电子工程世界电子工程世界电子工程世界

产品描述

搜索
 

EN5367QI

器件型号:EN5367QI
器件类别:半导体    模拟混合信号IC   
厂商名称:ENPIRION
厂商官网:http://www.enpirion.com/
下载文档 在线购买

EN5367QI在线购买

供应商 器件名称 价格 最低购买 库存  
EN5367QI ¥64.86 1 点击查看 点击购买

器件描述

SWITCHING REGULATOR

开关稳压器

参数
EN5367QI状态 ACTIVE
EN5367QI模拟IC其它类型 开关稳压器

EN5367QI器件文档内容

                                                                                            EN5367QI
                                                  6A Synchronous Highly Integrated DC-DC

                                                                                            PowerSoC

Description                                              Features

The EN5367QI is a Power System on a Chip                  High Efficiency (Up to 93%)
(PowerSoC) DC to DC converter with an integrated          Excellent Ripple and EMI Performance
inductor, PWM controller, MOSFETs and                     Up to 6A Continuous Operating Current
compensation to provide the smallest solution size in    Input Voltage Range (2.5V to 5.5V)
a 5.5x10x3mm 54-pin QFN module. It offers high            Frequency Synchronization (External Clock)
efficiency, excellent line and load regulation over       3% VOUT Accuracy (Over Line/Load/Temperature)
temperature and up to the full 6A load range. The         Optimized Total Solution Size (160mm2)
EN5367QI is specifically designed to meet the             Programmable Soft-Start
precise voltage and fast transient requirements of       Output Enable Pin and Power OK
high-performance, low-power processor, DSP, FPGA,         Thermal Shutdown, Over-Current, Short Circuit,
memory boards and system level applications in
distributed power architecture. The EN5367QI also          and Under-Voltage Lockout Protection (UVLO)
features switching frequency synchronization with an      RoHS Compliant, MSL Level 3, 260C Reflow
external clock, programmable soft-start as well as
thermal shutdown, over-current and short circuit         Applications
protection. The device's advanced circuit techniques,
ultra high switching frequency, and proprietary          Point of Load Regulation for Low-Power, ASICs
integrated inductor technology deliver high-quality,       Multi-Core and Communication Processors, DSPs,
ultra compact, non-isolated DC-DC conversion.              FPGAs and Distributed Power Architectures

The Enpirion integrated inductor solution significantly   Blade Servers, RAID Storage and LAN/SAN
helps to reduce noise. The complete power converter        Adapter Cards, Wireless Base Stations, Industrial
solution enhances productivity by offering greatly         Automation, Test and Measurement, Embedded
simplified board design, layout and manufacturing          Computing, and Printers
requirements. All Enpirion products are RoHS
compliant and lead-free manufacturing environment         Beat Frequency/Noise Sensitive Applications
compatible.

                                                                                              Efficiency vs. Output Current

                                                                                    100

                                                                                    90

                                                                                    80

                                                                    EFFICIENCY (%)  70

                                                                                    60                                        Actual Solution Size
                                                                                                                                      160mm2
                                                                                    50     CONDITIONS

                                                                                    40     VIN = 5.0V

                                                                                    30

                                                                                                              VOUT = 3.3V

                                                                                    20

                                                                                    10        VOUT = 1.2V

                                                                                    0

                                                                                        0  1           2                   3  4  5                  6

                                                                                              OUTPUT CURRENT (A)

       Figure 1. Simplified Applications Circuit         Figure 2. Highest Efficiency in Smallest Solution Size

07013                                             October 25, 2012                                                            www.enpirion.com

                                                                                                                                                     Rev: C
                                                                 EN5367QI

Ordering Information

Part Number        Package Markings       Temp Rating (C)                  Package Description
  EN5367QI               EN5367QI              -40 to +85      54-pin (5.5mm x 10mm x 3mm) QFN T&R
EN5367QI-E               EN5367QI                           QFN Evaluation Board

Packing and Marking Information: http://www.enpirion.com/resource-center-packing-and-marking-information.htm

Pin Assignments (Top View)

                                                       Figure 3: Pin Out Diagram (Top View)

NOTE A: NC pins are not to be electrically connected to each other or to any external signal, ground, or voltage.
However, they must be soldered to the PCB. Failure to follow this guideline may result in part malfunction or damage.
NOTE B: Shaded area highlights exposed metal below the package that is not to be mechanically or electrically
connected to the PCB. Refer to Figure 9 for details.
NOTE C: White `dot' on top left is pin 1 indicator on top of the device package.

Pin Description

   PIN     NAME                                                    FUNCTION
1-9, 18,     NC   NO CONNECT These pins may be internally connected. Do not connect them to each other
37, 40,           or to any other electrical signal. Failure to follow this guideline may result in device damage.
42, 45,    VOUT
48, 53-54  NC(SW)  Regulated converter output. Connect these pins to the load and place output capacitor
  10-17     PGND   between these pins and PGND pins 21-24.
                   NO CONNECT These pins are internally connected to the common switching node of the
  19-20,     PVIN  internal MOSFETs. They are not to be electrically connected to any external signal, ground, or
  49-52       PG   voltage. Failure to follow this guideline may result in damage to the device.
                   Input/Output power ground. Connect these pins to the ground electrode of the input and
  21-27            output filter capacitors. See VOUT and PVIN pin descriptions for more details.
                   Input power supply. Connect to input power supply. Decouple with input capacitor to PGND
  28-31            pins 25-27.
    32             High-side FET gate. This pin needs to be connected to BTMP using a 0.1F capacitor.

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 2

07013                                       October 25, 2012                                              Rev: C
                                                                                                EN5367QI

PIN NAME                                         FUNCTION

33  BTMP    Low side of the flying capacitor that drives the high-side FET gate. Connect to PG using a
            0.1F capacitor.

34  VDDB    Regulated voltage used for internal control circuitry. Decouple with a 0.1F capacitor to
            BGND.

35  BGND    Internal GND for VDDB. Connect to VDDB using a 0.1F capacitor. Do not tie to any grounds
            on the PCB.

            A clocked input to this pin will synchronize the internal switching frequency to the external

36  SYNC signal. If the SYNC function is not to be used, this pin has to be grounded. Do not float this pin

            or tie it to a static high voltage.

38  ENABLE  Input Enable. Applying a logic high enables the output and initiates a soft-start. Applying a
            logic low disables the output.

39  POK     Power OK is an open drain transistor used for power system state indication. POK is logic
            high when VOUT is within -10% of VOUT nominal.

41  EAOUT Optional Error Amplifier output. Allows for customization of the control loop.

43  SS      Soft-Start node. The soft-start capacitor is connected between this pin and AGND. The value
            of this capacitor determines the startup time.

            External Feedback Input. The feedback loop is closed through this pin. A voltage divider at

44  VFB VOUT is used to set the output voltage. The midpoint of the divider is connected to VFB. A

            phase lead capacitor from this pin to VOUT is also required to stabilize the loop.

46  AGND    Analog Ground. This is the Ground return for the controller. Needs to be connected to the
            GND plane using a via right next to the pin.

47  AVIN    Input power supply for the controller. Needs to be decoupled to AGND with a 0.1F capacitor
            and connected to the input voltage at a quiet point through a 10 resistor.

55  PGND    Not a perimeter pin. Device thermal pad to be connected to the system GND plane for heat
            sinking purposes through a matrix of vias.

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 3

07013                                       October 25, 2012                                              Rev: C
                                                                                        EN5367QI

Absolute Maximum Ratings

CAUTION: Absolute Maximum ratings are stress ratings only. Functional operation beyond the recommended operating
conditions is not implied. Stress beyond the absolute maximum ratings may impair device life. Exposure to absolute
maximum rated conditions for extended periods may affect device reliability.

                              PARAMETER                   SYMBOL       MIN    MAX       UNITS
Voltages on : PVIN, AVIN, VOUT                                         -0.3    6.5         V
Voltages on: ENABLE, POK, SYNC                                TSTG     -0.3  VIN+0.3       V
Voltages on: VFB, SS                                       TJ-ABS Max  -0.3    2.75        V
Storage Temperature Range                                              -65     150         C
Maximum Operating Junction Temperature                                         150         C
Reflow Temp, 10 Sec, MSL3 JEDEC J-STD-020A                                     260         C
ESD Rating (based on Human Body Model)                                        2000         V
ESD Rating (based on CDM)                                                      500         V

Recommended Operating Conditions

                     PARAMETER                            SYMBOL       MIN     MAX      UNITS
                                                               VIN     2.5      5.5        V
Input Voltage Range                                           VOUT     0.60  VIN VDO     V
                                                              IOUT                6        A
Output Voltage Range (Note 1)                                  TA      -40      +85        C
                                                               TJ      -40     +125        C
Output Current

Operating Ambient Temperature

Operating Junction Temperature

Thermal Characteristics

                              PARAMETER                   SYMBOL             TYP        UNITS
Thermal Resistance: Junction to Ambient (0 LFM) (Note 2)       JA             22         C/W
Thermal Resistance: Junction to Case (0 LFM)                   JC              2         C/W
Thermal Shutdown                                              TSD            150
Thermal Shutdown Hysteresis                                   TSDH            20           C
                                                                                           C

Note 1: VDO (Dropout Voltage) is defined as (ILOAD x Dropout Resistance). Please refer to Electrical Characteristics Table.

Note 2: Based on 2oz. external copper layers and proper thermal design in line with EIJ/JEDEC JESD51-7 standard for
high thermal conductivity boards.

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE    Enpirion Confidential            www.enpirion.com, Page 4

07013                                         October 25, 2012                                                        Rev: C
                                                                                             EN5367QI

Electrical Characteristics

NOTE: VIN=5.5V, Minimum and Maximum values are over operating ambient temperature range unless otherwise noted.
Typical values are at TA = 25C.

PARAMETER SYMBOL                          TEST CONDITIONS                  MIN TYP MAX UNITS

Operating Input       VIN                                                  2.5         5.5     V
Voltage

Under Voltage Lock-   VUVLOR         Voltage above which UVLO is not             2.25          V
out VIN Rising      VUVLOF         asserted
                      IS             Voltage below which UVLO is                 2.05          V
Under Voltage Lock-   VFB            asserted
out VIN Falling                                                                100           A
                                     ENABLE=0V
Shut-Down Supply                                                           0.735 0.75 0.765    V
Current                              Feedback node voltage at:
                                     VIN = 5V, ILOAD = 0, TA = 25C
Feedback Pin                         Feedback node voltage at:
Voltage                              2.5V  VIN  5.5V
                                     0A  ILOAD  6A
Feedback Pin          VFB                                                  0.7275 0.75 0.7725  V
Voltage

Feedback pin Input

Leakage Current       IFB            VFB pin input leakage current         -5          5       nA

(Note 3)

                                     Measured from when VIN > VUVLOR &

VOUT Rise Time        tRISE          ENABLE pin voltage crosses its logic  2.82  3.76  4.70    ms
(Note 3)                             high threshold to when VOUT reaches

                                     its final value. CSS = 47 nF

Soft Start Capacitor  CSS_RANGE                                            10          68      nF
Range

Output Drop Out       VDO            VINMIN - VOUT at Full load                  300   600     mV
Voltage Resistance                   Input to Output Resistance
                      RDO                                                        50    100     m
(Note 3)

Continuous Output     IOUT_Max_Cont                                        0           6       A
Current

Over Current Trip     IOCP           VIN = 5V, VOUT = 1.2V                       9             A
Level

Disable Threshold     VDISABLE       ENABLE pin logic low.                 0.0         0.6     V
                      VENABLE
ENABLE Threshold      TENLOCKOUT     ENABLE pin logic high                 1.8         VIN     V
                                     2.5V  VIN  5.5V
ENABLE Lockout
Time                                                                             2.4           ms

ENABLE pin Input      IENABLE        ENABLE pin has ~180k pull down              30            A
Current

Switching

Frequency (Free       FSW            Free Running frequency of oscillator        4             MHz

Running)

External SYNC

Clock Frequency       FPLL_LOCK      Range of SYNC clock frequency         3.2         4.2     MHz

Lock Range

SYNC Pin              VSYNC_LO       SYNC Clock Logic Level                            0.8     V
Threshold Lo

SYNC Pin              VSYNC_HI       SYNC Clock Logic Level (Note 4)       1.8         2.5     V
Threshold Hi

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential                  www.enpirion.com, Page 5

07013                                       October 25, 2012                                                              Rev: C
                                                                            EN5367QI

PARAMETER SYMBOL                          TEST CONDITIONS        MIN TYP MAX UNITS

POK Threshold     POKT   Output voltage as a fraction of         90         %
                         expected output voltage

POK Output low    VPOKL  With 1mA current sink into POK                0.4  V
Voltage

POK Output Hi     VPOKH  2.5V  VIN  5.5V                               VIN  V
Voltage

POK pin VOH

leakage current   IPOK   POK high                                      1    A

(Note 3)

SYNC Pin Current         SYNC Pin is <2.5V                       <100       nA

Note 3: Parameter not production tested but is guaranteed by design.
Note 4: For proper operation of the SYNC circuit, the high-level amplitude of the SYNC signal should not be above 2.5V.

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 6

07013                                       October 25, 2012                                              Rev: C
                                                                                                                                  EN5367QI

Typical Performance Curves

                                Efficiency vs. Output Current                                           Efficiency vs. Output Current

EFFICIENCY (%)      100               VOUT = 2.5V                       EFFICIENCY (%)      100               VOUT = 3.3V
                     90               VOUT = 1.8V                                            90               VOUT = 2.5V
                     80               VOUT = 1.2V     CONDITIONS                             80               VOUT = 1.8V     CONDITIONS
                     70               VOUT = 1.0V     VIN = 3.3V                             70               VOUT = 1.2V     VIN = 5.0V
                     60                                                                      60               VOUT = 1.0V
                     50                                                                      50
                     40         1     2            3  4   5          6                       40         1     2      3        4   5          6
                     30                                                                      30
                     20                                                                      20
                     10                                                                      10
                       0                                                                       0
                          0                                                                       0

                                      OUTPUT CURRENT (A)                                                      OUTPUT CURRENT (A)

                            Output Voltage vs. Output Current                                       Output Voltage vs. Output Current

                    1.020                                                                   1.220

OUTPUT VOLTAGE (V)  1.015       VOUT = 1.0V                             OUTPUT VOLTAGE (V)  1.215       VOUT = 1.2V
                    1.010                                                                   1.210

                    1.005                                                                   1.205

                    1.000                                                                   1.200

                    0.995                                                                   1.195

                    0.990                                CONDITIONS                         1.190                                CONDITIONS
                                                         VIN = 3.3V                                                              VIN = 3.3V
                    0.985                                                                   1.185
                                   1  2            3  4   5          6                                     1  2            3  4   5          6
                    0.980                                                                   1.180
                             0                                                                       0

                                      OUTPUT CURRENT (A)                                                      OUTPUT CURRENT (A)

                            Output Voltage vs. Output Current                                       Output Voltage vs. Output Current

                    1.820                                                                   2.520

OUTPUT VOLTAGE (V)  1.815       VOUT = 1.8V                             OUTPUT VOLTAGE (V)  2.515       VOUT = 2.5V
                    1.810                                                                   2.510

                    1.805                                                                   2.505

                    1.800                                                                   2.500

                    1.795                                                                   2.495

                    1.790                                CONDITIONS                         2.490                                CONDITIONS
                                                         VIN = 3.3V                                                              VIN = 3.3V
                    1.785                                                                   2.485
                                   1     2         3  4   5          6                                     1  2            3  4   5          6
                    1.780                                                                   2.480
                             0                                                                       0

                                      OUTPUT CURRENT (A)                                                      OUTPUT CURRENT (A)

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE                             Enpirion Confidential                           www.enpirion.com, Page 7

07013                                                                  October 25, 2012                                                                       Rev: C
                                                                                                                                EN5367QI

Typical Performance Curves (Continued)

                            Output Voltage vs. Output Current                                       Output Voltage vs. Output Current

                    1.020                                                                   1.820

OUTPUT VOLTAGE (V)  1.015        VOUT = 1.0V                            OUTPUT VOLTAGE (V)  1.815        VOUT = 1.8V
                    1.010                                                                   1.810

                    1.005                                                                   1.805

                    1.000                                                                   1.800

                    0.995                                                                   1.795

                    0.990                         CONDITIONS                                1.790                         CONDITIONS
                    0.985                         VIN = 5.0V                                                              VIN = 5.0V
                                                                                            1.785
                    0.980
                                                                                            1.780
                           0     1  2          3  4     5          6                                 0   1  2          3  4     5          6

                                    OUTPUT CURRENT (A)                                                      OUTPUT CURRENT (A)

                            Output Voltage vs. Output Current                                       Output Voltage vs. Output Current

                    2.520                                                                   3.320

OUTPUT VOLTAGE (V)  2.515        VOUT = 2.5V                            OUTPUT VOLTAGE (V)  3.315        VOUT = 3.3V
                    2.510                                                                   3.310

                    2.505                                                                   3.305

                    2.500                                                                   3.300

                    2.495                                                                   3.295

                    2.490                         CONDITIONS                                3.290                         CONDITIONS
                                                  VIN = 5.0V                                                              VIN = 5.0V
                    2.485                                                                   3.285
                                 1  2          3  4     5          6                                     1  2          3  4     5          6
                    2.480                                                                   3.280
                             0                                                                       0

                                    OUTPUT CURRENT (A)                                                      OUTPUT CURRENT (A)

                            Output Voltage vs. Input Voltage                                        Output Voltage vs. Input Voltage

                    1.020                                                                   1.820

OUTPUT VOLTAGE (V)  1.015           LOAD = 0A                           OUTPUT VOLTAGE (V)  1.815           LOAD = 0A
                    1.010           LOAD = 2A                                               1.810           LOAD = 2A
                    1.005           LOAD = 4A                                               1.805           LOAD = 4A
                                    LOAD = 6A                                                               LOAD = 6A

                    1.000                                                                   1.800

                    0.995                                                                   1.795

                    0.990                         CONDITIONS                                1.790                         CONDITIONS
                                                  TA = 25 C                                                               TA = 25 C
                    0.985                         VOUT_NOM = 1.0V                           1.785                         VOUT_NOM = 1.8V

                    0.980        3  3.5        4  4.5   5          5.5                      1.780        3  3.5        4  4.5   5          5.5
                            2.5                                                                     2.5

                                    INPUT VOLTAGE (V)                                                       INPUT VOLTAGE (V)

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE                           Enpirion Confidential                               www.enpirion.com, Page 8

07013                                                                October 25, 2012                                                                           Rev: C
                                                                                                                                                       EN5367QI

Typical Performance Curves (Continued)

                                        Output Voltage vs. Temperature                                                    Output Voltage vs. Temperature

OUTPUT VOLTAGE (V)          1.820       LOAD = 0.1A          CONDITIONS           OUTPUT VOLTAGE (V)          1.820       LOAD = 0.1A          CONDITIONS
                            1.815       LOAD = 2A            VIN = 3.3V                                       1.815       LOAD = 2A            VIN = 4.3V
                            1.810       LOAD = 4A            VOUT_NOM = 1.8V                                  1.810       LOAD = 4A            VOUT_NOM = 1.8V
                            1.805       LOAD = 6A                                                             1.805       LOAD = 6A
                            1.800       LOAD = 8A                                                             1.800       LOAD = 8A

                            1.795                                                                             1.795

                            1.790                                                                             1.790

                            1.785                                                                             1.785

                            1.780                                                                             1.780

                                   -40  -15      10          35      60       85                                     -40  -15      10          35      60       85

                                        AMBIENT TEMPERATURE ( C)                                                          AMBIENT TEMPERATURE ( C)

                                        Output Voltage vs. Temperature                                                    Output Voltage vs. Temperature

OUTPUT VOLTAGE (V)          1.820       LOAD = 0.1A          CONDITIONS           OUTPUT VOLTAGE (V)          1.820       LOAD = 0.1A          CONDITIONS
                            1.815       LOAD = 2A            VIN = 5.0V                                       1.815       LOAD = 2A            VIN = 5.5V
                            1.810       LOAD = 4A            VOUT_NOM = 1.8V                                  1.810       LOAD = 4A            VOUT_NOM = 1.8V
                            1.805       LOAD = 6A                                                             1.805       LOAD = 6A
                            1.800       LOAD = 8A                                                             1.800       LOAD = 8A

                            1.795                                                                             1.795

                            1.790                                                                             1.790

                            1.785                                                                             1.785

                            1.780                                                                             1.780

                                   -40  -15      10          35      60       85                                     -40  -15      10          35      60       85

                                        AMBIENT TEMPERATURE ( C)                                                          AMBIENT TEMPERATURE ( C)

                                        Output Current De-rating                                                          Output Current De-rating

MAXIMUM OUTPUT CURRENT (A)  6.000           VOUT = 1.8V      CONDITIONS           MAXIMUM OUTPUT CURRENT (A)  6.000           VOUT = 1.0V      CONDITIONS
                            5.500           VOUT = 2.5V                                                       5.500           VOUT = 1.8V
                            5.000                            VIN = 3.3V                                       5.000           VOUT = 2.5V      VIN = 5.0V
                            4.500                            TJMAX = 125 C                                    4.500           VOUT = 3.3V      TJMAX = 125 C
                            4.000                            JA = 22 C/W                                      4.000                            JA = 22 C/W
                            3.500                            5.5x10x3mm QFN                                   3.500                            5.5x10x3mm QFN
                            3.000                                                                             3.000
                            2.500                            No Air Flow                                      2.500                            No Air Flow
                            2.000                                                                             2.000
                                        60   65          70      75  80       85                                          60   65          70      75  80       85
                                    55                                                                                55

                                        AMBIENT TEMPERATURE ( C)                                                          AMBIENT TEMPERATURE ( C)

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE                                      Enpirion Confidential                                        www.enpirion.com, Page 9

07013                                                                           October 25, 2012                                                                                    Rev: C
Typical Performance Characteristics                                                          EN5367QI

                 Output Ripple at 20MHz Bandwidth        Output Ripple at 20MHz Bandwidth

VOUT                                                VOUT
(AC Coupled)                                        (AC Coupled)

CONDITIONS                                         CONDITIONS
VIN = 3.3V                                         VIN = 3.3V
VOUT = 2.5V                                        VOUT = 2.5V
NO LOAD                                            LOAD = 6A
CIN = 47F (1206)                                  CIN = 47F (1206)
COUT = 47F(1206) + 10F(0805)                     COUT = 47F(1206) + 10F(0805)

    Output Ripple at 20MHz Bandwidth                   Output Ripple at 20MHz Bandwidth

VOUT                                              VOUT
(AC Coupled)                                      (AC Coupled)

CONDITIONS                                         CONDITIONS
VIN = 5V                                           VIN = 5V
VOUT = 1V                                          VOUT = 1V
NO LOAD                                            LOAD = 6A
CIN = 47F (1206)                                  CIN = 47F (1206)
COUT = 47F(1206) + 10F(0805)                     COUT = 47F(1206) + 10F(0805)

       Enable Power Up/Down                                Enable Power Up/Down

      ENABLE                                           ENABLE

VOUT                                               VOUT
POK                                                POK

No Load  CONDITIONS                                                           Load = 6A
         VIN = 5.5V, VOUT = 3.3V
         CIN = 47F(1206) + 47nF(0805)                           CONDITIONS
         COUT = 47F(1206), Css = 47nF                           VIN = 5.5V, VOUT = 3.3V
                                                                 CIN = 47F(1206) + 47nF(0805)
                                                                 COUT = 47F(1206), Css = 47nF

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 10

07013                                       October 25, 2012                                                Rev: C
                                                                                                 EN5367QI

Typical Performance Characteristics (Continued)

Load Transient from 0.01 to 6A            Load Transient from 0.01 to 6A

VOUT                                      VOUT
(AC Coupled)                              (AC Coupled)

LOAD  CONDITIONS                          LOAD                   CONDITIONS
      VIN = 5.5V, VOUT = 1.0V                                    VIN = 5.5V, VOUT = 3.3V
      CIN = 47F(1206) + 47nF (0805)                             CIN = 47F(1206) + 47nF (0805)
      COUT = 47F (1206)                                         COUT = 47F (1206)

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 11

07013                                       October 25, 2012                                                Rev: C
                                                                              EN5367QI

Functional Block Diagram

                                          Figure 4: Functional Block Diagram

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential               www.enpirion.com, Page 12

07013                                       October 25, 2012                                                             Rev: C
Functional Description                                                                                 EN5367QI

Synchronous Buck Converter                              signal has to be low for at least the ENABLE Lock-
                                                        out Time (2.4ms) in order for the device to respond
The EN5367QI is a synchronous, programmable             to a falling edge on this pin. Note that the device
power supply with integrated power MOSFET               should not be enabled into a pre-biased output.
switches and integrated inductor. The nominal input
voltage range is 2.5V to 5.5V. The output voltage is    Pre-Bias Operation
programmed using an external resistor divider
network. The control loop is voltage-mode with a        The EN5367QI is not designed to be turned on into
type III compensation network. Much of the              a pre-biased output voltage. Be sure the output
compensation circuitry is internal to the device.       capacitors are not charged or the output of the
However, a phase lead capacitor is required along       EN5367QI is not pre-biased when the EN5367QI is
with the output voltage feedback resistor divider to    first enabled.
complete the type III compensation network. The
device uses a low-noise PWM topology. Up to 6A          Frequency Synchronization
of continuous output current can be drawn from this
converter. The 4 MHz switching frequency allows         The switching frequency of the DC/DC converter
the use of small size input / output capacitors, and    can be phase-locked to an external clock source to
realizes a wide loop bandwidth within a small foot      move unwanted beat frequencies out of band. To
print.                                                  avail this feature, the clock source should be
                                                        connected to the SYNC pin. An activity detector
Protection Features:                                    recognizes the presence of an external clock signal
                                                        and automatically phase-locks the internal oscillator
The power supply has the following protection           to this external clock. Phase-lock will occur as long
features:                                               as the input clock frequency is in the lock range
Over-Current Protection                               specified in the Electrical Characteristics Table.
Thermal Shutdown with Hysteresis.                     If the SYNC function is not to be used, this pin has
Under-voltage Lockout                                 to be grounded. Do not float this pin or tie it to a
                                                        static high voltage.
Additional Features:
                                                        Spread Spectrum Mode
Frequency Synchronization (External Clock)
Programmable Soft-start                               The external clock frequency may be swept within
Output Enable and Power OK                            the SYNC frequency lock range at repetition rates
                                                        of up to 10 kHz in order to reduce EMI frequency
Power Up-Down Sequencing                                components.

During power-up, ENABLE should not be asserted          Soft-Start Operation
before PVIN, and PVIN should not be asserted
before AVIN. Tying all three pins together meets        During Soft-start, the output voltage is ramped up
these requirements. ENABLE can also be tied to          gradually upon start-up. The output rise time is
AVIN and come up with it, while PVIN can be safely      controlled by the choice of soft-start capacitor,
ramped up and down. Alternatively, PVIN can be          which is placed between the SS pin (30) and the
brought high after AVIN is asserted, and the device     AGND pin (32).
can be turned on and off by toggling the ENABLE
pin.                                                         Rise Time [ms]: TR  (Css [nF]* 0.08) 25%

Enable Operation                                        where rise time is in ms, and CSS is in nF. During
                                                        start-up of the converter, the reference voltage to
The ENABLE pin provides a means to enable               the error amplifier is linearly increased to its final
normal operation or to shut down the device. A          level by an internal current source of approximately
logic high will enable the converter into normal        10uA. Typical soft-start rise time is ~3.75ms with a
operation. When the ENABLE pin is asserted (high)       soft-start capacitor of 47nF. The rise time is
the device will undergo a normal soft start. A logic    measured from when VIN > VUVLOR and ENABLE pin
low will disable the converter. A logic low will power  voltage crosses its logic high threshold, to when
down the device in a controlled manner and the          VOUT reaches its programmed value.
device is subsequently shut down. The ENABLE

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 13

07013                                       October 25, 2012                                                Rev: C
POK Operation                                                                                         EN5367QI

The POK signal is an open drain signal (requires a     approximately 150C. After a thermal shutdown
pull up resistor to VIN or similar voltage) from the   event, when the junction temperature drops by
converter indicating the output voltage is within the  approx 20C, the converter will re-start with a
specified range. The POK signal will be logic high     normal soft-start.
(VIN) when the output voltage is above 90% of
programmed VOUT. If the output voltage goes below      Input Under-Voltage Lock-Out
this threshold, the POK signal will be a logic low.
                                                       Internal circuits ensure that the converter will not
Over-Current Protection                                start switching until the input voltage is above the
                                                       specified minimum voltage. Hysteresis, input de-
The current limit function is achieved by sensing      glitch and output leading edge blanking ensure high
the current flowing through the Power PFET. When       noise immunity and prevent false UVLO triggers.
the sensed current exceeds the over current trip
point, both power FETs are turned off for the          Compensation
remainder of the switching cycle. If the over-current
condition is removed, the over-current protection      The EN5367QI uses a type 3 compensation
circuit will enable normal PWM operation. If the       network. As noted earlier, a piece of the
over-current condition persists, the soft start        compensation network is the phase lead capacitor
capacitor will gradually discharge causing the         CA in Figure 1. This network is optimized for use
output voltage to fall. When the OCP fault is          with about 50F of output capacitance and will
removed, the output voltage will ramp back up to       provide wide loop bandwidth and excellent transient
the desired voltage. This circuit is designed to       performance for most applications. Voltage mode
provide high noise immunity.                           operation provides high noise immunity at light
                                                       load.
Thermal Overload Protection
                                                       In some applications modifications to the
Thermal shutdown circuit will disable device           compensation may be required. For more
operation when the Junction temperature exceeds        information, contact Enpirion Applications
                                                       Engineering support.

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 14

07013                                       October 25, 2012                                                Rev: C
                                                                                                   EN5367QI

Application Information                                Recommended Input Capacitors

The EN5367QI output voltage is programmed using        Description                MFG              P/N
a simple resistor divider network. Figure 1 shows
the resistor divider configuration.                    47nF, 50V or 25V, 10%      Murata       GRM21BR71H473KA01L
                                                       X7R, 0805
       Figure 1: VOUT Resistor Divider &
                      Compensation Capacitor           (1 capacitor needed right Taiyo Yuden   TMK212B7473KD-T
                                                       next to device input pins)
The feedback and compensation network values
depend on the input voltage and output voltage.        47F, 10V, 20%             Murata       GRM31CR61A476ME15L
Calculate the external feedback and compensation       X5R, 1206
network values with the equations below.
                                                       (1 capacitor needed in     Taiyo Yuden  LMK316BJ476ML-T
         RA [k] = 30 x VIN [V]                         parallel with 47nF above)
          *Round RA up to closest standard value
                                                       22F, 10V, 20%             Murata       GRM31CR61A226ME19L
         CA [pF] = 2975 / RA [k]                       X5R, 1206
          *Round CA down to closest standard value
                                                       (2 capacitors needed in Taiyo Yuden     LMK316BJ226ML-T
         RB[k] = (VFB x RA) / (VOUT VFB) [V]         parallel with 47nF above)
         VFB = 0.75V nominal
          *Use closest suitable value for RB [k]       Table 1. Recommended Input Capacitors

         RCA = VIN x (1.95 0.46 x VOUT) k            Output Capacitor Selection

Input Capacitor Selection                              The EN5367QI has been nominally optimized for
                                                       use with a 47F/1206 output capacitor. For better
The EN5367QI requires a 47F/1206 and a                 output ripple performance, use an additional
47nF/0805 input capacitor. Low-cost, low-ESR           10F/0805 capacitor. Low ESR ceramic capacitors
ceramic capacitors should be used as input             are required with X5R or X7R rated dielectric
capacitors for this converter. The dielectric must be  formulation. Y5V or equivalent dielectric
X5R or X7R rated. Y5V or equivalent dielectric         formulations must not be used as these lose too
formulations must not be used as these lose too        much capacitance with frequency, temperature and
much capacitance with frequency, temperature and       bias voltage. Refer to Table 2 for
bias voltage.                                          recommendations.
The first capacitor next to the PVIN and PGND pins
must be a 47nF, 0805, X7R capacitor. Behind this       Output ripple voltage is determined by the
first capacitor there can be either a single 47F      aggregate output capacitor impedance. Output
capacitor or 2x22F capacitors. Refer to Table 1 for   impedance, denoted as Z, is comprised of effective
recommendations.                                       series resistance, ESR, and effective series
                                                       inductance, ESL:

                                                                              Z = ESR + ESL

                                                       Placing output capacitors in parallel reduces the
                                                       impedance and will hence result in lower ripple
                                                       voltage.

                                                                       1 = 1 + 1 + ... + 1
                                                                       Z Total Z1 Z 2          Zn

                                                       Typical Ripple Voltages

                                                       Output Capacitor           Typical Output Ripple (mVp-p)
                                                         Configuration              (as measured on EN5367QI
                                                                                          Evaluation Board)*

                                                       1 x 47F                                17

                                                       47F + 10F                             9

                                                       * Note: 20 MHz BW limit

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential                   www.enpirion.com, Page 15

07013                                       October 25, 2012                                                                 Rev: C
Recommended Output Capacitors                                                                              EN5367QI

Description                MFG            P/N               Power-Up Sequencing

47F, 6.3V, 20%            Murata       GRM31CR60J476ME19L  During power-up, ENABLE should not be asserted
X5R, 1206                  Taiyo Yuden  JMK316BJ476ML-T     before PVIN, and PVIN should not be asserted
(1 capacitor needed)                                        before AVIN. Tying all three pins together meets
                                                            these requirements.
10F, 10V, 10%             Murata       GRM31CR71A106KA01L
X5R, 1206                                                   Technical Suport

(Optional 1 capacitor in   Taiyo Yuden  LMK316BJ226ML-T     Contact Enpirion Applications for additional support
                                                            regarding the use of this product
parallel with 47F above)                                   (techsupport@enpirion.com).

Table 2. Recommended Output Capacitors

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE                 Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 16

07013                                                      October 25, 2012                                                Rev: C
Thermal Considerations                                                                                          EN5367QI

Thermal considerations are important power supply                PIN = POUT /
design facts that cannot be avoided in the real
world. Whenever there are power losses in a                      PIN  19.8W / 0.88  22.5W
system, the heat that is generated by the power
dissipation needs to be accounted for.                           The power dissipation (PD) is the power loss in the
                                                                 system and can be calculated by subtracting the
The Enpirion EN5367QI DC-DC converter is                         output power from the input power.
packaged in a 5.5x10x3mm 54-pin QFN package.
The QFN package is constructed with copper lead                  PD = PIN POUT
frames that have exposed thermal pads. The
exposed thermal pad on the package should be                          22.5W 19.8W  2.7W
soldered directly on to a copper ground pad on the
printed circuit board (PCB) to act as a heat sink.               With the power dissipation known, the temperature
The recommended maximum junction temperature                     rise in the device may be estimated based on the
for continuous operation is 125C. Continuous                    theta JA value (JA). The JA parameter estimates
operation above 125C may reduce long-term                       how much the temperature will rise in the device for
reliability. The device has a thermal overload                   every watt of power dissipation. The EN5367QI has
protection circuit designed to turn off the device at            a JA value of 22 C/W without airflow.
an approximate junction temperature value of
150C.                                                           Determine the change in temperature (T) based
                                                                 on PD and JA.
The following example and calculations illustrate
the thermal performance of the EN5367QI.                         T = PD x JA

Example:                                                         T  2.7W x 22C/W = 59.4C  60C

VIN = 5V                                                         The junction temperature (TJ) of the device is
                                                                 approximately the ambient temperature (TA) plus
VOUT = 3.3V                                                      the change in temperature. We assume the initial
                                                                 ambient temperature to be 25C.
IOUT = 6A
                                                                 TJ = TA + T
First calculate the output power.
                                                                 TJ  25C + 60C  85C
POUT = 3.3V x 6A = 19.8W
                                                                 The maximum operating junction temperature
Next, determine the input power based on the                     (TJMAX) of the device is 125C, so the device can
efficiency () shown in Figure 6.                                 operate at a higher ambient temperature. The
                                                                 maximum ambient temperature (TAMAX) allowed can
                100      Efficiency vs. Output Current           be calculated.
                 90                                      88%
                 80                                              TAMAX = TJMAX PD x JA
EFFICIENCY (%)   70
                 60                                                       125C 60C  65C
                 50
                 40                                              The maximum ambient temperature the device can
                 30                                              reach is 65C given the input and output conditions.
                 20                                              Note that the efficiency will be slightly lower at
                 10                                              higher temperatures and this calculation is an
                   0                                             estimate.
                      0
                            VOUT = 3.3V     CONDITIONS
                                            VIN = 5.0V

                         1  2            3  4   5             6

                            OUTPUT CURRENT (A)

            Figure 6: Efficiency vs. Output Current
For VIN = 5V, VOUT = 3.3V at 6A,   88%
= POUT / PIN = 88% = 0.88

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE                         Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 17

07013                                                              October 25, 2012                                                Rev: C
                                                                 EN5367QI

Engineering Schematic

Figure 7: Engineering Schematic with Engineering Notes

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 18

07013                                       October 25, 2012                                                Rev: C
Layout Recommendation                                                                                  EN5367QI

   Figure 8: Top Layout with Critical Components Only   Recommendation 4: The thermal pad underneath
(Top View). See Figure 7 for corresponding schematic.  the component must be connected to the system
This layout only shows the critical components and      ground plane through as many vias as possible.
top layer traces for minimum footprint in single-       The drill diameter of the vias should be 0.33mm,
supply mode with ENABLE tied to AVIN. Alternate         and the vias must have at least 1 oz. copper plating
circuit configurations & other low-power pins need      on the inside wall, making the finished hole size
to be connected and routed according to customer        around 0.20-0.26mm. Do not use thermal reliefs or
application. Please see the Gerber files at             spokes to connect the vias to the ground plane.
www.enpirion.com for details on all layers.             This connection provides the path for heat
Recommendation 1: Input and output filter               dissipation from the converter.
capacitors should be placed on the same side of
the PCB, and as close to the EN5367QI package           Recommendation 5: Multiple small vias (the same
as possible. They should be connected to the            size as the thermal vias discussed in
device with very short and wide traces. Do not use      recommendation 4) should be used to connect
thermal reliefs or spokes when connecting the           ground terminal of the input capacitor and output
capacitor pads to the respective nodes. The +V and      capacitors to the system ground plane. It is
GND traces between the capacitors and the               preferred to put these vias along the edge of the
EN5367QI should be as close to each other as            GND copper closest to the +V copper. These vias
possible so that the gap between the two nodes is       connect the input/output filter capacitors to the
minimized, even under the capacitors.                   GND plane, and help reduce parasitic inductances
Recommendation 2: The PGND connections for              in the input and output current loops.
the input and output capacitors on layer 1 need to
have a slit between them in order to provide some       Recommendation 6: AVIN is the power supply for
separation between input and output current loops.      the small-signal control circuits. It should be
Recommendation 3: The system ground plane               connected to the input voltage at a quiet point. In
should be the first layer immediately below the         Figure 8 this connection is made at the input
surface layer. This ground plane should be              capacitor.
continuous and un-interrupted below the converter
and the input/output capacitors.                        Recommendation 7: The layer 1 metal under the
                                                        device must not be more than shown in Figure 8.
                                                        Refer to the section regarding Exposed Metal on
                                                        Bottom of Package. As with any switch-mode
                                                        DC/DC converter, try not to run sensitive signal or
                                                        control lines underneath the converter package on
                                                        other layers.

                                                        Recommendation 8: The VOUT sense point should
                                                        be just after the last output filter capacitor. Keep the
                                                        sense trace short in order to avoid noise coupling
                                                        into the node.

                                                        Recommendation 9: Keep RA, CA, RB, and RCA
                                                        close to the VFB pin (Refer to Figure 8). The VFB
                                                        pin is a high-impedance, sensitive node. Keep the
                                                        trace to this pin as short as possible. Whenever
                                                        possible, connect RB directly to the AGND pin
                                                        instead of going through the GND plane.

                                                        Recommendation 10: Follow all the layout
                                                        recommendations as close as possible to optimize
                                                        performance. Enpirion provides schematic and
                                                        layout reviews for all customer designs. Please
                                                        contact local Sales Representatives for references
                                                        to Enpirion Applications Engineering support.

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 19

07013                                       October 25, 2012                                                Rev: C
                                                                 EN5367QI

Design Considerations for Lead-Frame Based Modules

Exposed Metal on Bottom of Package

Lead-frames offer many advantages in thermal performance, in reduced electrical lead resistance, and in
overall foot print. However, they do require some special considerations.

In the assembly process lead frame construction requires that, for mechanical support, some of the lead-frame
cantilevers be exposed at the point where wire-bond or internal passives are attached. This results in several
small pads being exposed on the bottom of the package, as shown in Figure 9.

Only the thermal pad and the perimeter pads are to be mechanically or electrically connected to the PC board.
The PCB top layer under the EN5367QI should be clear of any metal (copper pours, traces, or vias) except for
the thermal pad. The "shaded-out" area in Figure 9 represents the area that should be clear of any metal on
the top layer of the PCB. Any layer 1 metal under the shaded-out area runs the risk of undesirable shorted
connections even if it is covered by soldermask.

The solder stencil aperture should be smaller than the PCB ground pad. This will prevent excess solder from
causing bridging between adjacent pins or other exposed metal under the package. Please consult the
Enpirion Manufacturing Application Note for more details and recommendations.

                                   Figure 9: Lead-Frame exposed metal (Bottom View)
Shaded area highlights exposed metal that is not to be mechanically or electrically connected to the PCB.

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 20

07013                                       October 25, 2012                                                Rev: C
                                                                 EN5367QI

Recommended PCB Footprint

Figure 10: EN5367QI PCB Footprint (Top View)

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 21

07013                                       October 25, 2012                                                Rev: C
                                                                 EN5367QI

Package and Mechanical

                                      Figure 11: EN5367QI Package Dimensions (Bottom View)
Packing and Marking Information: http://www.enpirion.com/resource-center-packing-and-marking-information.htm

Contact Information

Enpirion, Inc.
Perryville III Corporate Park
53 Frontage Road - Suite 210
Hampton, NJ 08827 USA
Phone: 1.908.894.6000
Fax: 1.908.894.6090

Enpirion reserves the right to make changes in circuit design and/or specifications at any time without notice. Information furnished by Enpirion is
believed to be accurate and reliable. Enpirion assumes no responsibility for its use or for infringement of patents or other third party rights, which may
result from its use. Enpirion products are not authorized for use in nuclear control systems, as critical components in life support systems or equipment
used in hazardous environment without the express written authority from Enpirion

Enpirion 2012 all rights reserved, E&OE  Enpirion Confidential  www.enpirion.com, Page 22

07013                                       October 25, 2012                                                Rev: C
This datasheet has been downloaded from:
            datasheet.eeworld.com.cn

                 Free Download
           Daily Updated Database
      100% Free Datasheet Search Site
  100% Free IC Replacement Search Site
     Convenient Electronic Dictionary

               Fast Search System
             www.EEworld.com.cn

                                                 All Datasheets Cannot Be Modified Without Permission
                                                                Copyright Each Manufacturing Company
小广播

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 大学堂 TI培训 Datasheet 电子工程

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved