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Datasheet File OCR Text: |
this is information on a product in full production. june 2012 doc id 023203 rev 1 1/35 35 PM6644 350 ma adjustable step-down regulator datasheet ? production data features 4.5 v to 25 v input voltage range output voltage v out : fixed 3.47 v or adjustable 0.9 v to 8 v 350 ma valley current limit constant-on-time control programmable switching frequency pulse skipping mode (skip mode) at light loads independent en signals latched ovp and uvp applications networking power supply portable applications microcontroller supply industrial supply description the PM6644 is a 350 ma valley current limit step- down regulator capable of delivering an adjustable output voltage in the range between 0.9 v and 8 v. a fixed value of output voltage is also available (3.47 v), saving the external resistor divider. it is housed in a small dfn10 3x3 package. the switching regulator is based on cot (constant-on-time) architecture, that assures fast load transient response; the embedded voltage feed-forward provides nearly constant switching frequency operation. the pulse skipping technique increases efficiency at very light load. the switching frequency can be adjusted from 200 khz to 600 khz through a simple resistor. the switching regulator can be programmed to regulate a fixed value of 3.47 v or it can deliver an adjustable voltage, depending on the fb pin set- up. dfn10 table 1. device summary part number package packing PM6644 dfn10 tube PM6644tr dfn10 tape and reel www.st.com
contents PM6644 2/35 doc id 023203 rev 1 contents 1 simplified application schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1 pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3 thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4 recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.5 electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.6 typical operating characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 device description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1 switching regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.1 output voltage set-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.2 constant-on-time control (cot) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.3 pwm control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.1.4 skip mode management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.5 current sensing and current limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.1.6 soft-start and soft-end . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1.7 monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1.8 overvoltage protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1.9 undervoltage protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1.10 vcc undervoltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1.11 vcc and byp power management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.1.12 3.3 v linear regulator section (ref3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.1.13 general fault management: thermal protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1 external component selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1.1 inductor selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1.2 input capacitor selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.3 output capacitor selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.4 maximum rms output current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4 typical application configuration v out = 8 v . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.1 test set configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 PM6644 contents doc id 023203 rev 1 3/35 4.2 characterization report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.3 efficiency vs. load (v in = 12 v, v out = 8 v) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 5 conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 6 package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 7 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 list of tables PM6644 4/35 doc id 023203 rev 1 list of tables table 1. device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 table 2. pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 table 3. absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 table 4. thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 table 5. recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 table 6. electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 table 7. frequency configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 table 8. fault management summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 table 9. vcc and byp management (en pin > 2 v) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 table 10. inductor part number . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 table 11. input capacitor part numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 table 12. output capacitor part number . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 table 13. dfn10 (3x3 mm) mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 table 14. document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 PM6644 list of figures doc id 023203 rev 1 5/35 list of figures figure 1. v out = 3.47 v fixed configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 figure 2. adjustable v out configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 figure 3. pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 figure 4. efficiency vs. load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 figure 5. switching frequency vs. load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 figure 6. v out vs. load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 figure 7. vref3 vs. output load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 figure 8. shutdown v in current vs. v in (en=0 v). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 figure 9. no load v in current vs. v in (en=v in ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 figure 10. power-up sequence, no load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 figure 11. power-up sequence, 69 ? load. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 figure 12. soft-end, no load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 figure 13. soft-end, 69 ? load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 figure 14. load transient 0-200 ma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 figure 15. vref3 load regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 figure 16. vref3 line regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 figure 17. vref3 line transient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 figure 18. simplified block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 figure 19. on-time generator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 figure 20. constant-on-time controller architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 figure 21. inductor current in skip mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 figure 22. current waveforms in current limit conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 figure 23. schematic and bill of materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 figure 24. no load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 figure 25. load = 50 ma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 figure 26. load = 100 ma. switching frequency = 370 khz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 figure 27. load = 300 ma. switching frequency = 410 khz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 figure 28. load step = 0 to 300 ma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 figure 29. efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 figure 30. load regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 figure 31. recommended layout - top layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 figure 32. recommended layout - inner layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 figure 33. recommended layout - bottom layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 figure 34. dfn10 (3x3 mm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 figure 35. dfn10 (3x3 mm) footprint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 simplified application schematic PM6644 6/35 doc id 023203 rev 1 1 simplified application schematic figure 1. v out = 3.47 v fixed configuration figure 2. adjustable v out configuration 6 t o 6 6 ) . 6 / 5 4 6 ) . 4 / . & |