this is information on a product in full production. april 2015 docid027739 rev 1 1/72 a6986f 38 v 1.5 a synchronous step-down switching regulator with 30 a quiescent current datasheet - production data features ? aecq100 qualification ? 1.5 a dc output current ? 4 v to 38 v operating input voltage ? low consumption mode or low noise mode ? 30 a i q at light-load (lcm v out = 3.3 v) ? 8 a i q-shtdwn ? adjustable f sw (250 khz - 2 mhz) ? fixed output voltage (3.3 v and 5 v) or adjustable from 0.85 v to v in ? embedded output voltage supervisor ? synchronization ? adjustable soft-start time ? internal current limiting ? overvoltage protection ? output voltage sequencing ? peak current mode architecture ? r dson hs = 180 m ? , r dson ls = 150 m ? ? thermal shutdown applications ? designed for automotive systems ? battery powered applications ? car body applications (lcm) ? car audio and low noise applications (lnm) description the a6986f automotive grade device is a step- down monolithic switchin g regulator able to deliver up to 1.5 a dc. the output voltage adjustability ranges from 0.85 v to vin. the 100% duty cycle capability an d the wide input voltage range meet the cold crank and load dump specifications for automo tive systems. the ?low consumption mode? (l cm) is designed for applications active during car parking, so it maximizes the efficiency at light-load with controlled output voltage ripple. the ?low noise mode? (lnm) makes the switching frequency constant and minimizes the output voltage ripple overload current range, meeting the low noise application specification like car audio. the output voltage supervisor manages the reset phase for any digital load (c, fpga.). the rst open collector output can also implement output voltage sequencing during the power-up phase. the synchronous rectification, designed for high efficiency at medium - heavy load, and the high switching frequency capab ility make the size of the application compact. pulse by pulse current sensing on both power elements implements an effective constant current protection. htssop16 (r th = 40 c/w) www.st.com
contents a6986f 2/72 docid027739 rev 1 contents 1 application schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 pin settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1 pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.3 maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.4 thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.5 esd protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3 electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 4 datasheet parameters over the temperatur e range . . . . . . . . . . . . . . . 13 5 functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.1 power supply and voltage reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 switchover feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.2 voltages monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.3 soft-start and inhibit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 5.3.1 ratiometric startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 5.3.2 output voltage sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 5.4 error amplifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 5.5 light-load operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5.5.1 low noise mode (lnm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5.5.2 low consumption mode (lcm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5.6 switchover feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.6.1 lcm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.6.2 lnm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.7 overcurrent protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ocp and switchover feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.8 overvoltage protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.9 thermal shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
docid027739 rev 1 3/72 a6986f contents 72 6 closing the loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6.1 g co (s) control to output transfer function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6.2 error amplifier compensation network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 6.3 voltage divider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 6.4 total loop gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 6.5 compensation network design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 7 application notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 7.1 output voltage adjustment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 7.2 switching frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 7.3 mlf pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 7.4 voltage supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 7.5 synchronization (lnm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 7.6 design of the power components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 7.6.1 input capacitor selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 7.6.2 inductor selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 7.6.3 output capacitor selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 8 application board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 9 efficiency curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 10 emc testing results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 11 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 htssop16 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 12 order codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 13 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
application schematic a6986f 4/72 docid027739 rev 1 1 application schematic figure 1. application schematic t j h o b m ( / % 1 8 3 h o e 1 8 3 h o e v $ 3 4 5 " ' " ' 7 # * " 4 3 4 5 7 $ $ 4 4 * / ) 4 : / $ ) ' 4 8 . - ' $ 0 . 1 % & |