概述 SP3413 是一款输入耐压可达 42V,7~32V 输入电压条件正常工作, 并且能够实现精确恒压以及恒流的同步降压型 DC-DC 控制器内置功率 MOS, 可支持 3.1A 持续输出 输出 2A 时系统转换效率可达 95%, 并可完整支持 100% 占空比 SP3413 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,±5% 的恒流精度优于市面上绝大多数同类产品 SP3413 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, 同时具备线缆压降补偿功能, 输出电压, 输出电流以及线缆压降补偿幅度都可以通过外部电阻来设置独立的输出电压保护, 可同时支持 6V 以下的低压负载和 6V 以上的高压负载, 在输出电压高于 6V 时切断低压部分输出通路, 极其适用于 BC1.2 和 QC2.0/3.0 的双路输出综上,SP3413 是一款功能齐备, 应用极简, 并兼顾应用灵活性和高性能, 以及高可靠性的恒压恒流降压型 DC-DC 转换器性的恒压恒流降压型 DC-DC 特点 - 可支持 100% 占空比的车载充电器方案 - 输入耐压可达 42V - 内置功率 MOS 可持续输出 3.1A 电流 - 高恒流精度 ±5% - 恒压精度 ±1.5% - 无需外部补偿 SOP-8L - 输出电压可设 - 2A 输出时转换效率可达 95% - 独立的输出电压保护可支持 BC1.2 和 QC2.0/3.0 的双路输出 - 线缆补偿压降可设 - 135k Hz 开关频率 - 短路保护 (SCP), 过热保护 (OTP), 过压保护 (OVP) 以及欠压保护 (UVLO) - SOP-8L 封装 Oct-02-2016 Rev 1.5 Page1-10 http://www.spoweric.com/
应用 车载充电器 车载多媒体供电 USB 插线板 其他 引脚定义 : PIN NAME DISCRIPTION 1 VFB Feed Back Of Output Voltage 2 GND Ground 3 SW 4 PRO 5 VIN 6 BS Positive Of Current Sense Power Switching Output to External Inductor Negative Of Current Sense Protection For Over Output Voltage Power Supply Input. Bypass this pin with a 2.2μF ceramic capacitor to GND, placed as close to the IC as possible. Power to the internal high-side MOSFET gate driver. Connect a 22~100nF capacitor from BS pin to VIN pin 7 CSP Positive Of Current Sense 8 CSN Negative Of Current Sense Oct-02-2016 Rev 1.5 Page2-10 http://www.spoweric.com/
ORDER/MARKING INFORMATION Y: Year (15=2015,16=2016, ) W: Weekly (01-54) ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (at TA = 25 C) Characteristics Symbol Rating Unit VIN to GND -0.3 to 42 V SW to GND -0.3 to 32 V BS to GND -0.3 to 42 V CSP, CSN, PRO to GND -0.3 to 25 V VFB to GND -0.3 to + 6 V Junction to Ambient Thermal Resistance 105 C /W Operating Junction Temperature -40 to 150 C Storage Junction Temperature -55 to 150 C Lead Temperature (Soldering 10 sec.) 300 C Thermal Resistance from Junction to case θ JC 15 C/W Thermal Resistance from Junction to ambient θ JA 40 C/W Oct-02-2016 Rev 1.5 Page3-10 http://www.spoweric.com/
ELECTRICAL CHARACTERISTICS Characteristics Symbol Conditions Min Typ Max Units Input Voltage VIN 7-42 V Input OVP Threshold V OVP-VIN 31 32 33 V UVLO Voltage V UVLO 7 7.5 8 V UVLO Hysteresis 0.3 0.5 0.8 V Quiescent Current I CCQ V FB = 1.5V, force driver off. - 1500 - ua Standby Current I SB No Load - 1.5 2 ma Reference Voltage Of VFB Ouput OVP detect Voltage 0.99 1 1.01 V V FB Internal define - 1.2 - V Switching Frequency F SW SP3413 I OUT =200mA 120 135 155 KHz Maximum Duty Cycle 100 - % Minimum On-Time - 250 - ns Reference Voltage Of Constant Current Reference Of CSP-VSN 0.4V<VFB<0.95V 47.5 50 52.5 mv V OUT - Short V CSN 2 2.2 2.4 V RDS ON Of Power MOS Thermal shutdown Temp Thermal Shutdown Hysteresis High side Temp=27 30 35 40 mω Low side Temp=27 22 25 30 mω T SD - 140 - C T SH - 30 - C Oct-02-2016 Rev 1.5 Page4-10 http://www.spoweric.com/
SP3413 典型线路 VIN C3 7~42V 100nF VIN BS PRO NMOS VOUT1 5V C1 50V 47uF SW 22uH R ISEN2 20mΩ VOUT2 5V/9V/12V C2 50V 2.2uF VFB CSP C4 16V 220uF C5 16V 4.7uF R1 82K GND CSN R2 20K R3 20K R4 27K GND GND 图 1 典型应用线路图 功能描述 UVLO SP3413 VIN 耐压可达 42V, 可以在 7.5~32 范围内工作 当 VIN 由 0V 升至 7.5V 后,SP3413 开始输出,VIN 下降至 7V 以下时,SP3413 则停止输出 输入过压保护当 VIN 升至 32V 以上时,SP3413 停止输出 停止输出后,SP3413 可以耐受 42V 不损坏 当 VIN 下降至 30V 以下时,SP3413 恢复至正常工作状态 系统软启动当 SP3413 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 SP3413 内部预设 VFB 参考电压为 1V 可通过变化外部电阻分压比例来设定输出电压 Oct-02-2016 Rev 1.5 Page5-10 http://www.spoweric.com/
输出通路保护在 7.5V<VIN<12V, 且 CSN 端电压不超过 6V 时,PRO 输出等于 VIN, 在 VIN>12V, 且 CSN 端电压不超过 6V 时,PRO 输出等于 12V, 当检测到 CSN 的电压达到 6V 以上时,SP3413 则将 PRO 下拉到 GND, 以此来保护该通路电压始终不超过 6V, 此功能主要适用于 BC1.2 以及 QC2.0/3.0 的双路输出车充 输出过压保护当检测到 VFB 的电压达到 1.2V 以上时,SP3413 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 SP3413 通过采样 CSP 与 CSN 之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 恒定电流输出在 CSN 大于 2.2V 时有效, 当负载太重导致输出 CSN 低于 2.2V 时,SP3413 将进入短路保护模式 短路保护当由于负载太重, 输出电压 CSN 降至 2V 以下时,SP3413 进入短路保护模式 短路保护模式下,SP3413 工作频率降至正常频率 1/3 如果 CSN 持续 4mS 仍未升至 2.6V 以上,SP3413 会停止输出, 等待 32mS 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, 用户可根据需要自行设置线缆补偿电压 : 过热保护 复输出 当 SP3413 检测芯片内部温度达到 140 度时则停止输出, 当温度下降至 115 度以下时再次恢 Oct-02-2016 Rev 1.5 Page6-10 http://www.spoweric.com/
TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS Output Voltage VS. Input Voltage& Temp. SP3413 Output Voltage VS. Load Efficiency VS. Load (Test Condition: VIN=12V/24V VOUT=5V) Oct-02-2016 Rev 1.5 Page7-10 http://www.spoweric.com/
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 100uF 以上的电解电容, 并联一个耐压 50V, 容量 2.2uF 的陶瓷电容 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 SP3413 建议选取感量在 22uH~51uH 的电感, 如果对输出纹波要求较高, 则建议选择较大感值电感, 如 33uH 或者 47uH 要求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使用一个 220uF 的电解电容和一个 4.7uF 的陶瓷电容并联作为输出电容, 如果对输出纹波要求较高, 则建议将 4.7uF 陶瓷电容更换为一个或者两个 ESR 较低的 22uF 陶瓷电容, 陶瓷电容容值越大, 则输出纹波越小 BS 电容选取 BS 与 VIN 建议选取容值在 22n~100nF 的陶瓷电容, 耐压值不低于 50V 即可 EMI/EMC SW pin 预留 RC 回路 R2 4.7Ω 和 C4 1nF;BS pin 预留 R1 5.1Ω 串连 C3 100nF; 如果应用 PCB 板体积足够, 可在输入端预留 π 型电路 ( 如下图 ) Layout 参考设计 Oct-02-2016 Rev 1.5 Page8-10 http://www.spoweric.com/
PACKAGE INFORMATION Symbol Dimensions In Millimeters 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 Oct-02-2016 Rev 1.5 Page9-10 http://www.spoweric.com/
W SP3413 TAPE AND REEL INFORMATION P D Package Type Carrier Width (W) Pitch (P) Reel Size(D) Packing Minimum SOP-8L 12.0±0.1 mm 8.0±0.1 mm 330±1 mm 4000pcs Note: Carrier Tape Dimension, Reel Size and Packing Minimum Oct-02-2016 Rev 1.5 Page10-10 http://www.spoweric.com/