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DC1284A

器件型号:DC1284A
器件类别:开发板_开发套件_开发工具   
厂商名称:Analog Devices Inc.
标准:
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器件描述

Power Management IC Development Tools LTC4098 with LT3480 Buck regulator

参数

产品属性属性值
Product AttributeAttribute Value
制造商:
Manufacturer:
Analog Devices Inc.
产品种类:
Product Category:
Power Management IC Development Tools
RoHS:YES
产品:
Product:
Demonstration Boards
类型:
Type:
PMIC Solutions
工具用于评估:
Tool Is For Evaluation Of:
LTC4098EPDC
Input Voltage:4.35 V to 30 V
Output Voltage:3.5 V to 4.7 V
Output Current:500 mA
系列:
Series:
LTC4098
商标:
Brand:
Analog Devices
产品类型:
Product Type:
Power Management IC Development Tools
工厂包装数量:
Factory Pack Quantity:
1
子类别:
Subcategory:
Development Tools

DC1284A器件文档内容

                                                                                            DEMO CIRCUIT 1284A

                                    QUICK START GUIDE FOR DEMONQSTURIACTIKONSTCAIRRCTUGIT 1U28ID4AE

                                             USB Compatible Switching Power Manager/Li-Ion Charger
                                                                      LTC4098EPDwiCth:OUveSrBvoCltaogme Pproatetcibtiolen

                                               Switching Power Manager/Li-IoLTnC4C0h98aErPgDeCr
                                                                      with Overvoltage Protection

DESCRIPTION

Demonstration Circuit 1284A is a high efficiency USB                  Design files for this circuit board are available. Call

Power Manager, Li-Ion battery charger and HV buck                     the LTC factory.

regulator    battery  tracking               controller,  using  the  L, LTC, LTM, LT, Burst Mode, OPTI-LOOP, Over-The-Top and PolyPhase are registered

LTC®4098EPDC, and HV, high efficiency buck regula-                    trademarks of Linear Technology Corporation. Adaptive Power, C-Load, DirectSense, Easy

tor, the LT3480EDD.                                                   Drive, FilterCAD, Hot Swap, LinearView, μModule, Micropower SwitcherCAD, Multimode

                                                                      Dimming, No Latency ΔΣ, No Latency Delta-Sigma, No RSENSE, Operational Filter, PanelProtect,

The   LTC4098EPDC     is            available  in  the    ultra-thin  PowerPath, PowerSOT, SmartStart, SoftSpan, Stage Shedding, SwitcherCAD, ThinSOT,

                                                                      UltraFast and VLDO are trademarks of Linear Technology Corporation. Other product names

(0.55mm)     20-lead  3mmx4mm                QFN   surface  mount     may be trademarks of the companies that manufacture the products.

package.

PERFORMANCE SUMMARY Specifications are at TA = 25°C

SYMBOL     PARAMETER                                      CONDITIONS                                       MIN   TYP                     MAX                  UNITS

VUSB       Bus input voltage range                        Input disabled for VUSB ≥ 6V                     4.35                          30                         V

HVIN       High voltage input voltage range                                                                8                             38                         V

Adaptor    5V adaptor input voltage range                                                                  4.5                           5.5                        V

VOUT       Output voltage range                           Range is mode and load dependant                 3.5                           4.7                        V

BAT        Battery float voltage                          Constant voltage mode                                  4.2                                                V

IBAT       Output charge current                          Constant current mode                                  0.5                     1.5                        A

OPERATING PRINCIPLES

The LTC4098 is a Li-Ion battery charger/power manager                 The current that the charger supplies to the battery, for

that can control a preregulator for the charger input volt-           non-USB           applications,  is  also  programmable                 via                   the

age.     This allows for minimal power dissipation in the             PROG pin resistance, up to 1A.

charger.                                                              The current available at VOUT is preferentially supplied to

The LTC4098 also contains an integrated buck regulator                any system load connected to VOUT, the remaining cur-

that can provide the preregulation function, called Bat-              rent is supplied to the battery charger up to the amount

Track™ from a 5V input supply, usually a USB port.                    set by the PROG resistor.

If the input supply is a USB port, then the load presented            The current available at VOUT is the USB current as ne-

to the USB port can be programmed to comply with the                  gotiated with the USB host (IUSB) times the transformer

USB standards.  This load can be set to 100mA, or                     action of the VOUT switching regulator:

500mA, as negotiated with the USB host, and is pro-                                     VUSB

grammed using the D[2-0] inputs and the CLPROG pin                    IUSB       *      VOUT  * η(buck regulator) = IVOUT

resistance.

                                                                                                                                                               1
                         QUICK START GUIDE FOR DEMONSTRATION CIRCUIT 1284A

                                   USB Compatible Switching Power Manager/Li-Ion Charger

                                                                                    with Overvoltage Protection

                                                                                                 LTC4098EPDC

If the battery voltage is 3.6V, and VBUS is 5V, and the        the LT3480 is via the Vc pin, allowing the LT3480 to Bat-

negotiated USB current is 500mA, then the current avail-       Track, and hence minimize the dissipation in the battery

able at VOUT is approximately 590mA.   This will be sup-       charger.  The output of the LT3480 is used preferentially

plied to any VOUT loads before the battery charger.            over the USB input by turning off the internal buck regu-

The LTC4098 also has an ideal diode function allows the        lator and turning on a MOSFET to connect the output of

maximum energy to be extracted from the battery, by            the LT3480 to the LTC4098 VOUT pin.       The presence of

minimizing the voltage drop from BAT to VOUT.        The       the LT3480 output is sensed via the “WALL” pin on the

ideal   diode  function  supports  an  optional      external  LTC4098, and the MOSFET gate is driven by the ACPR

MOSFET for excellent efficiency at higher battery cur-         pin.  By connecting the output of the LT3480 to the

rents.                                                         VOUT  pin,      the  LT3480  can  supply  both  full  battery

                                                               charge current and full load current, without concern

USB voltages higher than 6V will activate an overvoltage       about meeting the USB maximum power restrictions.

protect function on the LTC4098, which uses an external        The WALL pin detects the presence of an appropriate

MOSFET to protect against application dependent input          voltage to operate the LTC4980, and this could be sup-

overvoltages.    This is achieved by simply selecting an       plied by an external adaptor, so that no additional regula-

external MOSFET with the appropriate BVDSS .                   tor is required by the LTC4098.   However, this solution

If it is desired to operate the LTC4098 from voltages          will not allow the Bat-Track function to be implemented,

higher than 6V, an external HV regulator is needed.  The       and consequently the dissipation of the battery charger

DC1284A board uses an LT3480, high frequency, HV,              will increase.

buck regulator.  The interface between the LTC4098 and

2
                                              QUICK START GUIDE                                   FOR DEMONSTRATION CIRCUIT 1284A

                                                  USB Compatible                                  Switching Power Manager/Li-Ion Charger

                                                                                                                                with Overvoltage Protection

                                                                                                                                                                     LTC4098EPDC

    PS3             -

    0V-5.5V supply

    2A              +                                                                             VM3

                              +       -                                                        +             -

                                 AM3

                              +       -

    PS1             +            AM1           +                                                                                                  -

    0V-40V supply                        VM1                                                                                                                                       -   Ld1

    2A              -                          -                                                                                                     VM4                               0V-5V

                                                                                                                                                  +               +          -     +   5A

                              +       -                                                                                                           -

    PS2             +                          +                                                                                                     VM6                AM4

    0V-30V supply                AM2

                                         VM2                                                                                                      +          AM5

    2A              -                          -                                                                                                     +               -

                                                                                                                                                  +                                +   PS4

                                                                                                                                                     VM5                     3.6Ω      0V-5V supply

                                                                                                                                                  -                                -   2A

                                                                                       VM7                  VM9

                                                                                    +       -            -          +

                                                                         +       -                               -        +

                                                                            VM8                                     VM10

                       Note:  All connections from equipment should      be Kelvin connected   directly  to the Board     PINS  which  they  are  connected  to  on  this  dia-

                       gram   and any input, or output, leads should be  twisted pair

                                                  Figure1: Test Equipment Hookup Diagram

Using    short                twisted    pair  leads  for                   any        power             2.      Set PS4, on BAT, to 3.8 V (Note PS4 has a 3.6

connections, with all loads and power supplies                                                               Ohm, 5 Watt resistor across its terminals). Turn on

off, refer to Figure 1 for the proper measure-                                                               PS4.         Verify that VOUT is greater than 3.78V.                             Ver-

ment and equipment setup. Follow the proce-                                                                  ify that VBATSENS equals VBAT.

dure below:                                                                                              3.         Set Ld1, on VOUT, to 100                            mA.      Turn  on     Ld1.

1.  Select input from VBUS: Set “WALL” jumper (JP7)                                                          Measure and record V . (VOUT,BAT)

    to “5V ADAPTOR”, and “RUN/SS” jumper (JP1) to                                                        4.      Set Ld1 to 1 A. Measure and record V(VOUT,BAT).

    “SHDN”. Ensure that PS3 is off.                                                                      5.      Set Ld1 to 100 mA.

                                                                                                                                                                                                     3
                             QUICK START GUIDE FOR DEMONSTRATION CIRCUIT 1284A

                                             USB Compatible Switching Power Manager/Li-Ion Charger

                                                                                          with Overvoltage Protection

                                                                                                                 LTC4098EPDC

6.  Set NTC jumper (JP6) to INT.                                        16. Set D2, D1, and D0 to 0, 1, and 0, respectively to

7.  Measure the resistance from J2.3 to JP6.3.                 Verify   select the LTC4098 into 5X, Charger ON mode. See

    that the resistance is less then 0.25 Ω.                            Table 1.

8.  Set D2, D1, and D0 jumpers to 0, 0, and 0, re-                      17. Verify that the input current is greater than 400

    spectively, to select the LTC4098 into 1X Charger                   mA and less than 500 mA and VCLPROG is approxi-

    ON mode. See Table 1.                                               mately 1.188 V.

                                                                        18. Set D2, D1, and D0 to 1, 1, and 0, respectively to

                                                                        select the LTC4098 into 5X mode, charger OFF.

                                                                        19. Verify  that     the    input     current      is  less      than

Table 1: Controlled Input Current Limit                                 100      mA      and  VCLPROG        is  less      than     0.3  V.

          D2    D1      D0   CHARGER              ILIM                  Set D2, D1, and D0 to 0, 0, and 1, respectively to

          0     0       0    ON                   100mA(1x)             select the LTC4098 into 10X, Charger ON mode.

          0     0       1    ON                   1A(10x)               Verify that IBAT(charge) = 500 mA.

          0     1       0    ON                   500mA(5x)

          0     1       1    OFF                  500μA(SUSP)           20. Increase Ld1 to 1.2 Amps and verify that the input

          1     0       0    OFF                  100mA(1x)             current is greater than 850 mA and less than 1A.

          1     0       1    OFF                  1A(10x)               21. Reduce Ld1 to 500 mA.                Measure the following

          1     1       0    OFF                  500mA(5X)             currents and voltages and calculate the efficiency.

          1     1       1    OFF                  2.5mA(SUSP)

9.  SET PS2, on VBUS, to 5 V.                Turn on PS2.      Verify

    that the input current is greater than 90 mA and

    less  than  100     mA  and          VCLPROG  is    approximately

    1.188 V.                                                            22. Reduce Ld1 to 100 mA.

10. Verify that the CHRG LED is solid green.                 Measure    23. Remove PS4.       Using an oscilloscope view the

    VNTC and VNTCBIAS.                                                  voltage waveform on VOUT and BAT.                      Verify that

11. Remove the NTC jumper, JP6. Observe the CHRG                        the      ripple  voltage    is  less     than  50  mV       on   both

    LED slow blinking rate.  Measure VNTC and VNTCBIAS.                 nodes. Increase PS2 to 30 V and verify that Q1 has

12. Replace the NTC jumper (JP6) to “INT”.                              shut off by verifying, and recording, that VOVSENS =

13. Using an oscilloscope view the voltage waveform                     6~6.5V, VOVGATE = 0 V, VC4 = 0 V.

    on VOUT and BAT.        Verify that the ripple voltage is           24. Turn off PS2.

    less than 50 mV on both nodes.                                      25. Set  PS4     to   3.6V      and   reconnect.       Set  Ld1  to

14. Reduce      PS4     to  2.65         V.       Reduce       Ld1  to  1 A.     Verify that VOUT ≈ VBAT – 30mV.

    50 mA.    Verify that VPROG is approximately 0.1 Volts.             26. Select input from 5V Adaptor, but setting “Wall”

15. Increase the voltage on PS4 to 3.8 V. Increase Ld1                  (JP7)       jumper    to    “5V      Adaptor”.     Set      PS3  to

    to 100 mA.                                                          4.4 V. Turn on PS3.

                                                                        27. Verify that VOUT = 4.4 V.

4
                             QUICK START GUIDE FOR DEMONSTRATION CIRCUIT 1284A

                                   USB Compatible Switching Power Manager/Li-Ion Charger

                                                               with Overvoltage Protection

                                                                                      LTC4098EPDC

28. Turn off PS3.      Set WALL jumper (JP7) to “HV       33. Set PS4 to 4.1 V, verify that VOUT is 4.4~4.5V.

BUCK”.                                                    34.  Turn off PS1.

29. Set PS1 to 8 V.    Set “RUN/SS” jumper (JP1) to       35.  Set PS1 to 38 V, and repeat tests 32-35.

“RUN”.

30. Set PS4 to 3.3 V.                                     36. Turn off all supplies.

31. Turn on PS1.

32. Verify that VOUT = 3.6~3.7 V.

APPLICATION INFORMATION

This demo circuit is designed to demonstrate the full     and a bench power supply.   When using a USB cable

capability of the device.    Not all components are re-   or adaptor cable this input damping network will likely

quired in all applications.  The critical circuit compo-  not be required. Please note that the in-circuit capaci-

nents are on the top of the board near the IC.            tance of C4 is approximately 8uF at 5V. However, this

The VBUS input capacitor network of C3 and R3 is          capacitance is disconnected from the USB input by

used to dampen input source inductances that com-         Q1.  Therefore the USB load capacitance is not ex-

monly occur in laboratory setups with twisted leads       ceeded, as Q1 will limit the maximum inrush current.

                                                                                                               5
6

                              E1                                                                                                                                                                                                                                                INPUT    CURRENT      LIMIT       SETTINGS

                        HVIN                                                                                                LT3480EDD 4

                        8V-38V                                                                                                  U2                                                                                                                                                                CURRENT              CHARGER

                                                                                                                       C1                                                                                                                                                     D2   D1    D0        LIMIT               STATUS

                              E2                                                                                       4.7uF               VIN            1                                                                                                                     0     0  0

                        GND                                                    R1                                                                     BD                                                                                                                                       100mA     (1X)             ON

                                                                               150k                                    50V                      BOOST     2                                    TP15                                                                             0     0  1     1A   (10X)                 ON

                                                                               0402                                    1206                                                      C12           3480SW

                                                                                                                                                                                 0.47uF                                                                                         0     1  0     500mA     (5X)             ON

                                              JP1                              1%                                                                                                25V                             L2                                                             0     1  1     500uA     (SUSP)           OFF

                                              RUN/SS                                                                                                                             0603                            6.3uH                                                          1     0  0     100mA     (1X)             OFF                                                                                                              QUICK START GUIDE FOR DEMONSTRATION CIRCUIT 1284A

                                                                                                                             5   RUN/SS              SW   3

                                           RUN     SHDN                                                                                                                                                          NR6045T6R3                  R17      TP14                      1     0  1     1A        (10X)            OFF

                                                                                                                                                                                               1   D1                                        20          INJ

                                                                                   TP1                                                                                                             DFLS240L                                  1%                                 1     1  0     500mA     (5X)             OFF

                                                                            SYNC                                             6   SY NC                                                                                                       0402                               1     1  1     2.5mA     (SUSP)           OFF

                                                                                                                                                                             TP13                  40V

                                                                      C2                                                                                  7                  PG                2   2A            C10                         R16

                                                                      0.068uF                        TP2                                              PG                                 TP12                                                                 C11                                                                                                                   USB Compatible Switching Power Manager/Li-Ion Charger

                                                                      50V                         RT                        10   RT                                                       Vc            VALUE                                499k             22uF

                                                                      0603                                   R2              8                            9                                                      0402                        1%               0805

                                                                                                JP2                              FB                   Vc             R14                                         OPT                         0402             6.3V       HV  BUCK                                 E20

                                                                                                             40.2k                         GND                                                                                                                                              5V ADAPTOR            5V      ADAPTOR

                                                                            PWM/SYNC            SYNC         1%                                                      20k           C9                                            R15                                                                      C13

                                                                                                                                           11                        1%                                                          100k                                                    JP7                                4.5V-5.5V

                                                                                   BURST                     0402                                         C8         0402          VALUE                                                                                                 WALL             10uF

                                                                                                                                                      330pF          OPT           0402                                          1%                                                                       0603

                                                                                                                                                          6.3V                     OPT                                           0402                                                                     6.3V

                                                                                                     TP3                                                                                                                                                                                           R18    OPT

                                                                                                                                                          0402                                                                                                                                      1.0

                                                                                            3480FB                                                        OPT                                                                                                                                       5%

                              E3                                                                                                                                                                                                                                                                   0402                     E19

                        VUSB                                                                                                                                                                                                                                                                       OPT                           GND

                        4.35V-5.5V, Fault up to                                                       Q1

                        36V       J1                                                                  Si2306BDS                                                                                                                                                        TP11

   Figure 2: Schematic             VUSB    1                                                      3              2                                                                                                                                                     ACPR

                                           2  TP4              C3                                                                                                                  C4                                                                                                                                       E18

                                      D-      TP5  D-          4.7uF                                                                                                               22uF

                                           3  TP6 D+           50V                                                                       LTC4098EPDC                               0805                                                                                                                                          GND

                        USB Mini-B    D+                                                                                                                                                                                                                                                    3

                                                               1206                                       1                                     U1            13

                                      ID   4       ID    R3                                                                                                                        6.3V                                                                                                        Q2

                                           5             1.0                                         TP7                                                  VBUS               20                                                                                                    1           Si2333DS

                                      GND                                                                    25mil Cu clearance,     min.  2                         Vc

                                  MINI-B USB           5%                                  OVGATE                                               OVGATE                       18

                              E4                       0402                                                                                                          WALL                                                                                                                   2

                        GND                                                                 R4                                                                       ACPR    19                                                                                              TP10                                           E17

                                                                                            6.04k                                          1                                 10                                          25mil Cu clearance, min.                            IDGATE                                              VOUT

                                                                                            1%                                                  OVSENS               IDGATE                    L1                                VOUT                                                                             3.5V-5.5V, 2A

                                 E5                                                         0603                                                                             4098SW      TP9   3.3uH

                        NTCBIAS                                                                                                            4    NTCBIAS                                                                                                                                                                     E16

                                                                                                                 R5                                                  SW      14

                                                                                                                                                                                         LPS4018-332MLC                                            D2                           2                                                GND

                                                                                                                 100k                                                        12                                                                    CHRG                  1

                                                         Vout                                                    1%                                                  VOUT                                                  C6            C7        Green                           Q3

                              E6                                                                                 0402                                                                                                      22uF        22uF

                        NTC                                                                                                                5    NTC                                                                        0805        0805        R13                             Si2333DS

                                                                                                                                                                                                                           6.3V        6.3V        2.2k                         3

                             E7                                                                                                            15                                                                                                      5%                                                                     E15

                        D0                                                                                                                      D0                           8                                                                     0603

                                              JP3                                                                                          16                        CHRG                                                                                                                                                       CHRG

                                              D0                                                                                                D1

                                                                                                                                           17   D2                                                                                                                                                                     E14                             with Overvoltage Protection

                                              0    1                                                                                                              BATSENS    6                                                                                                                                            BATSENS

                             E8                                                                                                                                                                                                                                                                R11

                        D1                                                                                                                 7    PROG                                                                                                                                           0                            E13

                                              JP4                                                                                          3    CLPROG               BAT     11                                                                                                                0402                              BAT

                                              D1                                                                                                          GNDGND                                                                                                         C14                                           Vfloat=4.2V

                                              0    1                                                                                                      21      9                                                                                                      100uF                                              E12

                             E9                                                                                                                                                                                                                                          6.3V                                                    GND

                        D2                                                                                                                                                                                                                                    OSCON B6             R19

                                              JP5                                                                                                                                                                                                  R10                             0                                        J2

                                              D2                                                                                                                                                                                                   0                               0402                                1  BAT

                                                                                                                                                                                                                                                   0402                                                                2  GND

                                              0    1                                                                                                                                                                                                                                                                   3  NTC

                                                                                                                            JP6                                                                                                                                                                                   DF3-3P-2DSA

                              E10                                                                                          NTC       EXT                                                                                                                                                                                  OPT

                        PROG                                                                                                         INT                                         CUSTOMER NOTICE                               CONTRACT NO.                                                 1630 McCarthy Blvd.

                                 E11                                                                                                                                                                                                                                                        Milpitas, CA 95035                            LTC4098EPDC

                        CLPROG                                                                                                       R8                              LINEAR TECHNOLOGY HAS MADE A BEST EFFORT TO DESIGN A        APPROVALS                                                  Phone: (408)432-1900

                                                                                                                                     0                               CIRCUIT THAT MEETS CUSTOMER-SUPPLIED SPECIFICATIONS;      DRAWN:                                  TECHNOLOGY           Fax: (408)434-0507

                                                                                                                                     0402                            HOWEVER, IT REMAINS THE CUSTOMER'S RESPONSIBILITY TO        G. Barbehenn                                               LTC Confidential-For Customer Use Only

                                                                           R6        C5         R7                                                                   VERIFY PROPER AND RELIABLE OPERATION IN THE ACTUAL        CHECKED:            TITLE:     SCHEMATIC

                                                                           2.00k     0.1uF                                 R9                                        APPLICATION. COMPONENT SUBSTITUTION AND PRINTED           APPROVED:           LTC4098EPDC: USB Compatible Switching Power Manager/Li-Ion

                                                                                                3.01k                  100k                                          CIRUIT BOARD LAYOUT MAY SIGNIFICANTLY AFFECT CIRCUIT                                              Charger with Overvoltage Protection

                                                                           1%        16V        1%                         1%                                        PERFORMANCE OR RELIABILITY. CONTACT LINEAR                ENGINEER:

                                                                           0402      0402       0402                   0402                                                                                                      G. Barbehenn      SIZE       DWG NO.              DC1284A                                          REV

                                                                                                                                                                     TECHNOLOGY APPLICATIONS ENGINEERING FOR ASSISTANCE.       DESIGNER:           A

                                                                                                                                                                     THIS CIRCUIT IS PROPRIETARY TO LINEAR TECHNOLOGY AND                                                                                                           1

                                                                                                                                                                     SUPPLIED FOR USE WITH LINEAR TECHNOLOGY PARTS.                                DATE:      Tuesday , Nov ember 27, 2007                        SHEET     1   OF     1
QUICK START GUIDE FOR DEMONSTRATION CIRCUIT 1284A

USB Compatible Switching Power Manager/Li-Ion Charger

                      with Overvoltage Protection

                      LTC4098EPDC

Figure 3: DC1284 BOM

                                                       7
Mouser Electronics

Authorized Distributor

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Analog Devices Inc.:

DC1284A

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