40V, 3.5A CC and CV Synchronous Step-Down DC/DC Convt 概述 MST8432 是一款输入耐压可达 40V, 7~35V 输入电压条件正常工作, 并且能够实现精确的恒流以及恒压控制的同步降压型 DC-DC 转换器内置高位 NMOS 开关内阻仅有 85mΩ, 可以持续输出 3.5A 电流 MST8432 具备高性能的负载响应以及输入电压响应能力, 同时精确的恒压以及恒流控制环路实现极小的负载调整率和线性调整率, ±3% 的恒流精度优于市面上绝大多数同类产品 MST8432 无需外部补偿, 可以依靠自身内置稳定环路实现恒流以及恒压控制, 恒定 5.1V 输出电压, 输出电流可以通过外部电阻来设置 MST8432 设置有下管驱动端口, 可通过外部接入一颗 N 型 Mosfet 来实现同步转换, 也可以接入一颗 Schottky 二极管来实现非同步转换, 在同步转换应用下, 系统转换效率可达 93% 综上,MST8432 是一款功能齐备, 应用极为简单, 并兼顾应用的灵活性和广泛性, 高性能, 以及超高性价比的恒压恒流降压型 DC-DC 特点 - 完美的车载充电器方案 - 输入耐压可达 40V - 内置 85mΩ 高位 NMOS 可输出 3.5A 电流 - 内置高精度恒流以及恒压控制环路 - 超高恒流精度 ±3% - 恒压精度 ±1.5% - 无需外部补偿 - 恒流值可设 - 低位功率开关管理和驱动功能, 同时支持同步以及非同步转换模式 - 同步模式下转换效率可达 93% - 外置低位 NMOS 分散元件发热, 易于实现大电流输出并满足温升限制 - 480k Hz 固定开关频率 - 内置抖频功能可轻松通过 EMC 测试 - 0/100mV/200mV/300mV 线路压降补偿 - 短路保护 (SCP), 过热保护 (OTP), 过压保护 (OVP) 以及欠压保护 (UVLO) - ESOP-8L 封装形式 1 BOOT GND 8 2 SW VIN 7 3 DRV SOP-8L-EP VDD 6 4 ISEN VOUT 5 Page1-8
引脚定义 Milestone Semiconductor Inc. 40V, 3.5A CC and CV Synchronous Step-Down DC/DC Convt PIN NAME DISCRIPTION 1 BOOT Pow to the intnal high-side MOSFET gate driv. Connect a 22~100nF capacitor from BS pin to SW pin 2 SW Pow Switching Output to Extnal Inductor 3 DRV Driv of Lowside NMOS, Connect To The Gate Of NMOS 4 ISEN Current Sense Input 5 VOUT 6 VDD 7 VIN 8 GND Ground Output of DC/DC Convt, Connect To The Anodes Of Output Capacitor The Pow Source Of Intnal Control Circuits, Connect a 1uF Capacitor to GND Pow Supply Input. Bypass this pin with a 10μF camic capacitor to GND, placed as close to the IC as possible. 额定电气参数 (at TA = 25 C) Charactistics Symbol Rating Unit IN to GND -0.3 to 40 V LX to GND -1 to V IN + 1 V BS to GND V LX - 0.3 to V LX + 7 V FB, SENSE1, SENSE2, COMP LDG to GND -0.3 to + 6 V Junction to Ambient Thmal Resistance 105 C/W Opating Junction Tempature -40 to 150 C Storage Junction Tempature -55 to 150 C Lead Tempature (Solding 10 sec.) 300 C Thmal Resistance from Junction to case θ JC 15 C/W Thmal Resistance from Junction to ambient θ JA 40 C/W 规格参数 Charactistics Symbol Conditions Min Typ Max Units Input Voltage VIN 7-40 V Input OVP Threshold V OVP-VIN 33 35 36 V UVLO Voltage V UVLO 6 6.5 7 V UVLO Hystesis 0.3 0.5 0.8 V Ouput OVP detect V OVP-VSEN Intnal define - 6 - V Voltage V OVP-VSEN Intnal define - 6 - V Quiescent Current I CCQ V FB = 1.5V, force driv off. - 750 - ua Standby Current I SB No Load - 2.5 3 ma Output Voltage 5.05 5.1 5.15 V Page2-8
40V, 3.5A CC and CV Synchronous Step-Down DC/DC Convt High-Side Switch On V R IN =12V, I OUT = Resistance DSON 1A - 85 - mω Low-Side Switch On Resistance R DSON V IN =12V - 10 - Ω Switching Frequency I OUT =200mA 450 480 500 KHz Maximum Duty Cycle 80 85 - % Minimum On-Time - 120 - ns Cable Voltage Compensation Secondary Cycle-by-Cycle Current Limit V Cab- 0 mv V Cab-1 V ISEN -V VSEN 100 mv V Cab-2 =100mV 200 mv V Cab-3 300 mv Minimum Duty Cycle, no CC - 5 - A Sense Voltage V SENSE V ISEN -V VSEN 97 100 103 mv V OUT - Short V OUT-Short 1.9 2 2.1 V VDD Regulated Voltage DRV MAX Current MAX Cg of Low Side MOS Thmal shutdown Temp Thmal Shutdown Hystesis 应用线路 V VDD 4.8 4.9 5 V IMAX SINK VDD=4.8V - - 1.2 A IMAX PULL VDD=4.8V - - 700 ma Cg MAX - - 2 nf T SD - 140 - C T SH - 30 - C 22uH Rsen 28mR VIN 7~35V C1 50V 47uF VDD C3 100nF VIN BOOT SW DRV NMOS 40V 35mΩ C4 22uF VOUT 5.1V 3.5A C6 22uF C7 1uF GND VOUT ISEN 图 1 同步降压模式应用线路图 Page3-8
40V, 3.5A CC and CV Synchronous Step-Down DC/DC Convt 22uH Rsen 28mR VIN 7~35V C1 50V 47uF VDD C3 100nF VIN BOOT SW DRV DS54 C4 22uF VOUT 5.1V 3.5A C6 22uF C7 1uF GND VOUT ISEN 图 2 非同步降压模式应用线路图 功能描述 UVLO MST8432 VIN 耐压可达 40V, 可以在 7~35 范围内工作 当 VIN 由 0V 升至 7V 后,MST8432 开始输出,VIN 下降至 6V 以下时,MST8432 则停止输出 输入过压保护当 VIN 升至 35V 以上时,MST8432 停止输出, 当 VIN 从 35V 下降至 33V 以下时,MST8432 恢复至正常工作状态 系统软启动当 MST8432 刚刚上电或者经过短路保护后重启时, 内部恒压和恒流参考源都会从 0 开始经过 300uS 缓慢升至预设值, 以此避免刚刚启动时系统上出现过大的冲击电流 恒压输出 MST8432 输出电压通过内部设定, 恒定输出 5.1V 输出过压保护当检测到 VSEN 或者 ISEN 任一 PIN 上的电压达到 6V,MST8432 则停止输出, 避免异常应用情况下对后端用电设备造成损害 恒流输出 MST8432 通过采样 ISEN 与 VSEN 间的压差来检测输出电流, 并通过闭合环路来调节输出使输出电流为预设的值 Page4-8
40V, 3.5A CC and CV Synchronous Step-Down DC/DC Convt 输出电流可以通过检流电阻 RISET 来设置 : I OUTPUT = 100mV R ISET 恒定电流输出在输出电压大于 2V 时有效, 当负载太重导致输出电压低于 2V 时, MST8432 将进入短路保护模式 短路保护 当由于负载太重, 输出电压 VOUT 降至 2V 以下时,MST8432 进入短路保护模式 短路 保护模式下,MST8432 工作频率降至正常频率 1/3 如果 VOUT 持续 2mS 仍未升至 2V 以上, MST8432 会停止输出, 等待 16mS 后重新启动 线缆电压补偿 用户在使用不同线缆时线缆上会产生不同的压降,MST8432 系列芯片内部设置了关 于线缆压降的补偿 系列共有,1,2,3 共计 4 个子型号, 分别对应不同的线缆补偿电压 : EMC 辅助设置 Part Numb Voltage Of Cable Compensation 0 1 V ISEN -V VSEN 2 2*(V ISEN -V VSEN ) 3 3*(V ISEN -V VSEN ) 考虑到系统对 EMC 性能的要求,MST8432 内部设置有频率抖动功能, 在 256 次工作周 期内实现整流频率 ±7% 的抖动 这样可以有效降低传导和辐射干扰的能量, 比较容易的 通过 EMC 测试 同时由于抖动变化率小, 以及 MST8432 本身快速的环路相应能力, 并不 会由于频率抖动干扰到音视频设备的正常工作 过热保护 当 MST8432 检测芯片内部温度达到 135 度时则停止输出, 当温度下降至 110 度以下时再 次恢复输出 应用指南输入电容选取输入电容优选耐压 50V, 总容量达到 40uF 的陶瓷电容, 当然如果考虑到成本因素, 也可以选取一个耐压 50V 以上, 容量 47uF 以上的电解电容, 并联一个耐压 50V, 容量 1uF 的陶 Page5-8
40V, 3.5A CC and CV Synchronous Step-Down DC/DC Convt 瓷电容 输入电容的位置, 要尽量贴近芯片 VIN PIN 的位置, 如果是电解电容和陶瓷电容并联, 陶瓷电容更优先靠近芯片 电感选取建议选取感量在 17uH~33uH 的电感, 正常情况下优选 22uH 同时电感饱和电流务必不可以小于预设恒流值的 1.5 倍 输出电容选取一般情况下建议 ISEN 到 GND 放置一个耐压, 容值 22uF 的陶瓷电容, 同时 VSEN 到 GND 放置一个耐压, 容值 22uF 的陶瓷电容 ISEN 到 GND 也可以换成一个容值 33uF 以上的电解电容 如果 ISEN 到 GND 的容值大于 47uF,VSEN 到 GND 也可以换成 4.7~10uF 容值的陶瓷电容 VDD 电容选取 VDD 端建议选取容值在 100n~2.2uF 的陶瓷电容, 不建议采用电解电容 MOSFET 选取一般情况下建议选用在 VGS=4.5V 下 RON=30~50mΩ, 且 Cg 不大于 2nF 的 N 型 MOSFET V DS 耐压不可小于 VIN 可能出现的最大电压 如果预设的输出电流较小, 也可以选取 RON 较大的 MOSFET, 如预设 1A 输出下可以选取 RON=300mΩ 左右的 N 型 MOSFET Schottky 选取如果用户需要实现非同步的工作模式,VDD 端悬空或者接电容都可以, 另外 Schottky 的额定电流值不可以小于预设的电流值 同时建议选取 VF 值相对较小的的 Schottky 来提升系统转换效率 MARKING INFORMATION x: Cable Voltage Set Y: Year (3=2013, 4=2014) WW: Weekly (01-54) Page6-8
PACKAGE INFORMATION 40V, 3.5A CC and CV Synchronous Step-Down DC/DC Convt Symbol Dimensions In Millimets Min NOM Max A -- -- 1.65 A1 0.05 -- 0.15 A2 1.30 1.40 1.50 A3 0.60 0.65 0.70 D 4.70 4.90 5.10 E 5.80 6.00 6.20 E1 3.70 3.90 4.10 e 1.27BSC h 0.25 -- 0.50 L 0.50 0.60 0.80 L1 1.05BSC Page7-8
TAPE AND REEL INFORMATION 40V, 3.5A CC and CV Synchronous Step-Down DC/DC Convt P W D Package Type Carri Width (W) Pitch (P) Reel Size(D) Packing Minimum SOP-EP-8L 12.0±0.1 mm 8.0±0.1 mm 330±1 mm 2500pcs Note: Carri Tape Dimension, Reel Size and Packing Minimum Page8-8