MPM3650 12V入力対応　インダクタ内蔵降圧モジュール

5Vや12V入力で5～6A出力可能な降圧IC・MPM3650をご紹介します。このICはインダクタ内蔵、4.0×6.0×1.6mmのQFNパッケージで構成されており、電源スペースの最小化に有効な小型パッケージ、周辺部品点数の少なさが特長です。

6A出力で非常に小型、薄型のインダクタ内蔵モジュール
インダクタ内蔵で4.0×6.0×1.6mmの24ピンQFNパッケージを採用しております。
MPM3650は同期整流方式のインダクタ内蔵降圧モジュールで、5Vや12V入力の電源構成における小型化ソリューションに最適なICです。入力電圧は2.75〜17V、出力電流は0.6〜1.8V出力時に6.0A、1.8V出力以上の電圧に対し5Aに対応しております。周辺回路は、入出力コンデンサ、各機能設定用の外付け抵抗のみで構成され、部品点数の少なさがポイントです。保護機能については、UVLO(低電圧ロックアウト)、OCP(過電流保護)、TSD(温度保護)を有しています。

スイッチング制御と動作モード
スイッチング周波数は1200kHzとなっており、高い周波数による内蔵インダクタの小型化を含めて、全体的なサイズダウンを実現しています。また、軽負荷モード自動切り換え機能を有しており、幅広い負荷に対して高効率を維持します。

保護機能
UVLO(低電圧ロックアウト)、OCP(過電流保護)、TSD(温度保護)に対応しております。

ソフトスタートとパワーグッド
MPM3630は、電圧の出力状況を監視するパワーグッド機能を有しております。
本機能用のPGピンはオープンドレイン出力で構成されています。PGピン・VCCピン間に10kΩのプルアップ抵抗を接続してください。
また、外付けコンデンサを用いることでソフトスタート時間を設定することが可能です。

図1.MPM3650　基本スペック

MPM3650は24ピンのQFNパッケージを採用しており、小型で最小の構成を可能としております。
図.2にリファレンス回路を示します。

入出力コンデンサ
入力コンデンサは低ESRのX5RまたはX7Rのセラミックコンデンサを推奨します。多くのアプリケーションで22μFで問題ありません。電解コンデンサ、タンタルコンデンサも使用できますが、その際にはICのすぐ近くに0.1µFのセラミックコンデンサを追加します。また、データシート記載の計算式を参考にして、想定される入力リップル電圧を踏まえて、定数を決定してください。出力コンデンサは出力電圧リップルを低減するために使用されるもので、セラミックコンデンサ、タンタルコンデンサ、低ESRの電解コンデンサに対応しています。データシートに記載されている数式を用い、ご希望の電圧リップル以下となるように設定ください。リファレンス回路では22μF×2のコンデンサで構成されています。

パワーグッドピン
パワーグッド機能はオープンドレイン出力です。VCCピンとの間に100kΩのプルアップ抵抗が必要になります。

出力電圧の設定
分割抵抗で出力電圧値を設定します。データシート記載の計算式を参考にして、定数を検討してください。

図2.MPM3650　リファレンス回路

以下内容に沿って、レイアウト・パターンを検討します。

①電源ループはできるだけ小さくしてください。
②大きなグランドプレーンを使用してPGNDに直接接続します。最下層がグランドプレーンの場合は、PGNDの近くにビアを追加します。
③GNDとVINの大電流パスには、短く、直接、広いトレースがあることを確認してください。
④セラミック入力コンデンサ、特に小型パッケージサイズ(0402)の入力バイパスコンデンサは、高周波ノイズを最小限に抑えるために、VIN 端子と PGND 端子の近くに配置してください。また、入力コンデンサとVINピンのトレースはできるだけ短く、幅の広いものにしてください。
⑤VCCコンデンサをVCCピンとGNDにできるだけ近づけてください。
⑥VIN,VOUT,GND を大きな銅エリアに接続することでチップを冷却し、熱性能と長期信頼性を向上させることができます。
⑦入力GNDと最上層の他のGNDエリアを分離してください。内層と最下層で複数のビアを介して接続します。
⑧内部レイヤーまたはボトムレイヤーで統合されたGNDが使用されていることを確認してください。
⑨複数のビアを使用して、パワープレーンを内部レイヤーに接続します。

図3.MPM3650　推奨レイアウト（パターン図）