3 4 5 p i n s y m b o l f u n c t i o n 1 e n e n a b l e p i n . a c t i v e h i g h . i n s h u t d o w n , a l l f u n c t i o n s a r e d i s a b l e d d r a w i n g < 1 a s u p p l y c u r r e n t . d o n o t l e a v e e n f l o a t i n g . 2 g n d g r o u n d p i n . 3 l x s w i t c h i n g n o d e . c o n n e c t t h e o u t p u t i n d u c t o r t o t h i s p i n . c o n n e c t s t o t h e d r a i n s o f t h e i n t e r n a l p - a n d n - c h a n n e l m o s f e t s w i t c h e s . 4 i n s u p p l y i n p u t p i n . m u s t b e c l o s e l y d e c o u p l e d t o g n d w i t h a 2 . 2 f o r l a r g e r c e r a m i c c a p a c i t o r . 5 f b / o u t f b ( a a t 1 1 0 6 i c b - 0 . 6 ) : f e e d b a c k i n p u t p i n . c o n n e c t f b t o t h e c e n t e r p o i n t o f t h e e x t e r n a l r e s i s t o r d i v i d e r . t h e f e e d b a c k t h r e s h o l d v o l t a g e i s 0 . 6 v . o u t ( a a t 1 1 0 6 i c b - 1 . 5 , a a t 1 1 0 6 i c b - 1 . 8 ) : o u t p u t v o l t a g e p i n .
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 3 a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s r e c o m m e n d e d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s s y m b o l d e s c r i p t i o n v a l u e u n i t s j a t h e r m a l r e s i s t a n c e ( t s o t 2 3 - 5 ) 1 5 0 c / w p d m a x i m u m p o w e r d i s s i p a t i o n a t t a = 2 5 c 6 6 7 m w s y m b o l d e s c r i p t i o n v a l u e u n i t s v i n i n p u t s u p p l y v o l t a g e - 0 . 3 t o 6 . 0 v v e n , v f b e n , f b v o l t a g e s - 0 . 3 t o v i n + 0 . 3 v v l x , v o u t l x , o u t v o l t a g e s - 0 . 3 t o v i n + 0 . 3 v t j o p e r a t i n g t e m p e r a t u r e r a n g e - 4 0 t o + 8 5 c s t o r a g e t e m p e r a t u r e r a n g e - 6 5 t o + 1 5 0 c t l e a d l e a d t e m p e r a t u r e ( s o l d e r i n g , 1 0 s ) 3 0 0 c 1 . a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s a r e t h o s e v a l u e s b e y o n d w h i c h t h e l i f e o f a d e v i c e m a y b e i m p a i r e d . 2 . t j i s c a l c u l a t e d f r o m t h e a m b i e n t t e m p e r a t u r e t a a n d p o w e r d i s s i p a t i o n p d a c c o r d i n g t o t h e f o l l o w i n g f o r m u l a : t j = t a + p d x j a . 3 . t h e r m a l r e s i s t a n c e i s s p e c i f i e d w i t h a p p r o x i m a t e l y 1 s q u a r e i n c h o f 1 o z c o p p e r .
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 4 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 e l e c t r i c a l c h a r a c t e r i s t i c s v i n = v e n = 3 . 6 v , t a = 2 5 c , u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . s y m b o l d e s c r i p t i o n c o n d i t i o n s m i n t y p m a x u n i t s s t e p - d o w n c o n v e r t e r v i n i n p u t v o l t a g e r a n g e 2 . 5 5 . 5 v i q i n p u t d c s u p p l y c u r r e n t a c t i v e m o d e , v f b = 0 . 5 v 2 7 0 4 0 0 a s h u t d o w n m o d e , v f b = 0 v , v i n = 4 . 2 v 0 . 0 8 1 . 0 t a = 2 5 c 0 . 5 8 8 0 0 . 6 0 0 0 0 . 6 1 2 0 v f b r e g u l a t e d f e e d b a c k v o l t a g e t a = 0 c t a + 8 5 c 0 . 5 8 6 5 0 . 6 0 0 0 0 . 6 1 3 5 v t a = - 4 0 c t a + 8 5 c 0 . 5 8 5 0 0 . 6 0 0 0 0 . 6 1 5 0 i f b f b i n p u t b i a s c u r r e n t v f b = 0 . 6 5 v - 3 0 3 0 n a v o u t r e g u l a t e d o u t p u t v o l t a g e a a t 1 1 0 6 i c b - 1 . 5 , - 4 0 c t a 8 5 c 1 . 4 5 5 1 . 5 0 0 1 . 5 4 5 v a a t 1 1 0 6 i c b - 1 . 8 , - 4 0 c t a 8 5 c 1 . 7 4 6 1 . 8 0 0 1 . 8 5 4 v o u t / o u t p u t v o l t a g e l i n e v i n = 2 . 5 v t o 5 . 5 v , i o u t = 1 0 m a 0 . 1 1 0 . 4 0 / v v o u t / v i n r e g u l a t i o n v o u t / o u t p u t v o l t a g e l o a d i o u t = 1 0 m a t o 6 0 0 m a 0 . 0 0 1 5 / m a v o u t / i o u t r e g u l a t i o n i l i m m a x i m u m o u t p u t c u r r e n t v i n = 3 . 0 v 6 0 0 m a f o s c o s c i l l a t o r f r e q u e n c y v f b = 0 . 6 v o r v o u t = 1 0 0 1 . 2 1 . 5 1 . 8 m h z t s s t a r t u p t i m e f r o m e n a b l e t o o u t p u t 1 0 0 s r e g u l a t i o n r d s ( o n ) p - c h a n n e l m o s f e t i l x = 3 0 0 m a 0 . 3 0 0 . 5 0 n - c h a n n e l m o s f e t i l x = 3 0 0 m a 0 . 2 0 0 . 4 5 p e a k i n d u c t o r c u r r e n t v i n = 3 v , v f b = 0 . 5 v o r v o u t = 9 0 ; 1 . 2 0 a d u t y c y c l e < 3 5 o u t p u t o v e r - v o l t a g e l o c k o u t v o v l = v o v l - v f b 6 0 m v v e n ( l ) e n a b l e t h r e s h o l d l o w 0 . 4 v v e n ( h ) e n a b l e t h r e s h o l d h i g h 1 . 4 v i e n i n p u t l o w c u r r e n t - 1 . 0 1 . 0 a t s d o v e r - t e m p e r a t u r e s h u t d o w n 1 5 0 c t h r e s h o l d t h y s o v e r - t e m p e r a t u r e s h u t d o w n 1 5 c h y s t e r e s i s 1 . 1 0 0 p r o d u c t i o n t e s t a t + 2 5 c . s p e c i f i c a t i o n s o v e r t h e t e m p e r a t u r e r a n g e a r e g u a r a n t e e d b y d e s i g n a n d c h a r a c t e r i z a t i o n .
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 5 t y p i c a l c h a r a c t e r i s t i c s efficiency vs. output current (v out = 1.5v; l = 2.2?; t a = 25 c) output current (ma) e f f i c i e n c y ( % ) 0.1 1 10 100 1000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 v in = 2.7v v in = 3.6v v in = 4.2v efficiency vs. output current (v out = 1.2v; l = 2.2?; t a = 25 c) output current (ma) e f f i c i e n c y ( % ) 0.1 1 10 100 1000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 v in = 2.7v v in = 3.6v v in = 4.2v efficiency vs. output current (v out = 1.8v; l = 2.2?; t a = 25 c) output current (ma) e f f i c i e n c y ( % ) 0.1 1 10 100 1000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 v in = 3.6v v in = 4.2v v in = 2.7v efficiency vs. output current (v in = 3.6v; v out = 1.8v; t a = 25 c) output current (ma) e f f i c i e n c y ( % ) 0.1 1 10 100 1000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 l = 10? l = 4.7? l = 2.2? l = 1.4? efficiency vs. output current (v out = 2.5v; l = 2.2?; t a = 25 c) output current (ma) e f f i c i e n c y ( % ) 0 .1 1 1 0 1 00 1 000 0 10 20 30 4 0 50 6 0 70 80 9 0 1 00 v in = 3.6v v in = 4.2v v in = 2.7v efficiency vs. output current (v in = 3.6v; v out = 2.5v; t a = 25 c) output current (ma) e f f i c i e n c y ( % ) 0.1 1 10 100 1000 0 10 20 30 40 50 60 7 0 80 9 0 100 l = 10? l = 4.7? l = 2.2? l = 1.4?
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 6 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 t y p i c a l c h a r a c t e r i s t i c s feedback voltage vs. temperature (v in = 3.6v) temperature ( c) f e e d b a c k v o l t a g e ( v ) 0.597 0.598 0.5990.600 0.601 0.602 0.6030.604 -40 -20 0 20 40 60 80 100 r ds(on) vs.temperature (v in = 3.6v) temperature ( c) r d s ( o n ) ( ) -45 -15 15 45 60 90 0.15 0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33 0.36 75 -30 0 30 p-channel n-channel frequency vs. input voltage (v out = 1.8v; i load = 150ma; l = 2.2h) input voltage (v) f r e q u e n c y ( m h z ) 1.470 1.4801.490 1.500 1.510 1.5201.530 1.540 1.550 1.560 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5 r ds(on) vs. input voltage input voltage (v) r d s ( o n ) ( ? ? ) 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 p-channel mosfet n-channel mosfet efficiency vs. input voltage (v in = 3.6v; l = 2.2?; v out = 1.8v) input voltage (v) e f f i c i e n c y ( % ) 2 3 4 56 50 5 5 60 65 7 0 75 80 85 90 95 1 00 i load = 10ma i load = 100ma i load = 500ma output voltage vs. output current (v in = 3.6v; v out = 1.8v; l = 2.2?) load current (ma) o u t p u t v o l t a g e ( v ) 0 200 400 600 800 1000 1200 1.64 1.66 1 .68 1.7 1.72 1 .74 1.76 1.78 1.8 1.82 1.84
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 7 t y p i c a l c h a r a c t e r i s t i c s load transient response (pwm mode only; i load = 100m a to 400m a; l = 2.2?; c in = 10?; c out = 10?; v in = 3.6 v; v out = 1.8v) v sw 2v/div v out 100mv/div i load 500ma/div 40?/div load transient response (light load mode to pwm mode; i load = 28m a to 400ma; l = 2.2?; c in = 10?; c out = 10?; v in = 3.6 v; v out = 1.8v) v sw 2v/div v out 200mv/div i load 500ma/div pwm light load 4?/div frequency vs. temperature temperature ( c) o s c f r e q u e n c y ( m h z ) -50 -25 0 25 50 150 1.10 1 .15 1.20 1 .25 1.30 1.35 1.40 1 .45 1.50 1.55 1.60 100 input supply current vs. temperature temperature ( c) i n p u t s u p p l y c u r r e n t ( a ) -50 -30 -10 10 30 50 70 90 2 00 220 2 40 260 280 3 00 320
t y p i c a l c h a r a c t e r i s t i c s startup waveform (v out = 1.8 v; c ff = 22pf; r load = 3 ? ? ; c in = 4.7?; c out = 10?; l = 2.2?) time (20?/div) o u t p u t v o l t a g e ( m i d ) ( v ) i n p u t c u r r e n t ( b o t t o m ) ( a ) -3 -2 - 1 0 1 2 3 4 5 6 -0.25 0.00 0.25 0 .50 0 .75 1.00 1 .25 1.50 1.75 v en = 3.0v v out = 1.8v i in startup waveform (v out = 1.8 v; c ff = 0pf; r load = 3 ? ? ; c in = 4.7?; c out = 10?; l = 2.2?) time (20?/div) o u t p u t v o l t a g e ( t o p ) ( v ) i n p u t c u r r e n t ( b o t t o m ) ( a ) - 3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 - 0.25 0 .00 0.25 0.50 0.75 1.00 1 .25 1.50 1.75 v out = 1.8v i in v e n = 3.0v startup waveform (v out = 1.8 v; c ff = 100pf; r load = 3 ? ? ; c in = 4.7?; c out = 10?; l = 2.2?) time (20?/div) o u t p u t v o l t a g e ( t o p ) ( v ) i n p u t c u r r e n t ( b o t t o m ) ( a ) -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -0.25 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 v en = 3.0v v out = 1.8v i in a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 8 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 8 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 9 f u n c t i o n a l b l o c k d i a g r a m pwm logic n o n - o v e r l a p c o n t r o l drv osc s lope comp blanking ea comp 0 .6v s w c out f b/out v o ut 0.6v v i n ref en v in + - v i n 2 .7 - 5.5v i zero comp i s ense comp + - + - q s r q r r s l atch s hutdown 1 5 4 3 2 r1 r2* r 2 r 1 * for adjustable output r1 + r2 are external 0 .65v + - ovdet + - - + gnd f u n c t i o n a l d e s c r i p t i o n t h e a a t 1 1 0 6 i s a h i g h p e r f o r m a n c e 6 0 0 m a , 1 . 5 m h z f i x e d f r e q u e n c y m o n o l i t h i c s w i t c h - m o d e s t e p - d o w n c o n v e r t e r w h i c h u s e s a c u r r e n t m o d e a r c h i t e c t u r e w i t h a n a d a p t i v e s l o p e c o m p e n s a t i o n s c h e m e . i t m i n i m i z e s e x t e r n a l c o m p o n e n t s i z e a n d o p t i m i z e s e f f i c i e n c y o v e r t h e c o m p l e t e l o a d r a n g e . t h e a d a p t i v e s l o p e c o m p e n s a t i o n a l l o w s t h e d e v i c e t o r e m a i n s t a b l e o v e r a w i d e r r a n g e o f i n d u c t o r v a l - u e s s o t h a t s m a l l e r v a l u e s ( 1 h t o 4 . 7 h ) w i t h a s s o c i a t e d l o w e r d c r c a n b e u s e d t o a c h i e v e h i g h - e r e f f i c i e n c y . a p a r t f r o m t h e s m a l l b y p a s s i n p u t c a p a c i t o r , o n l y a s m a l l l - c f i l t e r i s r e q u i r e d a t t h e o u t p u t . t h e f i x e d o u t p u t v e r s i o n r e q u i r e s o n l y t h r e e e x t e r n a l p o w e r c o m p o n e n t s ( c i n , c o u t , a n d l ) . t h e a d j u s t a b l e v e r s i o n c a n b e p r o g r a m m e d w i t h e x t e r - n a l f e e d b a c k t o a n y v o l t a g e , r a n g i n g f r o m 0 . 6 v t o t h e i n p u t v o l t a g e . i t u s e s i n t e r n a l m o s f e t s t o a c h i e v e h i g h e f f i c i e n c y a n d c a n g e n e r a t e v e r y l o w o u t p u t v o l t a g e b y u s i n g a n i n t e r n a l r e f e r e n c e o f 0 . 6 v . a t d r o p o u t , t h e c o n v e r t e r d u t y c y c l e i n c r e a s e s t o 1 0 0 a n d t h e o u t p u t v o l t a g e t r a c k s t h e i n p u t v o l t - a g e m i n u s t h e l o w r d s ( o n ) d r o p o f t h e p - c h a n n e l h i g h - s i d e m o s f e t . t h e i n p u t v o l t a g e r a n g e i s 2 . 5 v t o 5 . 5 v . t h e c o n v e r t e r e f f i c i e n c y h a s b e e n o p t i - m i z e d f o r a l l l o a d c o n d i t i o n s , r a n g i n g f r o m n o l o a d t o 6 0 0 m a a t v i n = 3 v . t h e i n t e r n a l e r r o r a m p l i f i e r a n d c o m p e n s a t i o n p r o v i d e s e x c e l l e n t t r a n s i e n t r e s p o n s e , l o a d , a n d l i n e r e g u l a t i o n . c u r r e n t m o d e p w m c o n t r o l s l o p e c o m p e n s a t e d c u r r e n t m o d e p w m c o n t r o l p r o v i d e s s t a b l e s w i t c h i n g a n d c y c l e - b y - c y c l e c u r - r e n t l i m i t f o r e x c e l l e n t l o a d a n d l i n e r e s p o n s e a n d p r o t e c t i o n o f t h e i n t e r n a l m a i n s w i t c h ( p - c h a n n e l m o s f e t ) a n d s y n c h r o n o u s r e c t i f i e r ( n - c h a n n e l m o s f e t ) . d u r i n g n o r m a l o p e r a t i o n , t h e i n t e r n a l p - c h a n n e l m o s f e t i s t u r n e d o n f o r a s p e c i f i e d t i m e t o r a m p t h e i n d u c t o r c u r r e n t a t e a c h r i s i n g e d g e o f t h e i n t e r n a l o s c i l l a t o r , a n d i s s w i t c h e d o f f w h e n t h e f e e d b a c k v o l t a g e i s a b o v e t h e 0 . 6 v r e f e r e n c e v o l t - a g e . t h e c u r r e n t c o m p a r a t o r , i c o m p , l i m i t s t h e p e a k i n d u c t o r c u r r e n t . w h e n t h e m a i n s w i t c h i s o f f , t h e s y n c h r o n o u s r e c t i f i e r t u r n s o n i m m e d i a t e l y a n d s t a y s o n u n t i l e i t h e r t h e i n d u c t o r c u r r e n t s t a r t s t o r e v e r s e , a s i n d i c a t e d b y t h e c u r r e n t r e v e r s a l c o m - p a r a t o r , i z e r o , o r t h e b e g i n n i n g o f t h e n e x t c l o c k c y c l e .
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 0 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 c o n t r o l l o o p t h e a a t 1 1 0 6 i s a p e a k c u r r e n t m o d e s t e p - d o w n c o n v e r t e r . t h e c u r r e n t t h r o u g h t h e p - c h a n n e l m o s f e t ( h i g h s i d e ) i s s e n s e d f o r c u r r e n t l o o p c o n t r o l , a s w e l l a s s h o r t c i r c u i t a n d o v e r l o a d p r o - t e c t i o n . a n a d a p t i v e s l o p e c o m p e n s a t i o n s i g n a l i s a d d e d t o t h e s e n s e d c u r r e n t t o m a i n t a i n s t a b i l i t y f o r d u t y c y c l e s g r e a t e r t h a n 5 0 . t h e p e a k c u r r e n t m o d e l o o p a p p e a r s a s a v o l t a g e - p r o g r a m m e d c u r - r e n t s o u r c e i n p a r a l l e l w i t h t h e o u t p u t c a p a c i t o r . t h e o u t p u t o f t h e v o l t a g e e r r o r a m p l i f i e r p r o g r a m s t h e c u r r e n t m o d e l o o p f o r t h e n e c e s s a r y p e a k s w i t c h c u r r e n t t o f o r c e a c o n s t a n t o u t p u t v o l t a g e f o r a l l l o a d a n d l i n e c o n d i t i o n s . i n t e r n a l l o o p c o m p e n - s a t i o n t e r m i n a t e s t h e t r a n s c o n d u c t a n c e v o l t a g e e r r o r a m p l i f i e r o u t p u t . f o r f i x e d v o l t a g e v e r s i o n s , t h e e r r o r a m p l i f i e r r e f e r e n c e v o l t a g e i s i n t e r n a l l y s e t t o p r o g r a m t h e c o n v e r t e r o u t p u t v o l t a g e . f o r t h e a d j u s t a b l e o u t p u t , t h e e r r o r a m p l i f i e r r e f e r e n c e i s f i x e d a t 0 . 6 v . e n a b l e t h e e n a b l e p i n i s a c t i v e h i g h . w h e n p u l l e d l o w , t h e e n a b l e i n p u t f o r c e s t h e a a t 1 1 0 6 i n t o a l o w - p o w e r , n o n - s w i t c h i n g s t a t e . t h e t o t a l i n p u t c u r r e n t d u r i n g s h u t d o w n i s l e s s t h a n 1 a . c u r r e n t l i m i t a n d o v e r - t e m p e r a t u r e p r o t e c t i o n . f o r o v e r l o a d c o n d i t i o n s , t h e p e a k i n p u t c u r r e n t i s l i m i t e d . t o m i n i m i z e p o w e r d i s s i p a t i o n a n d s t r e s s e s u n d e r c u r r e n t l i m i t a n d s h o r t - c i r c u i t c o n d i t i o n s , s w i t c h i n g i s t e r m i n a t e d a f t e r e n t e r i n g c u r r e n t l i m i t f o r a s e r i e s o f p u l s e s . s w i t c h i n g i s t e r m i n a t e d f o r s e v e n c o n s e c u t i v e c l o c k c y c l e s a f t e r a c u r r e n t l i m i t h a s b e e n s e n s e d f o r a s e r i e s o f f o u r c o n s e c u t i v e c l o c k c y c l e s . t h e r m a l p r o t e c t i o n c o m p l e t e l y d i s - a b l e s s w i t c h i n g w h e n i n t e r n a l d i s s i p a t i o n b e c o m e s e x c e s s i v e . t h e j u n c t i o n o v e r - t e m p e r a t u r e t h r e s h o l d i s 1 5 0 c w i t h 1 5 c o f h y s t e r e s i s . o n c e a n o v e r - t e m p e r a t u r e o r o v e r - c u r r e n t f a u l t c o n d i t i o n s i s r e m o v e d , t h e o u t p u t v o l t a g e a u t o m a t i c a l l y r e c o v e r s . d r o p o u t o p e r a t i o n w h e n t h e i n p u t v o l t a g e d e c r e a s e s t o w a r d t h e v a l u e o f t h e o u t p u t v o l t a g e , t h e a a t 1 1 0 6 a l l o w s t h e m a i n s w i t c h t o r e m a i n o n f o r m o r e t h a n o n e s w i t c h i n g c y c l e a n d i n c r e a s e s t h e d u t y c y c l e u n t i l i t r e a c h e s 1 0 0 . t h e d u t y c y c l e d o f a s t e p - d o w n c o n v e r t e r i s d e f i n e d a s : w h e r e t o n i s t h e m a i n s w i t c h o n t i m e a n d f o s c i s t h e o s c i l l a t o r f r e q u e n c y ( 1 . 5 m h z ) . t h e o u t p u t v o l t a g e t h e n i s t h e i n p u t v o l t a g e m i n u s t h e v o l t a g e d r o p a c r o s s t h e m a i n s w i t c h a n d t h e i n d u c t o r . a t l o w i n p u t s u p p l y v o l t a g e , t h e r d s ( o n ) o f t h e p - c h a n n e l m o s f e t i n c r e a s e s a n d t h e e f f i c i e n - c y o f t h e c o n v e r t e r d e c r e a s e s . c a u t i o n m u s t b e e x e r c i s e d t o e n s u r e t h e h e a t d i s s i p a t e d d o e s n o t e x c e e d t h e m a x i m u m j u n c t i o n t e m p e r a t u r e o f t h e i c . m a x i m u m l o a d c u r r e n t t h e a a t 1 1 0 6 w i l l o p e r a t e w i t h a n i n p u t s u p p l y v o l t - a g e a s l o w a s 2 . 5 v ; h o w e v e r , t h e m a x i m u m l o a d c u r r e n t d e c r e a s e s a t l o w e r i n p u t d u e t o t h e l a r g e i r d r o p o n t h e m a i n s w i t c h a n d s y n c h r o n o u s r e c t i f i e r . t h e s l o p e c o m p e n s a t i o n s i g n a l r e d u c e s t h e p e a k i n d u c t o r c u r r e n t a s a f u n c t i o n o f t h e d u t y c y c l e t o p r e v e n t s u b - h a r m o n i c o s c i l l a t i o n s a t d u t y c y c l e s g r e a t e r t h a n 5 0 . c o n v e r s e l y , t h e c u r r e n t l i m i t i n c r e a s e s a s t h e d u t y c y c l e d e c r e a s e s . d = t on f osc 100% v out v in 100%
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 1 1 a p p l i c a t i o n s i n f o r m a t i o n f i g u r e 1 s h o w s t h e b a s i c a p p l i c a t i o n c i r c u i t w i t h a a t 1 1 0 6 f i x e d o u t p u t v e r s i o n s . f i g u r e 1 : b a s i c a p p l i c a t i o n c i r c u i t w i t h f i x e d o u t p u t v e r s i o n s . f i g u r e 2 : b a s i c a p p l i c a t i o n c i r c u i t w i t h a d j u s t a b l e o u t p u t v e r s i o n . s e t t i n g t h e o u t p u t v o l t a g e f o r a p p l i c a t i o n s r e q u i r i n g a n a d j u s t a b l e o u t p u t v o l t - a g e , t h e a a t 1 1 0 6 - 0 . 6 a d j u s t a b l e v e r s i o n c a n b e e x t e r n a l l y p r o g r a m m e d . r e s i s t o r s r 1 a n d r 2 o f f i g u r e 2 p r o g r a m t h e o u t p u t t o r e g u l a t e a t a v o l t a g e h i g h e r t h a n 0 . 6 v . t o l i m i t t h e b i a s c u r r e n t r e q u i r e d f o r t h e e x t e r n a l f e e d b a c k r e s i s t o r s t r i n g w h i l e m a i n - t a i n i n g g o o d n o i s e i m m u n i t y , t h e m i n i m u m s u g - g e s t e d v a l u e f o r r 1 i s 5 9 k . a l t h o u g h a l a r g e r v a l u e w i l l f u r t h e r r e d u c e q u i e s c e n t c u r r e n t , i t w i l l a l s o i n c r e a s e t h e i m p e d a n c e o f t h e f e e d b a c k n o d e , m a k i n g i t m o r e s e n s i t i v e t o e x t e r n a l n o i s e a n d i n t e r f e r e n c e . t a b l e 1 s u m m a r i z e s t h e r e s i s t o r v a l - u e s f o r v a r i o u s o u t p u t v o l t a g e s w i t h r 1 s e t t o e i t h e r 5 9 k f o r g o o d n o i s e i m m u n i t y o r 3 1 6 k f o r r e d u c e d n o l o a d i n p u t c u r r e n t . t h e a d j u s t a b l e v e r s i o n o f t h e a a t 1 1 0 6 , c o m b i n e d w i t h a n e x t e r n a l f e e d f o r w a r d c a p a c i t o r ( c 2 i n f i g u r e 2 ) , d e l i v e r s e n h a n c e d t r a n s i e n t r e s p o n s e f o r e x t r e m e p u l s e d l o a d a p p l i c a t i o n s . t h e a d d i t i o n o f t h e f e e d f o r w a r d c a p a c i t o r t y p i c a l l y r e q u i r e s a l a r g - e r o u t p u t c a p a c i t o r c 3 f o r s t a b i l i t y . t h e e x t e r n a l r e s i s t o r s e t s t h e o u t p u t v o l t a g e a c c o r d i n g t o t h e f o l - l o w i n g e q u a t i o n : t a b l e 1 : r e s i s t o r s e l e c t i o n f o r o u t p u t v o l t a g e s e t t i n g ; s t a n d a r d 1 % r e s i s t o r v a l u e s s u b s t i t u t e d c l o s e s t t o t h e c a l c u l a t e d v a l u e s . i n d u c t o r s e l e c t i o n f o r m o s t d e s i g n s , t h e a a t 1 1 0 6 o p e r a t e s w i t h i n d u c t o r v a l u e s o f 1 h t o 4 . 7 h . l o w i n d u c t a n c e v a l u e s a r e p h y s i c a l l y s m a l l e r , b u t r e q u i r e f a s t e r s w i t c h i n g , w h i c h r e s u l t s i n s o m e e f f i c i e n c y l o s s . t h e i n d u c t o r v a l u e c a n b e d e r i v e d f r o m t h e f o l l o w - i n g e q u a t i o n : w h e r e i l i s i n d u c t o r r i p p l e c u r r e n t . l a r g e v a l u e i n d u c t o r s l o w e r r i p p l e c u r r e n t a n d s m a l l v a l u e i n d u c t o r s r e s u l t i n h i g h r i p p l e c u r r e n t s . c h o o s e i n d u c t o r r i p p l e c u r r e n t a p p r o x i m a t e l y 3 5 o f t h e m a x i m u m l o a d c u r r e n t 6 0 0 m a , o r i l = 2 1 0 m a . r 1 = 5 9 k r 1 = 3 1 6 k v o u t ( v ) r 2 ( k ) r 2 ( k ) 0 . 8 1 9 . 6 1 0 5 0 . 9 2 9 . 4 1 5 8 1 . 0 3 9 . 2 2 1 0 1 . 1 4 9 . 9 2 6 1 1 . 2 5 9 . 0 3 1 6 1 . 3 6 8 . 1 3 6 5 1 . 4 7 8 . 7 4 2 2 1 . 5 8 8 . 7 4 7 5 1 . 8 1 1 8 6 3 4 1 . 8 5 1 2 4 6 5 5 2 . 0 1 3 7 7 3 2 2 . 5 1 8 7 1 0 0 0 3 . 3 2 6 7 1 4 3 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? = 1 2 1 + 6 . 0 r r v v or out ? ? ? ? ? ? ? r1 - 1 v o ut 0.6v r2 = aat 1 106-0.6 in e n lx fb g nd v i n 2.5v to 5.5v c1 4.7? c 3 10? r1 3 16k r2 6 34k c2 22pf l1 2 .2? v o ut 1.8v aat 1 106-1.8 in e n lx out gnd v in 2.5v to 5.5v c1 4 .7f c3 1 0f l 1 2.2h v out 1.8v l = v out (v in - v out ) v in ? i l f osc
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 2 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 t a b l e 2 : t y p i c a l s u r f a c e m o u n t i n d u c t o r s . p a r t l ( h ) m a x d c r ( m ) r a t e d d c c u r r e n t ( a ) s i z e w x l x h ( m m ) 1 . 4 5 6 . 2 2 . 5 2 s u m i d a c r 4 3 2 . 2 7 1 . 2 1 . 7 5 4 . 5 x 4 . 0 x 3 . 5 3 . 3 8 6 . 2 1 . 4 4 4 . 7 1 0 8 . 7 1 . 1 5 1 . 0 4 . 5 1 , 7 2 s u m i d a c d r h 4 d 1 8 2 . 2 7 5 1 . 3 2 4 . 7 x 4 . 7 x 2 . 0 3 . 3 1 1 0 1 . 0 4 4 . 7 1 6 2 0 . 8 4 1 . 5 1 2 0 1 . 2 9 t o k o d 3 1 2 c 2 . 2 1 4 0 1 . 1 4 3 . 6 x 3 . 6 x 1 . 2 3 . 3 1 8 0 0 . 9 8 4 . 7 2 4 0 0 . 7 9 f o r o u t p u t v o l t a g e s a b o v e 2 . 0 v , w h e n l i g h t - l o a d e f f i c i e n c y i s i m p o r t a n t , t h e m i n i m u m r e c o m m e n d e d i n d u c t o r s i z e i s 2 . 2 h . f o r o p t i m u m v o l t a g e - p o s i - t i o n i n g l o a d t r a n s i e n t s , c h o o s e a n i n d u c t o r w i t h d c s e r i e s r e s i s t a n c e i n t h e 5 0 m t o 1 5 0 m r a n g e . f o r h i g h e r e f f i c i e n c y a t h e a v y l o a d s ( a b o v e 2 0 0 m a ) , o r m i n i m a l l o a d r e g u l a t i o n ( w i t h s o m e t r a n s i e n t o v e r s h o o t ) , t h e r e s i s t a n c e s h o u l d b e k e p t b e l o w 1 0 0 m . t h e d c c u r r e n t r a t i n g o f t h e i n d u c - t o r s h o u l d b e a t l e a s t e q u a l t o t h e m a x i m u m l o a d c u r r e n t p l u s h a l f t h e r i p p l e c u r r e n t t o p r e v e n t c o r e s a t u r a t i o n ( 6 0 0 m a + 1 0 5 m a ) . t a b l e 2 l i s t s s o m e t y p i c a l s u r f a c e m o u n t i n d u c t o r s t h a t m e e t t a r g e t a p p l i c a t i o n s f o r t h e a a t 1 1 0 6 . m a n u f a c t u r e r ' s s p e c i f i c a t i o n s l i s t b o t h t h e i n d u c t o r d c c u r r e n t r a t i n g , w h i c h i s a t h e r m a l l i m i t a t i o n , a n d t h e p e a k c u r r e n t r a t i n g , w h i c h i s d e t e r m i n e d b y t h e s a t u r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s . t h e i n d u c t o r s h o u l d n o t s h o w a n y a p p r e c i a b l e s a t u r a t i o n u n d e r n o r m a l l o a d c o n d i t i o n s . s o m e i n d u c t o r s m a y m e e t t h e p e a k a n d a v e r a g e c u r r e n t r a t i n g s y e t r e s u l t i n e x c e s s i v e l o s s e s d u e t o a h i g h d c r . a l w a y s c o n - s i d e r t h e l o s s e s a s s o c i a t e d w i t h t h e d c r a n d i t s e f f e c t o n t h e t o t a l c o n v e r t e r e f f i c i e n c y w h e n s e l e c t - i n g a n i n d u c t o r . f o r e x a m p l e , t h e 2 . 2 h c r 4 3 s e r i e s i n d u c t o r s e l e c t e d f r o m s u m i d a h a s a 7 1 . 2 m d c r a n d a 1 . 7 5 a d c c u r r e n t r a t i n g . a t f u l l l o a d , t h e i n d u c t o r d c l o s s i s 2 5 m w w h i c h g i v e s a 2 . 8 l o s s i n e f f i c i e n c y f o r a 6 0 0 m a , 1 . 5 v o u t p u t . s l o p e c o m p e n s a t i o n t h e a a t 1 1 0 6 s t e p - d o w n c o n v e r t e r u s e s p e a k c u r - r e n t m o d e c o n t r o l w i t h a u n i q u e a d a p t i v e s l o p e c o m p e n s a t i o n s c h e m e t o m a i n t a i n s t a b i l i t y w i t h l o w e r v a l u e i n d u c t o r s f o r d u t y c y c l e s g r e a t e r t h a n 5 0 . u s i n g l o w e r v a l u e i n d u c t o r s p r o v i d e s b e t t e r o v e r a l l e f f i c i e n c y a n d a l s o m a k e s i t e a s i e r t o s t a n - d a r d i z e o n o n e i n d u c t o r f o r d i f f e r e n t r e q u i r e d o u t - p u t v o l t a g e l e v e l s . i n o r d e r t o d o t h i s a n d k e e p t h e s t e p - d o w n c o n v e r t e r s t a b l e w h e n t h e d u t y c y c l e i s g r e a t e r t h a n 5 0 , t h e a a t 1 1 0 6 s e p a r a t e s t h e s l o p e c o m p e n s a t i o n i n t o 2 p h a s e s . t h e r e q u i r e d s l o p e c o m p e n s a t i o n i s a u t o m a t i c a l l y d e t e c t e d b y a n i n t e r n a l c i r c u i t u s i n g t h e f e e d b a c k v o l t a g e v f b b e f o r e t h e e r r o r a m p c o m p a r i s o n t o v r e f . w h e n b e l o w 5 0 d u t y c y c l e , t h e s l o p e c o m p e n s a - t i o n i s 0 . 2 8 4 a / s ; b u t w h e n a b o v e 5 0 d u t y c y c l e , t h e s l o p e c o m p e n s a t i o n i s s e t t o 1 . 1 3 6 a / s . t h e o u t p u t i n d u c t o r v a l u e m u s t b e s e l e c t e d s o t h e i n d u c t o r c u r r e n t d o w n s l o p e m e e t s t h e i n t e r n a l s l o p e c o m p e n s a t i o n r e q u i r e m e n t s . error amp v ref v fb
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 1 3 b e l o w 5 0 d u t y c y c l e , t h e s l o p e c o m p e n s a t i o n r e q u i r e m e n t i s : t h e r e f o r e : a b o v e 5 0 d u t y c y c l e , t h e r e f o r e : w i t h t h e s e a d a p t i v e s e t t i n g s , a 2 . 2 h i n d u c t o r c a n b e u s e d f o r a l l o u t p u t v o l t a g e s f r o m 0 . 6 v t o 5 v . i n p u t c a p a c i t o r s e l e c t i o n t h e i n p u t c a p a c i t o r r e d u c e s t h e s u r g e c u r r e n t d r a w n f r o m t h e i n p u t a n d s w i t c h i n g n o i s e f r o m t h e d e v i c e . t h e i n p u t c a p a c i t o r i m p e d a n c e a t t h e s w i t c h i n g f r e - q u e n c y s h a l l b e l e s s t h a n t h e i n p u t s o u r c e i m p e d - a n c e t o p r e v e n t h i g h f r e q u e n c y s w i t c h i n g c u r r e n t p a s s i n g t o t h e i n p u t . a l o w e s r i n p u t c a p a c i t o r s i z e d f o r m a x i m u m r m s c u r r e n t m u s t b e u s e d . c e r a m i c c a p a c i t o r s w i t h x 5 r o r x 7 r d i e l e c t r i c s a r e h i g h l y r e c o m m e n d e d b e c a u s e o f t h e i r l o w e s r a n d s m a l l t e m p e r a t u r e c o e f f i c i e n t s . a 4 . 7 f c e r a m i c c a p a c i t o r i s s u f f i c i e n t f o r m o s t a p p l i c a t i o n s . t o e s t i m a t e t h e r e q u i r e d i n p u t c a p a c i t o r s i z e , d e t e r - m i n e t h e a c c e p t a b l e i n p u t r i p p l e l e v e l ( v p p ) a n d s o l v e f o r c . t h e c a l c u l a t e d v a l u e v a r i e s w i t h i n p u t v o l t a g e a n d i s a m a x i m u m w h e n v i n i s d o u b l e t h e o u t p u t v o l t a g e . a l w a y s e x a m i n e t h e c e r a m i c c a p a c i t o r d c v o l t a g e c o e f f i c i e n t c h a r a c t e r i s t i c s w h e n s e l e c t i n g t h e p r o p e r v a l u e . f o r e x a m p l e , t h e c a p a c i t a n c e o f a 1 0 f , 6 . 3 v , x 5 r c e r a m i c c a p a c i t o r w i t h 5 . 0 v d c a p p l i e d i s a c t u - a l l y a b o u t 6 f . t h e m a x i m u m i n p u t c a p a c i t o r r m s c u r r e n t i s : t h e i n p u t c a p a c i t o r r m s r i p p l e c u r r e n t v a r i e s w i t h t h e i n p u t a n d o u t p u t v o l t a g e a n d w i l l a l w a y s b e l e s s t h a n o r e q u a l t o h a l f o f t h e t o t a l d c l o a d c u r r e n t f o r v i n = 2 x v o t h e t e r m a p p e a r s i n b o t h t h e i n p u t v o l t - a g e r i p p l e a n d i n p u t c a p a c i t o r r m s c u r r e n t e q u a - t i o n s a n d i s a t m a x i m u m w h e n v o i s t w i c e v i n . t h i s i s w h y t h e i n p u t v o l t a g e r i p p l e a n d t h e i n p u t c a p a c i - t o r r m s c u r r e n t r i p p l e a r e a m a x i m u m a t 5 0 d u t y c y c l e . t h e i n p u t c a p a c i t o r p r o v i d e s a l o w i m p e d a n c e l o o p f o r t h e e d g e s o f p u l s e d c u r r e n t d r a w n b y t h e a a t 1 1 0 6 . l o w e s r / e s l x 7 r a n d x 5 r c e r a m i c c a p a c i t o r s a r e i d e a l f o r t h i s f u n c t i o n . t o m i n i m i z e s t r a y i n d u c t a n c e , t h e c a p a c i t o r s h o u l d b e p l a c e d a s ?? 1 - ?? v o v in v o v in i o rms(max) i 2 = ?? 1 - = d (1 - d) = 0.5 2 = ?? v o v in v o v in 1 2 ?? i rms = i o 1 - ?? v o v in v o v in c in(min) = 1 ?? - esr 4 f s ?? v p p i o ?? 1 - = for v i n = 2 v o ?? v o v in v o v in 1 4 ?? 1 - ?? v o v in c in = v o v in ?? - esr f s ?? v p p i o 2.5 m l = = 2.2? 5 2 l m = = 1.136a/s 0.625 m l = = 2.2h 1.25 2 l m = = 0.284a/s
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 4 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 c l o s e l y a s p o s s i b l e t o t h e i c . t h i s k e e p s t h e h i g h f r e - q u e n c y c o n t e n t o f t h e i n p u t c u r r e n t l o c a l i z e d , m i n i - m i z i n g e m i a n d i n p u t v o l t a g e r i p p l e . t h e p r o p e r p l a c e m e n t o f t h e i n p u t c a p a c i t o r ( c 1 ) c a n b e s e e n i n t h e e v a l u a t i o n b o a r d l a y o u t i n f i g u r e 3 . a l a b o r a t o r y t e s t s e t - u p t y p i c a l l y c o n s i s t s o f t w o l o n g w i r e s r u n - n i n g f r o m t h e b e n c h p o w e r s u p p l y t o t h e e v a l u a t i o n b o a r d i n p u t v o l t a g e p i n s . t h e i n d u c t a n c e o f t h e s e w i r e s , a l o n g w i t h t h e l o w - e s r c e r a m i c i n p u t c a p a c - i t o r , c a n c r e a t e a h i g h q n e t w o r k t h a t m a y a f f e c t c o n - v e r t e r p e r f o r m a n c e . t h i s p r o b l e m o f t e n b e c o m e s a p p a r e n t i n t h e f o r m o f e x c e s s i v e r i n g i n g i n t h e o u t - p u t v o l t a g e d u r i n g l o a d t r a n s i e n t s . e r r o r s i n t h e l o o p p h a s e a n d g a i n m e a s u r e m e n t s c a n a l s o r e s u l t . s i n c e t h e i n d u c t a n c e o f a s h o r t p c b t r a c e f e e d i n g t h e i n p u t v o l t a g e i s s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n t h e p o w e r l e a d s f r o m t h e b e n c h p o w e r s u p p l y , m o s t a p p l i c a - t i o n s d o n o t e x h i b i t t h i s p r o b l e m . i n a p p l i c a t i o n s w h e r e t h e i n p u t p o w e r s o u r c e l e a d i n d u c t a n c e c a n - n o t b e r e d u c e d t o a l e v e l t h a t d o e s n o t a f f e c t t h e c o n v e r t e r p e r f o r m a n c e , a h i g h e s r t a n t a l u m o r a l u - m i n u m e l e c t r o l y t i c s h o u l d b e p l a c e d i n p a r a l l e l w i t h t h e l o w e s r , e s l b y p a s s c e r a m i c . t h i s d a m p e n s t h e h i g h q n e t w o r k a n d s t a b i l i z e s t h e s y s t e m . o u t p u t c a p a c i t o r s e l e c t i o n t h e o u t p u t c a p a c i t o r i s r e q u i r e d t o k e e p t h e o u t p u t v o l t a g e r i p p l e s m a l l a n d t o e n s u r e r e g u l a t i o n l o o p s t a b i l i t y . t h e o u t p u t c a p a c i t o r m u s t h a v e l o w i m p e d a n c e a t t h e s w i t c h i n g f r e q u e n c y . c e r a m i c c a p a c i t o r s w i t h x 5 r o r x 7 r d i e l e c t r i c s a r e r e c o m - m e n d e d d u e t o t h e i r l o w e s r a n d h i g h r i p p l e c u r - r e n t . t h e o u t p u t r i p p l e v o u t i s d e t e r m i n e d b y : t h e o u t p u t c a p a c i t o r l i m i t s t h e o u t p u t r i p p l e a n d p r o - v i d e s h o l d u p d u r i n g l a r g e l o a d t r a n s i t i o n s . a 4 . 7 f t o 1 0 f x 5 r o r x 7 r c e r a m i c c a p a c i t o r t y p i c a l l y p r o - v i d e s s u f f i c i e n t b u l k c a p a c i t a n c e t o s t a b i l i z e t h e o u t - p u t d u r i n g l a r g e l o a d t r a n s i t i o n s a n d h a s t h e e s r a n d e s l c h a r a c t e r i s t i c s n e c e s s a r y f o r l o w o u t p u t r i p p l e . t h e o u t p u t v o l t a g e d r o o p d u e t o a l o a d t r a n - s i e n t i s d o m i n a t e d b y t h e c a p a c i t a n c e o f t h e c e r a m - i c o u t p u t c a p a c i t o r . d u r i n g a s t e p i n c r e a s e i n l o a d c u r r e n t , t h e c e r a m i c o u t p u t c a p a c i t o r a l o n e s u p p l i e s t h e l o a d c u r r e n t u n t i l t h e l o o p r e s p o n d s . w i t h i n t w o o r t h r e e s w i t c h i n g c y c l e s , t h e l o o p r e s p o n d s a n d t h e i n d u c t o r c u r r e n t i n c r e a s e s t o m a t c h t h e l o a d c u r r e n t d e m a n d . t h e r e l a t i o n s h i p o f t h e o u t p u t v o l t a g e d r o o p d u r i n g t h e t h r e e s w i t c h i n g c y c l e s t o t h e o u t p u t c a p a c i t a n c e c a n b e e s t i m a t e d b y : o n c e t h e a v e r a g e i n d u c t o r c u r r e n t i n c r e a s e s t o t h e d c l o a d l e v e l , t h e o u t p u t v o l t a g e r e c o v e r s . t h e a b o v e e q u a t i o n e s t a b l i s h e s a l i m i t o n t h e m i n i m u m v a l u e f o r t h e o u t p u t c a p a c i t o r w i t h r e s p e c t t o l o a d t r a n s i e n t s . t h e i n t e r n a l v o l t a g e l o o p c o m p e n s a t i o n a l s o l i m i t s t h e m i n i m u m o u t p u t c a p a c i t o r v a l u e t o 4 . 7 f . t h i s i s d u e t o i t s e f f e c t o n t h e l o o p c r o s s o v e r f r e q u e n c y ( b a n d w i d t h ) , p h a s e m a r g i n , a n d g a i n m a r g i n . i n c r e a s e d o u t p u t c a p a c i t a n c e w i l l r e d u c e t h e c r o s s o v e r f r e q u e n c y w i t h g r e a t e r p h a s e m a r g i n . t h e m a x i m u m o u t p u t c a p a c i t o r r m s r i p p l e c u r r e n t i s g i v e n b y : d i s s i p a t i o n d u e t o t h e r m s c u r r e n t i n t h e c e r a m i c o u t p u t c a p a c i t o r e s r i s t y p i c a l l y m i n i m a l , r e s u l t i n g i n l e s s t h a n a f e w d e g r e e s r i s e i n h o t - s p o t t e m p e r a t u r e . t h e r m a l c a l c u l a t i o n s t h e r e a r e t h r e e t y p e s o f l o s s e s a s s o c i a t e d w i t h t h e a a t 1 1 0 6 s t e p - d o w n c o n v e r t e r : s w i t c h i n g l o s s e s , c o n d u c t i o n l o s s e s , a n d q u i e s c e n t c u r r e n t l o s s e s . c o n d u c t i o n l o s s e s a r e a s s o c i a t e d w i t h t h e r d s ( o n ) c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e p o w e r o u t p u t s w i t c h i n g d e v i c e s . s w i t c h i n g l o s s e s a r e d o m i n a t e d b y t h e g a t e c h a r g e o f t h e p o w e r o u t p u t s w i t c h i n g d e v i c e s . a t f u l l l o a d , a s s u m i n g c o n t i n u o u s c o n d u c t i o n m o d e ( c c m ) , a s i m p l i f i e d f o r m o f t h e l o s s e s i s g i v e n b y : p total i o 2 (r dson(hs) v o + r dson(ls) [v in - v o ]) v in = + (t sw f i o + i q ) v in 1 23 v out (v in(max) - v out ) rms(max) i l f v in(max) = c out = 3 ? i load v droop f s ?? esr + ? v out ?? v out (v in - v out ) v in f osc l 1 8 f osc c3
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 1 5 i q i s t h e s t e p - d o w n c o n v e r t e r q u i e s c e n t c u r r e n t . t h e t e r m t s w i s u s e d t o e s t i m a t e t h e f u l l l o a d s t e p - d o w n c o n v e r t e r s w i t c h i n g l o s s e s . f o r t h e c o n d i t i o n w h e r e t h e s t e p - d o w n c o n v e r t e r i s i n d r o p o u t a t 1 0 0 d u t y c y c l e , t h e t o t a l d e v i c e d i s - s i p a t i o n r e d u c e s t o : s i n c e r d s ( o n ) , q u i e s c e n t c u r r e n t , a n d s w i t c h i n g l o s s e s a l l v a r y w i t h i n p u t v o l t a g e , t h e t o t a l l o s s e s s h o u l d b e i n v e s t i g a t e d o v e r t h e c o m p l e t e i n p u t v o l t - a g e r a n g e . g i v e n t h e t o t a l l o s s e s , t h e m a x i m u m j u n c t i o n t e m p e r a t u r e c a n b e d e r i v e d f r o m t h e j a f o r t h e t s o t 2 3 - 5 p a c k a g e w h i c h i s 1 5 0 c / w . l a y o u t g u i d a n c e w h e n l a y i n g o u t t h e p c b o a r d , t h e f o l l o w i n g s t e p s s h o u l d b e t a k e n t o e n s u r e p r o p e r o p e r a t i o n o f t h e a a t 1 1 0 6 . t h e s e i t e m s a r e a l s o i l l u s t r a t e d g r a p h i - c a l l y i n f i g u r e 3 . 1 . t h e p o w e r t r a c e s ( g n d , l x , i n ) s h o u l d b e k e p t s h o r t , d i r e c t , a n d w i d e t o a l l o w l a r g e c u r r e n t f l o w . p l a c e s u f f i c i e n t m u l t i p l y - l a y e r p a d s w h e n n e e d e d t o c h a n g e t h e t r a c e l a y e r . 2 . t h e i n p u t c a p a c i t o r ( c 1 ) s h o u l d c o n n e c t a s c l o s e l y a s p o s s i b l e t o i n ( p i n 4 ) a n d g n d ( p i n 2 ) . 3 . t h e o u t p u t c a p a c i t o r c 3 a n d l 1 s h o u l d b e c o n - n e c t e d a s c l o s e l y a s p o s s i b l e . t h e c o n n e c t i o n o f l 1 t o t h e l x p i n s h o u l d b e a s s h o r t a s p o s - s i b l e a n d t h e r e s h o u l d n o t b e a n y s i g n a l l i n e s u n d e r t h e i n d u c t o r . 4 . t h e f e e d b a c k f b t r a c e o r o u t p i n ( p i n 5 ) s h o u l d b e s e p a r a t e f r o m a n y p o w e r t r a c e a n d c o n n e c t a s c l o s e l y a s p o s s i b l e t o t h e l o a d p o i n t . s e n s i n g a l o n g a h i g h - c u r r e n t l o a d t r a c e w i l l d e g r a d e d c l o a d r e g u l a t i o n . i f e x t e r n a l f e e d b a c k r e s i s t o r s a r e u s e d , t h e y s h o u l d b e p l a c e d a s c l o s e l y a s p o s s i - b l e t o t h e f b p i n ( p i n 5 ) t o m i n i m i z e t h e l e n g t h o f t h e h i g h i m p e d a n c e f e e d b a c k t r a c e . 5 . t h e r e s i s t a n c e o f t h e t r a c e f r o m t h e l o a d r e t u r n t o t h e g n d ( p i n 2 ) s h o u l d b e k e p t t o a m i n i m u m . t h i s w i l l h e l p t o m i n i m i z e a n y e r r o r i n d c r e g u - l a t i o n d u e t o d i f f e r e n c e s i n t h e p o t e n t i a l o f t h e i n t e r n a l s i g n a l g r o u n d a n d t h e p o w e r g r o u n d . t j(max) = p total ja + t amb p t otal = i o 2 r d son(hs) + i q v i n
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 6 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 a : t o p l a y e r b : i n t e r n a l g n d p l a n e c : b o t t o m l a y e r d : m i d d l e l a y e r f i g u r e 3 : a a t 1 1 0 6 f o u r - l a y e r l a y o u t e x a m p l e w i t h t h e i n t e r n a l g n d p l a n e . aat 1 106-0.6 in en lx fb gnd v in 2.5v to 5.5v c1 4.7? c3 10? r1 316k r2 634k c2 22pf l1 2.2? v out 1.8v
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 1 7 o r d e r i n g i n f o r m a t i o n p a c k a g e i n f o r m a t i o n 3 t s o t 2 3 - 5 a l l d i m e n s i o n s i n m i l l i m e t e r s . o u t p u t v o l t a g e p a c k a g e m a r k i n g 1 p a r t n u m b e r ( t a p e & r e e l ) 2 a d j . 0 . 6 t o v i n t s o t 2 3 - 5 v v x y y a a t 1 1 0 6 i c b - 0 . 6 - t 1 f i x e d 1 . 5 v t s o t 2 3 - 5 v x x y y a a t 1 1 0 6 i c b - 1 . 5 - t 1 f i x e d 1 . 8 v t s o t 2 3 - 5 v y x y y a a t 1 1 0 6 i c b - 1 . 8 - t 1 0.40 0.10 0.95 bsc 1 . 6 0 0 . 1 0 0.45 0.15 0 . 1 2 7 0 . 5 5 detail "a" 2 . 8 0 0 . 2 5 1.90 bsc 0 + +10 -0 top view end view detail "a" side view 1 . 0 0 0 . 1 0 0.000 + + 0.130 - 0.000 2.95 0.15 all analogictech products are offered in pb-free packaging. the term pb-free me ans semiconductor products that are in compliance with current rohs standards, including the requirement that lead not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. for more information, please visit our website at http://www.analogictech.com/pbfree. 1 . x y y = a s s e m b l y a n d d a t e c o d e . 2 . s a m p l e s t o c k i s g e n e r a l l y h e l d o n p a r t n u m b e r s l i s t e d i n b o l d . 3 . p a c k a g e o u t l i n e e x c l u s i v e o f m o l d f l a s h a n d m e t a l b u r r .
a a t 1 1 0 6 6 0 0 m a s t e p - d o w n c o n v e r t e r 1 8 1 1 0 6 . 2 0 0 7 . 0 7 . 1 . 0 a d v a n c e d a n a l o g i c t e c h n o l o g i e s , i n c . 8 3 0 e . a r q u e s a v e n u e , s u n n y v a l e , c a 9 4 0 8 5 p h o n e ( 4 0 8 ) 7 3 7 - 4 6 0 0 f a x ( 4 0 8 ) 7 3 7 - 4 6 1 1 a d v a n c e d a n a l o g i c t e c h n o l o g i e s , i n c . a n a l o g i c t e c h c a n n o t a s s u m e r e s p o n s i b i l i t y f o r u s e o f a n y c i r c u i t r y o t h e r t h a n c i r c u i t r y e n t i r e l y e m b o d i e d i n a n a n a l o g i c t e c h p r o d u c t . n o c i r c u i t p a t e n t l i c e n s e s , c o p y r i g h t s , m a s k w o r k r i g h t s , o r o t h e r i n t e l l e c t u a l p r o p e r t y r i g h t s a r e i m p l i e d . a n a l o g i c t e c h r e s e r v e s t h e r i g h t t o m a k e c h a n g e s t o t h e i r p r o d u c t s o r s p e c i f i c a t i o n s o r t o d i s c o n t i n u e a n y p r o d u c t o r s e r v i c e w i t h - o u t n o t i c e . e x c e p t a s p r o v i d e d i n a n a l o g i c t e c h s t e r m s a n d c o n d i t i o n s o f s a l e , a n a l o g i c t e c h a s s u m e s n o l i a b i l i t y w h a t s o e v e r , a n d a n a l o g i c t e c h d i s c l a i m s a n y e x p r e s s o r i m p l i e d w a r - r a n t y r e l a t i n g t o t h e s a l e a n d / o r u s e o f a n a l o g i c t e c h p r o d u c t s i n c l u d i n g l i a b i l i t y o r w a r r a n t i e s r e l a t i n g t o f i t n e s s f o r a p a r t i c u l a r p u r p o s e , m e r c h a n t a b i l i t y , o r i n f r i n g e m e n t o f a n y p a t e n t , c o p y r i g h t o r o t h e r i n t e l l e c t u a l p r o p e r t y r i g h t . i n o r d e r t o m i n i m i z e r i s k s a s s o c i a t e d w i t h t h e c u s t o m e r s a p p l i c a t i o n s , a d e q u a t e d e s i g n a n d o p e r a t i n g s a f e g u a r d s m u s t b e p r o v i d e d b y t h e c u s t o m e r t o m i n i m i z e i n h e r e n t o r p r o c e d u r a l h a z a r d s . t e s t i n g a n d o t h e r q u a l i t y c o n t r o l t e c h n i q u e s a r e u t i l i z e d t o t h e e x t e n t a n a l o g i c t e c h d e e m s n e c e s s a r y t o s u p p o r t t h i s w a r r a n t y . s p e c i f i c t e s t i n g o f a l l p a r a m e t e r s o f e a c h d e v i c e i s n o t n e c e s s a r i l y p e r f o r m e d . a n a l o g i c t e c h a n d t h e a n a l o g i c t e c h l o g o a r e t r a d e m a r k s o f a d v a n c e d a n a l o g i c t e c h n o l o g i e s i n c o r p o r a t e d . a l l o t h e r b r a n d a n d p r o d u c t n a m e s a p p e a r i n g i n t h i s d o c u m e n t a r e r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s o r t r a d e m a r k s o f t h e i r r e s p e c t i v e h o l d e r s .

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