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1008PS

器件型号:1008PS
器件类别:传感器   
厂商名称:Microchip
厂商官网:https://www.microchip.com
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器件描述

1 ELEMENT, 4.7 uH, FERRITE-CORE, GENERAL PURPOSE INDUCTOR, SMD

1 组成, 4.7 uH, 铁氧体磁芯, 通用电感, 表面贴装

参数

1008PS功能数量 1
1008PS端子数量 2
1008PS最大工作温度 125 Cel
1008PS最小工作温度 -40 Cel
1008PS额定感应系数 4.7 uH
1008PS自谐振频率 60 MHz
1008PS加工封装描述 ROHS AND REACH COMPLIANT
1008PS无铅 Yes
1008PS欧盟RoHS规范 Yes
1008PS状态 ACTIVE
1008PS核心材料 FERRITE
1008PS直流电阻 0.0780 ohm
1008PS表面贴装 Yes
1008PS端子形状 WRAPAROUND
1008PS端子涂层
1008PS端子布局 双 ENDED
1008PS制造商系列 1008PS
1008PS电感应用 POWER 电感
1008PS形状大小描述 矩形的 PACKAGE
1008PS偏差 25 %
1008PS电感类型 通用电感
1008PS1额定值的测试频率 0.1000 MHz
1008PS最大额定电流 2.2 A

1008PS器件文档内容

                                                    MCP16321/2

24V Input, 1A/2A Output, High Efficiency Synchronous Buck Regulator
                            with Power Good Indication

Features                                            Description

Up to 95% Typical Efficiency                      The MCP16321/2 is a highly integrated, high-efficiency,
Input Voltage Range: 6.0V to 24V                  fixed frequency, synchronous step-down DC-DC
1A Output Current (MCP16321)                      converter in a 16-pin QFN package that operates from
2A Output Current (MCP16322)                      input voltages up to 24V. Integrated features include a
Fixed Output Voltages: 0.9V, 1.5V, 1.8V, 2.5V,    high-side and low-side N-Channel switch, fixed
                                                    frequency Peak Current Mode Control, internal
   3.3V, 5V with 2% Output Voltage Accuracy         compensation, peak current limit, VOUT overvoltage
Adjustable Version Output Voltage Range:          protection and overtemperature protection. Minimal
                                                    external components are necessary to develop a
   0.9V to 5V with 1.5% Reference Voltage Accuracy  complete synchronous step-down DC-DC converter
Integrated N-Channel High-Side Switch: 180 m      power supply.
Integrated N-Channel Low-Side Switch: 120 m
1 MHz Fixed Frequency                             High converter efficiency is achieved by integrating a
Low Device Shutdown Current                       high-speed, current limited, low resistance, high-side
Peak Current Mode Control                         N-Channel MOSFET, as well as a high-speed, low
Internal Compensation                             resistance, low-side N-Channel MOSFET and
Stable with Ceramic Capacitors                    associated drive circuitry. High switching frequency
Internal Soft-Start                               minimizes the size of the inductor and output capacitor,
Cycle-by-Cycle Peak Current Limit                 resulting in a small solution size.
Undervoltage Lockout (UVLO): 5.75V
Overtemperature Protection                        The MCP16321/2 device can supply 1A/2A of
VOUT Overvoltage Protection                       continuous current while regulating the output voltage
VOUT Voltage Supervisor Reported at the PG Pin    from 0.9V to 5V. A high-performance peak current
Available Package: QFN-16 (3x3 mm)                mode architecture keeps the output voltage tightly
                                                    regulated, even during input voltage steps and output
Applications                                        current transient conditions that are common in power
                                                    supplies.
PIC/dsPIC Microcontroller Bias Supply
12V Industrial Input DC-DC Conversion             The regulator can be turned on and off with a logic level
Set-Top Boxes                                     signal applied to the EN input. The EN input is internally
DSL Cable Modems                                  pulled up to a 4.2V reference and is rated for a
Automotive                                        maximum of 6V. With EN low, typically 5 A of current
Wall Cube Regulation                              is consumed from the input, making the part ideal for
SLA Battery Powered Devices                       power shedding and load distribution applications. The
AC-DC Digital Control Power Source                PG output is an open drain output pin used to interface
Power Meters                                      with other components of the system, and can be
Consumer                                          pulled up to a maximum of 6V.
Medical and Health Care
Distributed Power Supplies                        The output voltage can either be fixed at output
                                                    voltages of 0.9V, 1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.3V, 5V or
                                                    adjustable using an external resistor divider. The
                                                    MCP16321/2 is offered in a 3x3 QFN-16 surface mount
                                                    package.

2011 Microchip Technology Inc.                    DS22285A-page 1
MCP16321/2

Package Type

                           MCP16321/2
                             3x3 QFN*

                 SW  PGND     PGND  SW

                 16 15 14 13

SW 1                                    12 SW

  VIN 2               EP               11 VIN
  VIN 3               17               10 BOOST
SGND 4                                  9 EN
                     67             8
              5

                 FB  NC       NC    PG

* Includes Exposed Thermal Pad (EP); see Table 3-1.

Typical Applications
               Typical Application with Adjustable Output Voltage

                                                      BOOST             CBOOST       L1                       VOUT
                                                                        22 nF      4.7 H                4.2V @ 1A/2A
     VIN
6.0V to 24V                                                             SW                                    COUT
                                                                                                            2x22 F
           CIN                                 VIN          MCP16321/2
        2x10 F                                                                                  36.5 k

                                                                         VFB

                                                                                        VOUT  10 k
                                                                                  10 k

                                               EN                             PG

                                                   SGND                 PGND

Typical Application with Fixed Output Voltage

                                                                        CBOOST                  L1            VOUT
                                                                         22 nF                4.7 H     3.3V @ 1A/2A

                      VIN                                BOOST                                               COUT
                 6.0V to 24V                                             SW                               2x22 F

                        CIN                      VIN        MCP16321/2
                     2x10 F
                                                                              VFB

                                                                                   VOUT

                                                                                              10 k

                                                 EN                           PG

                                                      SGND              PGND

DS22285A-page 2                                                                                          2011 Microchip Technology Inc.
                                                                                                            MCP16321/2

1.0 ELECTRICAL                                                                                    Notice: Stresses above those listed under "Absolute
         CHARACTERISTICS                                                                         Maximum Ratings" may cause permanent damage to
                                                                                                 the device. This is a stress rating only and functional
Absolute Maximum Ratings                                                                         operation of the device at those or any other conditions
                                                                                                 above those indicated in the operational sections of this
VIN.................................................................... -0.3V to 26.4V           specification is not intended. Exposure to maximum
SW ...................................................................... -1V to 26.4V           rating conditions for extended periods may affect
BOOST GND ........................................... -0.3V to (VIN+6V)                        device reliability.
EN,VFB, PG Voltage.............................................. -0.3V to 6V
Continuous Total Power Dissipation .......................................
...................................................See Thermal Characteristics
Storage Temperature ....................................-65C to +150C
Operating Junction Temperature...................-40C to +125C
ESD Protection On All Pins:

      HBM ......................................................................... 3 kV
      MM ..........................................................................200V

DC CHARACTERISTICS

Electrical Characteristics: Unless otherwise indicated, TA = +25C, VIN = 12V, VOUT = 3.3V, IOUT = 300 mA,
L = 4.7 H, COUT = 2x22 F, CIN = 2x10 F. Boldface specifications apply over the TJ range of -40C to +125C.

Parameters                        Sym                                                     Min    Typ        Max        Units Conditions

VIN Supply Voltage                VIN                                                     6.0    --         24         V
Input Voltage
                                  IQ                                                      --     5.2        --         mA IOUT = 0 mA
Quiescent Current
(Switching)

Quiescent Current                 IQ                                                      --     2.3        --         mA Closed Loop in
(Non-Switching)
                                                                                                                           Overvoltage
Quiescent Current -
Shutdown                                                                                                                   IOUT = 0 mA

                                  IQ                                                      --     5          10         A EN = 0

VIN Undervoltage Lockout

Undervoltage Lockout Start        UVLOSTRT                                                5.5    5.75       6.0        V VIN Rising

Undervoltage Lockout              UVLOHYS                                                 --     0.65       --         V Non-Switching
Hysteresis

Output Characteristics

Maximum Output Current            IOUT                                                    1      --         --         A VIN = 6V to 24V
MCP16321

Maximum Output Current            IOUT                                                    2      --         --         A VIN = 6V to 24V
MCP16322

Output Voltage Adjust Range          VOUT        0.9                                               --            5.0   V
                                  VOUT-PWM  VOUT - 2%                                            VOUT       VOUT + 2%  V IOUT = 1A
Output Voltage Tolerance
in PWM Mode

Output Voltage Tolerance          VOUT-PFM  VOUT - 1% VOUT + 1% VOUT + 3.5% V IOUT = 0A
in PFM Mode

Feedback Voltage                    VFB                                                   0.886  0.9        0.914      V
                                  VFB-TOL
Feedback Reference                                                                        -1.5   --         1.5        %
Tolerance

PFM Mode Feedback                 VFB-PFM                                                 --     VOUT + 1%  --         V
Comparator Threshold

Feedback Input Bias               IFB                                                     --     100        --         nA
Current

Note 1: Regulator SW pin is forced off for 240 ns every 8 cycles to ensure the BOOST cap is replenished.

2011 Microchip Technology Inc.                                                                                           DS22285A-page 3
MCP16321/2

DC CHARACTERISTICS (CONTINUED)

Electrical Characteristics: Unless otherwise indicated, TA = +25C, VIN = 12V, VOUT = 3.3V, IOUT = 300 mA,
L = 4.7 H, COUT = 2x22 F, CIN = 2x10 F. Boldface specifications apply over the TJ range of -40C to +125C.

Parameters                   Sym               Min  Typ        Max         Units Conditions

PFM Mode Feedback            VFB-PFM           --   VOUT + 1%  --          V
EN Input Characteristics

EN Input Logic High              VIH           2.2  --         --          V
EN Input Logic Low               VIL
EN Input Hysteresis          VEN-HYST          --   --         0.8         V
EN Input Leakage Current       IENLK
                                               --   480        --          mV
Soft-Start Time                  tSS
Switching Characteristics                      --   3.5        --          A VEN = 5V

                                               --   -1.5       --          A VEN = 0V

                                               --   4          --          ms

Switching Frequency          fSW               0.9  1          1.1         MHz Open Loop VFB

                                                                               Low

Maximum Duty Cycle           DCMAX             95   97         99          % Open Loop VFB

                                                                               Low

                                                                               Note 1

Minimum Duty Cycle                             --   7          --          %

NMOS Low-Side                Low-Side RDS(ON)  --   120        --          m
Switch On Resistance

NMOS High-Side               High-Side         --   180        --          m
Switch On Resistance
                             RDS(ON)
NMOS High-Side
Switch Current Limit         IN(MAX)           1.4  1.8        2.4         A MCP16321

                                               2.4  2.8        3.4         A MCP16322

PG Output Characteristics

PG Low-level                 PGIL              --   --         0.01        V IPG = -0.3 mA
Output Voltage

PG High-Level Output Leak-   IPGLK             --   0.5        --          A VPG = 5V
age Current

PG Release Timer             tPG               --   10         --          ms

VOUT Undervoltage Threshold  VOUT-UV           91% VOUT 93% VOUT 95% VOUT

VOUT Undervoltage            VOUT-UV_HYST      --   1.5% VOUT  --
Hysteresis

VOUT Overvoltage             VOUT-OV           --   103% VOUT  --
Threshold

VOUT Overvoltage             VOUT-OV_HYST      --   1% VOUT    --
Hysteresis

Thermal Characteristics

Thermal Shutdown             TSD               --   170        --          C
Die Temperature

Die Temperature              TSDHYS            --   10         --          C
Hysteresis

Note 1: Regulator SW pin is forced off for 240 ns every 8 cycles to ensure the BOOST cap is replenished.

DS22285A-page 4                                                      2011 Microchip Technology Inc.
                                                          MCP16321/2

TABLE 1-1: TEMPERATURE CHARACTERISTICS

Electrical Characteristics

Parameters                        Sym Min  Typ   Max Units       Conditions

Temperature Ranges

Operating Junction Temperature    TJ  -40  --    125  C Steady State
Range

Storage Temperature Range         TA  -65  --    150  C
Maximum Junction Temperature
Package Thermal Resistances       TJ  --   --    150  C Transient

Thermal Resistance, 16L 3x3-QFN   JA  --   38.5  -- C/W Note 1

Note 1: Measured using a 4-layer FR4 Printed Circuit Board with a 13.5 in2, 1 oz internal copper ground plane.

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MCP16321/2

NOTES:

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2.0 TYPICAL PERFORMANCE CURVES

Note:                     The graphs and tables provided following this note are a statistical summary based on a limited number of
                          samples and are provided for informational purposes only. The performance characteristics listed herein
                          are not tested or guaranteed. In some graphs or tables, the data presented may be outside the specified
                          operating range (e.g., outside specified power supply range) and therefore outside the warranted range.

Note: Unless otherwise indicated, VIN = 12V, EN = Floating (Internally pulled up), CIN = 20 F, COUT = 2x22 F,
L = 4.7 H (XAL6060-472MEB), ILOAD = 200 mA, TA = +25C. MCP16321 maximum output current = 1A.

                100                                                                              100
                 95 VIN = 6V
                                                                                                         VIN = 6V
                90                                                                               90

Efficiency (%)  85                             VIN = 12V                         Efficiency (%)  80

                80               VIN = 18V                                                                                      VIN = 12V

                75                                                                               70

                70        VIN = 24V                                                                                  VIN = 18V

                65                                             VOUT = 5V                         60                                                  VOUT = 1.8V
                                                                                                 50
                60

                55

                50                                                                               40

                     0.0         0.4           0.8        1.2  1.6          2.0                       0            0.4                0.8  1.2       1.6          2

                                                    IOUT (A)                                                                               IOUT (A)

FIGURE 2-1:                                 5V VOUT Efficiency vs. IOUT.         FIGURE 2-4:                                    1.8V VOUT Efficiency vs.
                                                                                 IOUT.

                95                                                                               90      VIN = 6V

                       VIN = 6V                                                                  85                      VIN = 12V

                90

                85                                                                               80

Efficiency (%)  80                                                               Efficiency (%)  75

                75                    VIN = 12V                                                  70

                70               VIN = 18V                                                       65

                                                                                                 60      VIN = 18V

                65                                             VOUT = 3.3V                       55                                                  VOUT = 1.5V

                60                                                                               50

                55        VIN = 24V                                                              45

                50                                                                               40

                     0           0.4        0.8           1.2  1.6          2                         0  0.4                          0.8  1.2       1.6          2

                                                 IOUT (A)                                                                                  IOUT (A)

FIGURE 2-2:                                 3.3V VOUT Efficiency vs.             FIGURE 2-5:                                    1.5V VOUT Efficiency vs.
IOUT.                                                                            IOUT.

                100                                                              100

                90        VIN = 6V                                                               90

Efficiency (%)  80                                                               Efficiency (%)                VIN = 6V

                                                                                                 80

                70                          VIN = 12V                                            70

                                    VIN = 18V                                                                               VIN = 8V

                60                                                                               60

                                                              VOUT = 2.5V                                                                            VOUT = 0.9V

                50        VIN = 24V                                                              50      VIN = 10V

                40                                                                               40

                     0           0.4           0.8        1.2  1.6          2                         0  0.4                    0.8        1.2       1.6          2

                                                    IOUT (A)                                                                               IOUT (A)

FIGURE 2-3:                                 2.5V VOUT Efficiency vs.             FIGURE 2-6:                                    0.9V VOUT Efficiency vs.
IOUT.                                                                            IOUT.

2011 Microchip Technology Inc.                                                                                                                     DS22285A-page 7
MCP16321/2

Note: Unless otherwise indicated, VIN = 12V, EN = Floating (Internally pulled up), CIN = 20 F, COUT = 2x22 F,
L = 4.7 H (XAL6060-472MEB), ILOAD = 200 mA, TA = +25C. MCP16321 maximum output current = 1A.

        5.04                                                                   1.808
        5.03
        5.02               VOUT = 5V                                           1.807            VOUT =1.8V
        5.01                                 VIN = 6V                          1.806

            5                                                                  1.805
        4.99
VOUT (V)4.98                                VIN = 12V                VOUT (V)  1.804                       VIN = 6V
                                                                               1.803
               0
                                                                               1.802

                                                       VIN = 18V               1.801                                 VIN = 12V
                                                                                  1.8
                                VIN = 24V

                                                                               1.799            VIN = 18V

                                                                               1.798

                      0.4  0.8         1.2             1.6        2                    0   0.4  0.8         1.2                 1.6       2

                                IOUT (A)                                                                   IOUT (A)

FIGURE 2-7:                5V VOUT vs. IOUT.                         FIGURE 2-10:               1.8V VOUT vs. IOUT.

           3.32            VOUT =3.3V                                          1.505            VOUT =1.5V
          3.315                                                                1.504

VOUT (V)   3.31                           VIN = 6V                   VOUT (V)  1.503                        VIN = 6V
          3.305                              VIN = 12V                         1.502

             3.3                                                               1.501                                 VIN = 12V
          3.295                                                                   1.5

                   0                                                           1.499            VIN = 16V

                                VIN = 24V VIN = 18V                            1.498

                      0.4  0.8            1.2          1.6        2                    0   0.4  0.8         1.2                 1.6       2

                           IOUT (A)                                                                        IOUT (A)

FIGURE 2-8:                3.3V VOUT vs. IOUT.                       FIGURE 2-11:               1.5V VOUT vs. IOUT.

          2.515            VOUT =2.5V                                          0.904            VOUT =0.9V
          2.513                                   VIN = 6V                     0.903
VOUT (V)  2.511                                        VIN = 12V     VOUT (V)  0.902                       VIN = 6V
          2.509                                                                0.901                            VIN = 10V
          2.507                                                                                                                 VIN = 8V
          2.505                                                                   0.9
          2.503            VIN = 24V                   VIN = 18V               0.899
          2.501                                                                0.898
          2.499       0.4  0.8            1.2          1.6        2            0.897       0.4  0.8         1.2                 1.6       2
          2.497
          2.495                                                                         0

                   0

                                IOUT (A)                                                                   IOUT (A)

FIGURE 2-9:                2.5V VOUT vs. IOUT.                       FIGURE 2-12:               0.9V VOUT vs. IOUT.

DS22285A-page 8                                                                                  2011 Microchip Technology Inc.
                                                                                                 MCP16321/2

Note: Unless otherwise indicated, VIN = 12V, EN = Floating (Internally pulled up), CIN = 20 F, COUT = 2x22 F,
L = 4.7 H (XAL6060-472MEB), ILOAD = 200 mA, TA = +25C. MCP16321 maximum output current = 1A.

           5.02                                                              1.804
         5.015
                                        VOUT = 5V                                                       VOUT = 1.8V
           5.01
         5.005                             IOUT = 1A                         1.803

               5VOUT (V)                      IOUT = 2A            VOUT (V)  1.802
         4.995
                        10 12 14 16 18 20 22 24                              1.801
           4.99                        VIN (V)
         4.985                                                               1.8                                                     IOUT = 1A
                            5V VOUT vs VIN.
                   68                                                        1.799

FIGURE 2-13:                                                                                                                      IOUT = 2A

                                                                             1.798

                                                                                    6      8        10      12                14     16         18

                                                                                                        VIN (V)

                                                                   FIGURE 2-16:                     1.8V VOUT vs VIN.

           3.31                     VOUT = 3.3V                               1.503                          VOUT = 1.5V
         3.308                                                              1.5025            IOUT = 2A
         3.306                                 IOUT = 1A
         3.304VOUT (V)                                                        1.502VIN (V)
         3.302                                  IOUT = 2A                   1.5015
                                                                                                                                         IOUT = 1A
             3.3        10 12 14 16 18 20 22 24                               1.501
         3.298                         VIN (V)                              1.5005            8         10                12         14         16
         3.296
         3.294              3.3V VOUT vs VIN.                                    1.5                    VOUT (V)
                                                                            1.4995
                   68                                                                               1.5V VOUT vs VIN.
                                                                              1.499
FIGURE 2-14:                                                                1.4985

                                                                                       6

                                                                   FIGURE 2-17:

           2.506                     VOUT = 2.5V                             0.9012                     VOUT = 0.9V
           2.505                                                              0.901
           2.504                                     IOUT = 1A
           2.503                                        IOUT = 2A            0.9008
           2.502
           2.501VOUT (V)10 12 14 16 18 20 22 24                    VOUT (V)  0.9006
                                      VIN (V)
              2.5                                                            0.9004
           2.499           2.5V VOUT vs VIN.
           2.498                                                             0.9002        IOUT = 1A
           2.497                                                                  0.9
           2.496
                                                                             0.8998                                           IOUT = 2A
                    68                                                       0.8996

FIGURE 2-15:                                                                 0.8994              7          8                     9             10
                                                                                        6

                                                                                                        VIN (V)

                                                                   FIGURE 2-18:                     0.9V VOUT vs VIN.

2011 Microchip Technology Inc.                                                                                              DS22285A-page 9
MCP16321/2

Note: Unless otherwise indicated, VIN = 12V, EN = Floating (Internally pulled up), CIN = 20 F, COUT = 2x22 F,
L = 4.7 H (XAL6060-472MEB), ILOAD = 200 mA, TA = +25C. MCP16321 maximum output current = 1A.

                       8                                                                                 1020
                                                                                                         1015
Shudown Current (A)   7                                                Oscillator Frequency (kHz)       1010
                                                                                                         1005
                       6                                                                                 1000

                       5                                                                                  995
                                                                                                          990
                       4                                                                                  985
                                                                                                          980
                       3
                                                                                                                -40
                       2

                       1

                       0

                          6         10   14           18           22                                                -10  20         50  80         110

                                             VIN (V)                                                                      Ambient Temperature (C)

FIGURE 2-19:                             Shutdown Current vs. Input     FIGURE 2-22:                                      Oscillator Frequency vs.
Voltage.
                                                                        Temperature (IOUT = 300 mA).

                       4.90                                             Switching Quiscent Current (mA)  5.50
                       4.85
Shutdown Current (A)  4.80                                                                              5.45             IOUT = 0A
                       4.75                                                                              5.40
                       4.70
                       4.65                                                                              5.35
                       4.60
                       4.55                                                                              5.30
                       4.50
                       4.45                                                                              5.25

                             -40    -10  20  50           80       110                                   5.20        -10  20         50  80         110
                                                                                                               -40
                                         Ambient Temperature (C)
                                                                                                                          Ambient Temperature (C)

FIGURE 2-20:                             Shutdown Current vs.           FIGURE 2-23:                                      Input Quiescent Current vs.
Temperature.
                                                                        Temperature (No Load, Switching).

                       3.300                                            Non-Switching Quiscent Current   2.42
                       3.298                                               (mA)
                       3.296                       IOUT = 0.1A                                           2.40             IOUT = 0A
                       3.294                 IOUT = 1A                                                   2.38
                       3.292
VOUT (V)               3.290                                                                             2.36
                       3.288
                       3.286                                                                             2.34
                       3.284
                                                                                                         2.32
                               -40
                                                                                                         2.30

                                    -10  20  50           80       110                                   2.28        -10  20         50  80 110
                                                                                                               -40

                                         Ambient Temperature (C)                                                         Ambient Temperature (C)

FIGURE 2-21:                             Output Voltage vs.             FIGURE 2-24:                                      Input Current vs.
Temperature.
                                                                        Temperature (No Load, No Switching).

DS22285A-page 10                                                                                                          2011 Microchip Technology Inc.
                                                                                         MCP16321/2

Note: Unless otherwise indicated, VIN = 12V, EN = Floating (Internally pulled up), CIN = 20 F, COUT = 2x22 F,
L = 4.7 H (XAL6060-472MEB), ILOAD = 200 mA, TA = +25C. MCP16321 maximum output current = 1A.

             30                                                           VOUT = 3.3V
                                                                          IOUT = 200 mA
                                  Typical Mininimum Duty Cycle = 7%       VIN = 12V

Max VIN (V)  25

             20

             15

             10

             5

             0

                 0.9  1.2  1.5       1.8                             2.1

                           VOUT (V)

FIGURE 2-25:               Maximum VIN to VOUT Ratio                      FIGURE 2-28:   Startup From Enable.

for Continuous Switching.

VOUT = 3.3V                                                               VOUT = 3.3V
IOUT = 50 mA                                                              IOUT = 200 mA
VIN = 12V                                                                 VIN = 12V

FIGURE 2-26:               Light Load Switching                           FIGURE 2-29:   Startup From VIN.
Waveforms.
                                                                          VOUT = 3.3V
VOUT = 3.3V                                                              IOUT = 100 mA to 600 mA
IOUT = 500 mA                                                            VIN = 12V
VIN = 12V

FIGURE 2-27:               Heavy Load Switching                           FIGURE 2-30:   Load Transient Response.
Waveforms.

2011 Microchip Technology Inc.                                                                   DS22285A-page 11
MCP16321/2

Note: Unless otherwise indicated, VIN = 12V, EN = Floating (Internally pulled up), CIN = 20 F, COUT = 2x22 F,
L = 4.7 H (XAL6060-472MEB), ILOAD = 200 mA, TA = +25C. MCP16321 maximum output current = 1A.

VOUT = 3.3V
IOUT = 200 mA
  VIN = 6V to 10V

FIGURE 2-31:      Line Transient Response.

DS22285A-page 12                            2011 Microchip Technology Inc.
                                                                        MCP16321/2

3.0 PIN DESCRIPTIONS

The descriptions of the pins are listed in Table 3-1.

TABLE 3-1:    PIN FUNCTION TABLE
  MCP16321/2
     3x3 QFN  Symbol                                       Description
          1
          2     SW                Output switch node, connects to the inductor and the bootstrap capacitor
          3      VIN              Input supply voltage pin for power and internal biasing
          4      VIN              Input supply voltage pin for power and internal biasing
          5   SGND                Primary signal ground
                VFB               Output voltage feedback pin. Connect VFB to VOUT for fixed version and output
          6                       resistor divider for adjustable version.
          7      NC               No Connection
          8      NC               No Connection
          9      PG               Power Good open-drain output, pulled up to a maximum of 6V
                 EN               Enable input pin. Logic high enables the operation. Internally pulled up, pull EN pin
         10                       low to disable regulator's output. Maximum voltage on EN input is 6V.
              BOOST               Boost voltage that drives the internal NMOS control switch. A bootstrap capacitor
         11                       is connected between the BOOST and SW pins.
         12      VIN              Input supply voltage pin for power and internal biasing
         13     SW                Output switch node, connects to the inductor and the bootstrap capacitor
         14     SW                Output switch node, connects to the inductor and the bootstrap capacitor
         15   PGND                GND supply for the internal low-side NMOS/integrated diode
         16   PGND                GND supply for the internal low-side NMOS/integrated diode
         17     SW                Output switch node, connects to the inductor and the bootstrap capacitor
                 EP               Exposed Thermal Pad (EP); must be connected to GND

3.1 Switch Pin (SW)                                        3.3 Signal Ground Pin (SGND)

The drain of the low-side N-Channel switch is              This ground is used for the majority of the device,
connected internally to the source of the high-side        including the analog reference, control loop, and other
N-Channel switch, and externally to the SW node,           circuits.
consisting of the inductor and bootstrap capacitor. The
SW node can rise very fast as a result of the internal     3.4 Feedback Voltage Pin (VFB)
high-side switch turning on. It should be connected
directly to the 4.7 H inductor with a wide, short trace.  The VFB input pin is used to provide output voltage
                                                           regulation by either using a resistor divider or VOUT
3.2 Power Supply Input Voltage Pin                         directly. For the adjustable version, the VFB will be 0.9V
         (VIN)                                             typical with the output voltage in regulation. For the
                                                           fixed version, the VFB will be equal to the
Connect the input voltage source to VIN. The input         corresponding VOUT value.
source should be decoupled to GND using 2 x 10 F
capacitors. The amount of the capacitance depends on       3.5 Power Good Pin (PG)
the impedance of the source and output current. The
input capacitors provide AC current for the high-side      PG is an open drain, active low output. The regulator
power switch and a stable voltage source for the           output voltage is monitored and the PG line will remain
internal device power. This capacitor should be            low until the output voltage reaches the VOUT-UV
connected as close as possible to the VIN and GND          threshold. Once the internal comparator detects that
pins.                                                      the output voltage is above the VOUT-UV threshold, an
                                                           internal delay timer is activated. After a 10 ms delay,
                                                           the PG open drain output pin can be pulled high,
                                                           indicating that the output voltage is in regulation. The
                                                           maximum voltage applied to the PG output pin should
                                                           not exceed 6V.

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MCP16321/2

3.6 Enable Pin (EN)

The EN input pin is a logic-level input used to enable or
disable the device. A logic high (> 2.2V) will enable the
regulator output, while a logic low (< 0.8V) will ensure
that the regulator is disabled. This pin is internally
pulled up to an internal reference and will be enabled
when VIN > UVLO, unless the EN pin is pulled low. The
maximum input voltage applied to the EN pin should
not exceed 6V.

3.7 BOOST Pin (BOOST)

This pin will provide the bootstrap voltage required for
driving the upper internal NMOS switch of the buck
regulator. An external ceramic capacitor placed
between the BOOST input pin and the SW pin will
provide the necessary drive voltage for the upper
switch. During steady state operation, the capacitor is
recharged on every low-side, synchronous switching
cycle. If the Switch mode approaches 100% duty cycle
for the high-side MOSFET, the device will automatically
reduce the duty cycle switch to a minimum off time of
240 ns on every 8th cycle to recharge the boost
capacitor.

3.8 Power Ground Pin (PGND)

This is a separate ground connection used for the low-
side synchronous switch to isolate switching noise from
the rest of the device.

3.9 Exposed Thermal Pad (EP)

There is no internal electrical connection between the
Exposed Thermal Pad (EP) and the PGND and SGND
pins. The EP must be connected to GND on the Printed
Circuit Board (PCB).

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                                                                   MCP16321/2

4.0 DETAILED DESCRIPTION                                    4.1.4 ENABLE INPUT

4.1 Device Overview                                         The enable input (EN) is used to disable the device. If
                                                            disabled, the device consumes a minimal current from
The MCP16321/2 is a high-input voltage, step-down           the input. Once enabled, the internal soft start controls
regulator, capable of supplying 1A/2A to a regulated        the output voltage rate of rise, preventing high-inrush
output voltage from 0.9V to 5V. Internally, the 1 MHz       current and output voltage overshoot. The EN is
oscillator provides a fixed frequency, while the Peak       internally pulled up or enabled; to disable the converter,
Current Mode Control architecture varies the duty cycle     it must be pulled low.
for output voltage regulation. An internal floating driver
is used to turn the high-side integrated N-Channel          4.1.5 SOFT START
MOSFET on and off. The power for this driver is
derived from an external boost capacitor whose energy       The internal reference voltage rate of rise is controlled
is replenished when the low-side N-Channel MOSFET           during startup, minimizing the output voltage overshoot
is turned on. When the maximum duty cycle                   and the inrush current.
approaches 100%, the boost capacitor is replenished
for 240 ns after every 8 cycles.                            4.1.6  OUTPUT OVER VOLTAGE
                                                                   PROTECTION
4.1.1 INTERNAL REFERENCE VOLTAGE
              VREF                                          If the output of the regulator exceeds 103% of the
                                                            regulation voltage, the SW outputs will tri-state to
For the adjustable version, an integrated precise 0.9V      protect the device from damage. This check occurs at
reference combined with an external resistor divider        the start of each switching cycle.
sets the desired converter output voltage. The resistor
divider can vary without affecting the control system       4.1.7 INPUT UNDER VOLTAGE LOCKOUT
gain. High-value resistors consume less current, but
are more susceptible to noise. For the fixed version, an    An integrated Under Voltage Lockout (UVLO) prevents
integrated precise voltage reference is set to the          the converter from starting until the input voltage is high
desired VOUT value and is directly connected to VOUT.       enough for normal operation. The converter will
                                                            typically start at 5.75V (typical) and operate down to
4.1.2 INTERNAL COMPENSATION                                 5.25V (typical). Hysteresis of 500 mV (typical) is added
                                                            to prevent starting and stopping during startup, as a
All control system components necessary for stable          result of loading the input voltage source.
operation over the entire device operating range are
integrated, including the error amplifier and inductor      4.1.8 MINIMUM DUTY CYCLE
current slope compensation.
                                                            A minimum duty cycle of 70 ns typical prevents the
4.1.3 EXTERNAL COMPONENTS                                   device from constant switching for high step-down
                                                            voltage ratios. Duty cycles less than this minimum will
External components consist of:                             initiate pulse skipping to maintain output voltage
                                                            regulation, resulting in higher output voltage ripple.
Input capacitor                                           Duty cycle for continuous inductor current operation is
Output filter (inductor and capacitor)                    approximated by VOUT/VIN. For a 1 MHz switching
Boost capacitor                                           frequency or 1 s period, this results in a 7% duty cycle
Resistor divider (adjustable version only)                minimum. Maximum VIN for continuous switching can
                                                            be approximated dividing VOUT by the minimum duty
The selection of the external inductor, output capacitor,   cycle or 7%. For example, the maximum input voltage
input capacitor and boost capacitor is dependent upon       for continuous switching for a 1.5V output is equal to
the output voltage and the maximum output current.          approximately 21V.

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MCP16321/2

4.1.9  OVERTEMPERATURE
       PROTECTION

Overtemperature protection limits the silicon die
temperature to +170C by turning the converter off. The
normal switching resumes at +160C.

            VIN                                UV
       CIN                                 Protection

      VOUT                                                         OTEMP
                EN
                                                                   Protection
                PG
    VOUT                                   Monitor and                         BOOST
RTOP                                                                           Voltage
                               4.2V               Control
                FB
RBOT                               OV                             Current                           BOOST
                               Protection                           Limit                                  CBOOST

                                                           Slope
                                                           Comp

                                                              +
                                                                                             CS

                                                                +

                    VREF and         +                                              HS                             L     VOUT
                    Softstart                                                     Drive
                                     COMP
                           +         - PWM                                     Internal Bias
                                                                                    LS
                          Amp        Comparator
                           -                                                      Drive

                                                                                                    SW

                    Compensation           1 MHz       Gate Drive
                                                         Control

                                           Oscillator

                                     -                                                                             COUT
                                     COMP
                    VREF             +

                                         PFM

                                     Comparator

                                                           SGND                               PGND

FIGURE 4-1:         MCP16321/2 Block Diagram.

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                                                                               MCP16321/2

4.2 Functional Description

4.2.1  STEP-DOWN OR BUCK                                                                                         L    VOUT
       CONVERTER                                                                      S1                             COUT

The MCP16321/2 is a synchronous, step-down or buck                                                               IL
converter capable of stepping input voltages ranging
from 6V to 24V down to 0.9V to 5V.                              VIN
                                                                                                     S2

The integrated high-side switch is used to chop or          IL                                                       IOUT
modulate the input voltage using a controlled duty cycle
for output voltage regulation. The integrated low-side                    VIN                                        VOUT
switch is used to freewheel current when the high-side      SW
switch is turned off. High efficiency is achieved by using
low-resistance switches and low equivalent series                      S1 ON S2 ON
resistance (ESR), inductor and capacitors. When the                              Continuous Inductor Current Mode
high-side switch is turned on, a DC voltage is applied to
the inductor (VIN VOUT), resulting in a positive linear
ramp of inductor current. When the high-side switch
turns off and the low-side switch turns on, the applied
inductor voltage is equal to VOUT, resulting in a
negative linear ramp of inductor current. In order to
ensure there is no shoot-through current, a dead time
where both switches are off is implemented between
the high-side switch turning off and the low-side switch
turning on, and the low-side switch turning off and the
high-side switch turning on.

For steady-state, continuous inductor current                IL                                                      IOUT
operation, the positive inductor current ramp must
equal the negative current ramp in magnitude. While                       VIN
operating in steady state, the switch duty cycle must be    SW
equal to the relationship of VOUT/VIN for constant
output voltage regulation, under the condition that the         S1 ON S2 Both
inductor current is continuous, or never reaches zero.                    ON OFF
For discontinuous inductor current operation, the
steady-state duty cycle will be less than VOUT/VIN to                   Discontinuous Inductor Current Mode
maintain voltage regulation. When the inductor current
reaches zero, the low-side switch is turned off so that     FIGURE 4-2:        Synchronous Step-Down
current does not flow in the reverse direction, keeping     Converter.
the efficiency high. The average of the chopped input
voltage or SW node voltage is equal to the output
voltage, while the average inductor current is equal to
the output current.

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MCP16321/2

4.2.2 PEAK CURRENT MODE CONTROL                               4.2.4 HIGH-SIDE DRIVE

The MCP16321/2 integrates a Peak Current Mode                 The MCP16321/2 features an integrated high-side
Control architecture, resulting in superior AC regulation     N-Channel MOSFET for high efficiency step-down
while minimizing the number of voltage loop                   power conversion. An N-Channel MOSFET is used for
compensation components, and their size, for                  its low resistance and size (instead of a P-Channel
integration. Peak Current Mode Control takes a small          MOSFET). The N-Channel MOSFET gate must be
portion of the inductor current, replicates it and            driven above its source to fully turn on the device,
compares this replicated current sense signal with the        resulting in a gate-drive voltage above the input to turn
output of the integrated error voltage. In practice, the      on the high-side N-Channel. The high-side N-Channel
inductor current and the internal switch current are          source is connected to the inductor and boost cap or
equal during the switch-on time. By adding this peak          switch node. When the high-side switch is off and the
current sense to the system control, the step-down            low-side is on, the inductor current flows through the
power train system can be approximated by a 1st order         low-side switch, providing a path to recharge the boost
system rather than a 2nd order system. This reduces           cap from the boost voltage source. An internal boost-
the system complexity and increases its dynamic               blocking diode is used to prevent current flow from the
performance.                                                  boost cap back into the output during the internal
                                                              switch-on time. Prior to startup, the boost cap has no
For Pulse-Width Modulation (PWM) duty cycles that             stored charge to drive the switch. An internal regulator
exceed 50%, the control system can become bimodal,            is used to "pre-charge" the boost cap. Once pre-
where a wide pulse followed by a short pulse repeats          charged, the switch is turned on and the inductor
instead of the desired fixed pulse width. To prevent this     current flows. When the high-side switch turns off and
mode of operation, an internal compensating ramp is           the low-side turns on, current freewheels through the
summed into the current sense signal.                         inductor and low-side switch, providing a path to
                                                              recharge the boost cap. When the duty cycle
4.2.3  PULSE WIDTH MODULATION                                 approaches its maximum value, there is very little time
       (PWM)                                                  for the boost cap to be recharged due to the short
                                                              amount time that the low-side switch is on. Therefore,
The internal oscillator periodically starts the switching     when the maximum duty cycle approaches, the switch
period, which in the MCP16321/2's case occurs every           node is forced off for 240 ns every 8 cycles to ensure
1 s or 1 MHz. With the high-side integrated                  that the boost cap gets replenished.
N-Channel MOSFET turned on, the inductor current
ramps up until the sum of the current sense and slope
compensation ramp exceeds the integrated error
amplifier output. Once this occurs, the high-side switch
turns off and the low-side switch turns on. The error
amplifier output slews up or down to increase or
decrease the inductor peak current feeding into the
output LC filter. If the regulated output voltage is lower
than its target, the inverting error amplifier output rises.
This results in an increase in the inductor current to
correct for errors in the output voltage. The fixed
frequency duty cycle is terminated when the sensed
inductor peak current, summed with the internal slope
compensation, exceeds the output voltage of the error
amplifier. The PWM latch is set by turning off the high-
side internal switch and preventing it from turning on
until the beginning of the next cycle.

DS22285A-page 18                                              2011 Microchip Technology Inc.
                                                                       MCP16321/2

5.0 APPLICATION INFORMATION                                 5.0.3 GENERAL DESIGN EQUATIONS

5.0.1 TYPICAL APPLICATIONS                                  The step-down converter duty cycle can be estimated
                                                            using Equation 5-2 while operating in Continuous
The MCP16321/2 synchronous step-down converter              Inductor Current Mode. This equation accounts for the
operates over a wide input range, up to 24V maximum.        forward drop of two internal N-Channel MOSFETS. As
Typical applications include generating a bias or VDD       load current increases, the voltage drop in both internal
voltage for PIC microcontrollers, digital control system   switches will increase, requiring a larger PWM duty
bias supply for AC-DC converters and 12V industrial         cycle to maintain the output voltage regulation. Switch
input and similar applications.                             voltage drop is estimated by multiplying the switch
                                                            current times the switch resistance or RDSON.
5.0.2  ADJUSTABLE OUTPUT VOLTAGE
       CALCULATIONS                                         EQUATION 5-2: CONTINUOUS INDUCTOR
                                                                                       CURRENT DUTY CYCLE
To calculate the resistor divider values for the
                                                                   D = -V-V--O--I--UN---T----+--(--I-(--H-I--LS---WS--W--------R--R--D--D-S---OS--O-N---NH---L-)--)
MCP16321/2 adjustable version, use Equation 5-1.

RTOP is connected to VOUT, RBOT is connected to
SGND, and both are connected to the VFB input pin.

EQUATION 5-1: RESISTOR DIVIDER                              5.0.4 INPUT CAPACITOR SELECTION
                           CALCULATION
                                                            The step-down converter input capacitor must filter the
       VOUT  =  VFB    1         +  R----T---O----P-       high-input ripple current, as a result of pulsing or
                                     RBOT                   chopping the input voltage. The MCP16321/2 input
                                                            voltage pin is used to supply voltage for the power train
EXAMPLE 5-1: 2.0V RESISTOR DIVIDER                          and as a source for internal bias. A low equivalent
                                                            series resistance (ESR), preferably a ceramic
    VOUT = 2.0V                                             capacitor, is recommended. The necessary
     VFB = 0.9V                                             capacitance is dependent upon the maximum load
                                                            current and source impedance. Three capacitor
   RBOT = 10 k                                              parameters to keep in mind are the voltage rating,
    RTOP = 12.2 k (standard value = 12.3 k)                 equivalent series resistance and the temperature
    VOUT = 2.007V (using standard values)                   rating. For wide temperature range applications, a
                                                            multilayer X7R dielectric is recommended, while for
EXAMPLE 5-2: 4.2V RESISTOR DIVIDER                          applications with limited temperature range, a
                                                            multilayer X5R dielectric is acceptable. The input
    VOUT = 4.2V                                             capacitor voltage rating must be VIN plus margin.
     VFB = 0.9V
                                                            5.0.5 OUTPUT CAPACITOR SELECTION
   RBOT = 10 k
    RTOP = 36.7 k (standard value = 36.5 k)                 The output capacitor provides a stable output voltage
    VOUT = 4.185V (using standard values)                   during sudden load transients, and reduces the output
                                                            voltage ripple. As with the input capacitor, X5R and
The error amplifier is internally compensated to ensure     X7R ceramic capacitors are well suited for this applica-
loop stability. External resistor dividers, inductance and  tion.
output capacitance, all have an impact on the control
system and should be selected carefully and evaluated       The MCP16321/2 is internally compensated, so the
for stability. A 10 k resistor is recommended as a          output capacitance range is limited. See TABLE 5-1:
good trade-off for quiescent current and noise              "Capacitor Value Range" for the recommended out-
immunity.                                                   put capacitor range.

                                                            The amount and type of output capacitance and
                                                            equivalent series resistance will have a significant
                                                            effect on the output ripple voltage and system stability.
                                                            The range of the output capacitance is limited due to
                                                            the integrated compensation of the MCP16321/2.

                                                            The output voltage capacitor rating should be a
                                                            minimum of VOUT plus margin.

                                                            TABLE 5-1: CAPACITOR VALUE RANGE

                                                            Parameter  Min   Max

                                                            CIN        8 F  None

2011 Microchip Technology Inc.                                             DS22285A-page 19
MCP16321/2

TABLE 5-1: CAPACITOR VALUE RANGE                        TABLE 5-2: MCP16321 RECOMMENDED
                                                                             INDUCTORS
Parameter                      Min              Max

COUT                           33 F            None    Part         Value   DCR    ISAT         Size
                                                                              ()    (A)        WxLxH
5.0.6 INDUCTOR SELECTION                                Number (H)                             (mm)
                                                                             0.35   1.7
The MCP16321/2 is designed to be used with small        Coilcraft          0.175   1.8   3.81x3.78x2.74
surface mount inductors. Several specifications should                      0.125   1.9     4.1x4.1x1.2
be considered prior to selecting an inductor. To        1008PS       4.7     0.15   1.8     4.1x4.1x1.8
optimize system performance, low ESR inductors                              0.095   1.66       5x5x1.5
should be used.                                         LPS4012      4.7    0.083     2     5.1x5.1x2.2
                                                                            0.065   1.82        5x5x3
                                                        LPS4018      4.7     0.05   1.94    6.1x6.1x2.2
                                                                                             6.8x6x2.4
EQUATION 5-3: INDUCTOR CURRENT                          LPS5015      4.7     0.07   1.65
                           RIPPLE                                           0.072   1.55    4.8x4.8x1.8
                                                        MSS5121 4.7         0.0545  4.2        8x8x1.1
                                                                                               8x8x3.8
                                                        LPS5030      4.7    0.073     2
                                                                            0.097     2      5.2x5x2.2
                      IL=      V----L-    tON          MSS6122 4.7         0.079   1.8         5x5x2
                               L                                            0.122   1.7         6x6x2
                                                        MOS6020 4.7          0.12   1.7         5x5x2
                                                        Wurth Elektronik
                                                                                            4.8x4.6x1.4
EXAMPLE 5-3:             MCP16321 PEAK                  744042       4.7
                         INDUCTOR CURRENT 1A
                                                        744068       4.7

  VIN = 12V                                             7448944      4.7
VOUT = 3.3V
IOUT = 1A                                              EPCOS

     L = 4.7 H                                         LTF5022T 4.7

                                                        VLC5020T 4.7

                                                        VLC6020T 4.7

         -----I--L--                                    VLCF5020T 4.7
          2
ILPK  =               +  IOUT                           VLF5014ST 4.7

Inductor ripple current = 509 mA                        TABLE 5-3: MCP16322 RECOMMENDED
Inductor peak current = 1.255A                                               INDUCTORS

An inductor saturation rating minimum of 1.255A is      Part Number  Value  DCR     ISAT    Size
recommended. A trade-off between size, cost and                      (H)    ()     (A)   WxLxH
efficiency is made to achieve the desired results.                                         (mm)
                                                                            0.056
EXAMPLE 5-4:             MCP16322 PEAK                  Coilcraft          0.065
                         INDUCTOR CURRENT 2A                              0.024
                                                        MSS6132-472 4.7     0.054   2.84 6.1x6.1x3.2
                                                                                    3.2 6.2x6.2x2.5
                                                        LPS6225-472 4.7     0.06    3.16 7.3x7.3x4.1
                                                                            0.057   2.6 8.89x6.1x5.0
  VIN = 12V                                             MSS7341-502 4.7     0.033
VOUT = 3.3V                                                                         2.5 5.9x6.2x3.3
IOUT = 2A                                              DO1813H-472 4.7     0.033   2.8 5.9x6.2x5.1
                                                        Wurth Elektronik   0.03    3.9 7.3x3.2x1.5
     L = 4.7 H
                                                        7447785004 4.7              3.1 10.4x10.4x3.0
                                                                                    4.5 10.4x10.4x3.0
         -----I--L--                                    7447786004 4.7
          2
ILPK  =               +  IOUT                           7447789004 4.7
                                                        EPCOS

Inductor ripple current = 509 mA                        B82464G2     4.7
Inductor peak current = 2.255A
                                                        B82464A2     4.7

An inductor saturation rating minimum of 2.255A is
recommended. A trade-off between size, cost and
efficiency is made to achieve the desired results.

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                                                                                          MCP16321/2

5.0.7 BOOST CAPACITOR                                                       EXAMPLE 5-5:  POWER DISSIPATION
                                                                                          MCP16321
The boost capacitor is used to supply current for the
internal high-side drive circuitry that is above the input                                               VIN = 12V
voltage. The boost capacitor must store enough energy                                                  VOUT = 5.0V
to completely drive the high-side switch on and off. A                                                  IOUT = 1A
22 nF X5R or X7R capacitor is recommended for all                                                Efficiency = 92.5%
applications. The boost capacitor maximum voltage is
5.5V, so a 6.3V or 10V rated capacitor is                                    Total System Dissipation = 405 mW
recommended.
                                                                                                       LESR = 0.04
5.0.8 THERMAL CALCULATIONS                                                                                PL = 40 mW

The MCP16321/2 is available in a 3x3 QFN-16                                 MCP16321 internal power dissipation estimate:
package. By calculating the power dissipation and
applying the package thermal resistance (JA), the                                                PDIS PL = 365 mW
junction temperature is estimated. The maximum                                                           JA = 38.5C/W
continuous junction temperature rating for the
MCP16321/2 is +125C.                                                               Estimated Junction = +14.052C

To quickly estimate the internal power dissipation for                         Note 1: JA = 38.5C/W for a 4-layer FR4 Printed
the switching step-down regulator, an empirical                                            Circuit Board with a 13.5 in2, 1 oz internal
calculation using measured efficiency can be used.                                         copper ground plane.
Given the measured efficiency, the internal power
dissipation is estimated in Equation 5-4. This power                                  2: A smaller ground plane will result in a
dissipation includes all internal and external                                             larger JA temperature rise.
component losses. For a quick internal estimate,
subtract the estimated inductor ESR loss from the PDIS                      EXAMPLE 5-6:  POWER DISSIPATION
calculation in Equation 5-4.                                                              MCP16322

EQUATION 5-4: TOTAL POWER                                                                                VIN = 12V
                           DISSIPATION ESTIMATE                                                        VOUT = 3.3V
                                                                                                        IOUT = 2A
PDIS  =  V----O----U---T---------I---O---U---T-    (  VOUT    IOU  T  )                       Efficiency = 87.5%
          Efficency
                                                                             Total System Dissipation = 943 mW
The difference between the first term, input power, and
                                                                                                       LESR = 0.04
the second term, power delivered, is the total system                                                     PL = 160 mW

power dissipation. The inductor losses are estimated                        MCP16322 internal power dissipation estimate:
by PL = IOUT2 x LESR.
                                                                                                 PDIS PL = 783 mW
                                                                                                         JA = 38.5C/W

                                                                                    Estimated Junction = +30.14C

2011 Microchip Technology Inc.                                                          DS22285A-page 21
MCP16321/2                                                      frequency switch current, CIN also provides a stable
                                                                voltage source for the internal MCP16321/2 circuitry.
5.0.9 PCB LAYOUT INFORMATION
                                                                Unstable PWM operation can result if there are
Good printed circuit board layout techniques are
important to any switching circuitry, and switching             excessive transients or ringing on the VIN pin of the
power supplies are no different. When wiring the                MCP16321/2 device. In Figure 5-1, CIN is placed close
switching high-current paths, short and wide traces             to the VIN pins. A ground plane on the bottom of the
should be used. Therefore, it is important that the input       board provides a low resistive and low inductive path
and output capacitors be placed as close as possible to
the MCP16321/2 to minimize the loop area.                       for the return current. The next priority in placement is

The feedback resistors and feedback signal should be            the freewheeling current loop formed by COUT and L
routed away from the switching node and the switching           while strategically placing the COUT return close to CIN
current loop. When possible, ground planes and traces           return. Next, CBOOST should be placed between the
should be used to help shield the feedback signal and           boost pin and the switch node pin. This leaves space
minimize noise and magnetic interference.
                                                                close to the MCP16321/2 VFB pin to place RTOP and
A good MCP16321/2 layout starts with CIN placement.             RBOT. RTOP and RBOT are routed away from the switch
CIN supplies current to the input of the circuit when the       node so noise is not coupled into the high-impedance
switch is turned on. In addition to supplying high-
                                                                VFB input.

                  Bottom layer is ground plane

                  VOUT

                        COUT           COUT                                   L

                                                                                    RPG 10
                                                                            CBOOST

                  GND

                                                                MCP16321/2

                                                                                 RBOT RTOP

                        CIN                                CIN    Trace on
                                                                bottom layer
                  VIN
                                                                       GND

FIGURE 5-1:       Recommended Layout.

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                                                                                MCP16321/2

                                                               CBOOST

                                             BOOST                           L           VOUT
                                                                                      0.9V to 5V
     VIN                                                 SW
6.0V to 24V                                                                            COUT
                                  VIN                                           10
          CIN                                                                   RTOP
                                             MCP16321/2  VFB
                                                                                RBOT
                                                                       VOUT

                                  EN                                    RPG
                                      SGND                     PG

                                                         PGND

FIGURE 5-2:    Recommended Layout Schematic.

TABLE 5-4: RECOMMENDED LAYOUT
                     COMPONENTS

Component                         Value

   CIN                            2 x 10 F
COUT                             2 x 22 F

    L                              4.7 H
                                   36.5 k
RTOP                               10 k
RBOT                               10 k
  RPG                               22 nF
CBOOST

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NOTES:

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6.0 PACKAGING INFORMATION

6.1 Package Marking Information

16-Lead QFN (3x3x0.9 mm)                                    Example

                                         Part Number  Code                                     AAA
                                                                                               E114
                                  MCP16321T-150E/NG   AAA                                      5256
                                  MCP16321T-180E/NG   AAB
                                  MCP16321T-250E/NG   AAC
                                  MCP16321T-330E/NG   AAD
                                  MCP16321T-500E/NG   AAE
                                  MCP16321T-ADJE/NG   AAF
                                  MCP16322T-150E/NG   ABA
                                  MCP16322T-180E/NG   ABB
                                  MCP16322T-250E/NG   ABC
                                  MCP16322T-330E/NG   ABD
                                  MCP16322T-500E/NG   ABE
                                  MCP16322T-ADJE/NG   ABF

Legend:  XX...X                   Customer-specific information
         Y                        Year code (last digit of calendar year)
         YY                       Year code (last 2 digits of calendar year)
         WW                       Week code (week of January 1 is week `01')
         NNN                      Alphanumeric traceability code
          e3                      Pb-free JEDEC designator for Matte Tin (Sn)
                                  This package is Pb-free. The Pb-free JEDEC designator (e3 )
         *                        can be found on the outer packaging for this package.

Note: In the event the full Microchip part number cannot be marked on one line, it will
           be carried over to the next line, thus limiting the number of available
           characters for customer-specific information.

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APPENDIX A: REVISION HISTORY

Revision A (December 2011)

Original Release of this Document.

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MCP16321/2

NOTES:

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PRODUCT IDENTIFICATION SYSTEM

To order or obtain information, e.g., on pricing or delivery, refer to the factory or the listed sales office.

PART NO.        T  -XXX                 X  /XX                      Examples:

Device Tape and Reel Output Temperature Package                     a) MCP16321T-150E/NG:                       Tape and Reel,
                                   Voltage Range                    b) MCP16321T-ADJE/NG:                       1.5V Output Voltage,
                                                                    c) MCP16322T-150E/NG:                       Extended Temperature
Device:            MCP16321T:     High-Efficiency Synchronous Buck  d) MCP16322T-ADJE/NG:                       16LD QFN Package
                   MCP16322T:     Regulator (Tape and Reel) (QFN)                                               Tape and Reel,
                                  High-Efficiency Synchronous Buck                                              Adjustable Output Voltage,
                                  Regulator (Tape and Reel) (QFN)                                               Extended Temperature
                                                                                                                16LD QFN Package
Output Voltage     150 = 1.5V
                   180 = 1.8V                                                                                   Tape and Reel,
                   250 = 2.5V                                                                                   1.5V Output Voltage,
                   330 = 3.3V                                                                                   Extended Temperature
                   500 = 5.0V                                                                                   16LD QFN Package
                   ADJ = Adjustable
                                                                                                                Tape and Reel,
                                                                                                                Adjustable Output Voltage,
                                                                                                                Extended Temperature
                                                                                                                16LD QFN Package

Temperature Range: E = -40C to +125C

Package:           NG = Plastic Quad Flat, No Lead Package
                            (3x3x0.9 mm Body) (QFN), 16-lead

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MCP16321/2

NOTES:

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Note the following details of the code protection feature on Microchip devices:
Microchip products meet the specification contained in their particular Microchip Data Sheet.

Microchip believes that its family of products is one of the most secure families of its kind on the market today, when used in the
      intended manner and under normal conditions.

There are dishonest and possibly illegal methods used to breach the code protection feature. All of these methods, to our
      knowledge, require using the Microchip products in a manner outside the operating specifications contained in Microchip's Data
      Sheets. Most likely, the person doing so is engaged in theft of intellectual property.

Microchip is willing to work with the customer who is concerned about the integrity of their code.

Neither Microchip nor any other semiconductor manufacturer can guarantee the security of their code. Code protection does not
      mean that we are guaranteeing the product as "unbreakable."

Code protection is constantly evolving. We at Microchip are committed to continuously improving the code protection features of our
products. Attempts to break Microchip's code protection feature may be a violation of the Digital Millennium Copyright Act. If such acts
allow unauthorized access to your software or other copyrighted work, you may have a right to sue for relief under that Act.

Information contained in this publication regarding device         Trademarks
applications and the like is provided only for your convenience
and may be superseded by updates. It is your responsibility to     The Microchip name and logo, the Microchip logo, dsPIC,
ensure that your application meets with your specifications.       KEELOQ, KEELOQ logo, MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART,
MICROCHIP MAKES NO REPRESENTATIONS OR                              PIC32 logo, rfPIC and UNI/O are registered trademarks of
WARRANTIES OF ANY KIND WHETHER EXPRESS OR                          Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other
IMPLIED, WRITTEN OR ORAL, STATUTORY OR                             countries.
OTHERWISE, RELATED TO THE INFORMATION,
INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ITS CONDITION,                        FilterLab, Hampshire, HI-TECH C, Linear Active Thermistor,
QUALITY, PERFORMANCE, MERCHANTABILITY OR                           MXDEV, MXLAB, SEEVAL and The Embedded Control
FITNESS FOR PURPOSE. Microchip disclaims all liability             Solutions Company are registered trademarks of Microchip
arising from this information and its use. Use of Microchip        Technology Incorporated in the U.S.A.
devices in life support and/or safety applications is entirely at
the buyer's risk, and the buyer agrees to defend, indemnify and    Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, chipKIT,
hold harmless Microchip from any and all damages, claims,          chipKIT logo, CodeGuard, dsPICDEM, dsPICDEM.net,
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conveyed, implicitly or otherwise, under any Microchip             FanSense, HI-TIDE, In-Circuit Serial Programming, ICSP,
intellectual property rights.                                      Mindi, MiWi, MPASM, MPLAB Certified logo, MPLIB,
                                                                   MPLINK, mTouch, Omniscient Code Generation, PICC,
2011 Microchip Technology Inc.                                   PICC-18, PICDEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, REAL ICE,
                                                                   rfLAB, Select Mode, Total Endurance, TSHARC,
                                                                   UniWinDriver, WiperLock and ZENA are trademarks of
                                                                   Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other
                                                                   countries.

                                                                   SQTP is a service mark of Microchip Technology Incorporated
                                                                   in the U.S.A.

                                                                   All other trademarks mentioned herein are property of their
                                                                   respective companies.

                                                                   2011, Microchip Technology Incorporated, Printed in the
                                                                   U.S.A., All Rights Reserved.

                                                                        Printed on recycled paper.

                                                                   ISBN: 978-1-61341-865-9

                                                                   Microchip received ISO/TS-16949:2009 certification for its worldwide
                                                                   headquarters, design and wafer fabrication facilities in Chandler and
                                                                   Tempe, Arizona; Gresham, Oregon and design centers in California
                                                                   and India. The Company's quality system processes and procedures
                                                                   are for its PIC MCUs and dsPIC DSCs, KEELOQ code hopping
                                                                   devices, Serial EEPROMs, microperipherals, nonvolatile memory and
                                                                   analog products. In addition, Microchip's quality system for the design
                                                                   and manufacture of development systems is ISO 9001:2000 certified.

                                                                                                                          DS22285A-page 33
                           Worldwide Sales and Service

AMERICAS                   ASIA/PACIFIC                ASIA/PACIFIC             EUROPE

Corporate Office           Asia Pacific Office         India - Bangalore        Austria - Wels
2355 West Chandler Blvd.   Suites 3707-14, 37th Floor  Tel: 91-80-3090-4444     Tel: 43-7242-2244-39
Chandler, AZ 85224-6199    Tower 6, The Gateway        Fax: 91-80-3090-4123     Fax: 43-7242-2244-393
Tel: 480-792-7200          Harbour City, Kowloon                                Denmark - Copenhagen
Fax: 480-792-7277          Hong Kong                   India - New Delhi        Tel: 45-4450-2828
Technical Support:         Tel: 852-2401-1200          Tel: 91-11-4160-8631     Fax: 45-4485-2829
http://www.microchip.com/  Fax: 852-2401-3431          Fax: 91-11-4160-8632     France - Paris
support                                                                         Tel: 33-1-69-53-63-20
Web Address:               Australia - Sydney          India - Pune             Fax: 33-1-69-30-90-79
www.microchip.com          Tel: 61-2-9868-6733         Tel: 91-20-2566-1512     Germany - Munich
                           Fax: 61-2-9868-6755         Fax: 91-20-2566-1513     Tel: 49-89-627-144-0
Atlanta                                                                         Fax: 49-89-627-144-44
Duluth, GA                 China - Beijing             Japan - Osaka            Italy - Milan
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