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EN6337QI-E

器件型号:EN6337QI-E
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/
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器件描述

ENPIRION - EN6337QI-E - EVAL BOARD; EN6337QI BUCK DC-DC CONV

ENPIRION - EN6337QI-E - EVAL BOARD; EN6337QI BUCK 直流-直流 CONV

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EN6337QI-E器件文档内容

                                                  EN6337QI/EN6347QI Evaluation Board User Guide
                                                                                                          Nov 2010

Enpirion EN6337QI/EN6347QI DC-DC Converter
      w/Integrated Inductor Evaluation Board

Introduction

Thank you for choosing Enpirion, the source for ultra small foot print power converter
products! This evaluation board user guide applies to two products with identical
pinouts: The EN6337QI is a 3A device, and the EN6347QI is a 4A device. The term
EN63x7QI will refer to both products throughout this document. This evaluation board
user guide applies to the EN63x7-03 engineering devices. In addition to this document,
you will also need the latest device datasheet.

      The EN63x7QI features integrated inductor, power MOSFETS, controller, a bulk
          of the compensation network, and protection circuitry against system faults. This
          level of integration delivers a substantial reduction in footprint and parts count
          over competing solutions. The evaluation board is optimized for engineering ease
          of testing through programming options, clip leads, test points etc.

      The EN63x7QI features a customer programmable output voltage by means of a
          resistor divider. The resistor divider allows the user to set the output voltage to
          any value within the range 0.75V to (VIN-VDROPOUT). The evaluation board, as
          shipped is populated with a 4 resistor divider option. The upper resistor is fixed
          and has a phase lead capacitor in parallel. One of the 4 lower resistors is
          selected with the jumper option for different output voltages to change VOUT,
          retain the upper resistor and capacitor values and change only the lower resistor.

      This device has no over-voltage protection feature. We strongly recommend the
          customer to ensure the feedback loop is truly closed before powering up the
          device especially if the load can not withstand the input voltage.

      The input and output capacitors are X5R or X7R multi-layer ceramic chip
          capacitors. The Soft-start capacitor is a small 15nF X7R MLCC. Pads are
          available to have multiple input and output capacitors. This allows for evaluation
          of performance over a wide range of input/output capacitor combinations.

      Clip-on terminals are provided for ENA, SS, POK, and LLM pins.

      Banana jacks are provided for VIN and VOUT power terminals. Several signal and
          GND clip-on test points are also provided to measure VIN, VOUT, and GND nodes.

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                                            EN6337QI/EN6347QI Evaluation Board User Guide
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A jumper is provided for controlling the Enable signal. Enable may also be
    controlled using an external switching source by removing the jumper and
    applying the enable signal to the ENA clip-on terminal.

A jumper is also provided to connect the POK pull-up resistor to the input supply.
    This jumper is especially useful to measure the disable current and eliminates
    having to subtract the current drawn by the POK resistor.

A jumper is provided for controlling the LLM/SYNC pin. This pin can be high for
    automatic LLM (light-load mode) operation. If it is pulled low, the part will be in
    PWM mode only.

Foot print is also provided for a SMA connector to LLM/SYNC input. A switching
    input to this pin allows the device clock to be phase locked to an external signal.
    This external clock synchronization allows for moving any offending beat
    frequency to be moved out-of-band. A swept frequency applied to this pin results
    in spread spectrum operation and reduces the peaks in the noise spectrum of
    emitted EMI.

The board comes with input decoupling and reverse polarity protection to guard
    the device against common setup mishaps.

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                                                 EN6337QI/EN6347QI Evaluation Board User Guide
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Quick Start Guide

STEP 1: Set the "ENABLE" jumper to the Disable Position, as shown in Figure 1.

                     Figure 1: Shows POK, Enable, and LLM Jumpers. POK PWR jumper
                     as shown connects pull-up resistor to VIN. Enable jumper shown in
                     DISABLE position. LLM jumper as shown disables LLM operation.

STEP 2: Connect Power Supply to the input power connectors, VIN (+) and GND (-) as
indicated in Figure 1 and set the supply to the desired voltage. The device disable
current may be measured in this configuration.

         CAUTION: be mindful of the polarity. Even though the evaluation board comes
         with reverse polarity protection diodes, it may not protect the device under all
         conditions.
STEP 3: Connect the load to the output connectors VOUT (+) and GND (-), as
indicated in Figure 1.
STEP 4: Select the output voltage setting jumper. Figure 2 shows what output voltages
are achieved by selecting each jumper position. Populating multiple jumper positions
will allow you to select higher output voltages. You can populate up to all four jumper
positions for the highest VOUT of approximately 3.73V with the resistors populated on the
board.

                                       Figure 2: Output Voltage selection jumpers
                                             Jumper shown selects 1.55V output

                      (Jumper positions from left to right are: 2.25V, 1.55V, 1.2V and 1.0V)

STEP 5: Set the POK PWR and LLM jumpers to desired positions (see Figure 1). You
should disable POK when measuring low value input currents.
STEP 6: Apply VIN to the board and move the ENA jumper to the enabled position. The
EN63x7QI is now powered up! Various measurements such as efficiency, line and load
regulation, input / output ripple, load transient, drop-out voltage measurements may be

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                                                 EN6337QI/EN6347QI Evaluation Board User Guide
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conducted at this point. The over current trip level, short circuit protection, under voltage
lock out thresholds, temperature coefficient of the output voltage may also be measured
in this configuration.

CAUTION: The maximum allowable VIN for this version of devices is 6.6V.

STEP 6A: Power Up/Down Behavior Remove ENA jumper and connect a pulse
generator (output disabled) signal to the clip-on test point below ENA and Ground. Set
the pulse amplitude to swing from 0 to 2.5 volts. Set the pulse period to 10msec. and
duty cycle to 50%. Hook up oscilloscope probes to ENA, SS, POK and VOUT with clean
ground returns. Apply power to evaluation board. Enable pulse generator output.
Observe the SS capacitor and VOUT voltage ramps as ENA goes high and again as
ENA goes low. The device when powered down ramps down the output voltage in a
controlled manner before fully shutting down. The output voltage level when POK is
asserted /de-asserted as the device is powered up / down may be observed as well as
the clean output voltage ramp and POK signals.

STEP 7: External Clock Synchronization / Spread Spectrum Modes: In order to
activate this mode, it may be necessary to a solder a SMA connector at J8. Alternately
the input clock signal leads may be directly soldered to the through holes of J8 as
shown below.

                                                                                                     GND

                                                                                                     Ext. Clock

                                   Figure 3: SMA Connector for External Clock Input

Power down the device. Move ENA into disable position. Connect the clock signal as
just indicated. The clock signal should be clean and have a frequency in the range of
the nominal frequency 15%; amplitude 0 to 2.5 volts with a duty cycle between 20 and
80%. With SYNC signal disabled, power up the device and move ENA jumper to
Enabled position. The device is now powered up and outputting the desired voltage.
The device is switching at its free running frequency. The switching waveform may be
observed between test points SW and GND. Now enabling the SYNC signal will
automatically phase lock the internal switching frequency to the externally applied
frequency as long as the external clock parameters are within the specified range. To
observe phase-lock connect oscilloscope probes to the input clock as well as to the SW
test point. Phase lock range can be determined by sweeping the external clock
frequency up / down until the device just goes out of lock at the two extremes of its
range.

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                                                 EN6337QI/EN6347QI Evaluation Board User Guide
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For spread spectrum operation the input clock frequency may be swept between two
frequencies that are within the lock range. The sweep (jitter) repetition rate should be
limited to 10 kHz. The radiated EMI spectrum may be now measured in various states
free running, phase locked to a fixed frequency and spread spectrum. Before measuring
radiated EMI, place a 10uF/0805, X7R capacitor at the input and output edges of the
PCB (footprint already provided on the board), and connect the input power and the
load to the board at or near these capacitors. The added capacitor at the input edge is
for high-frequency decoupling of the input cables. The one added at the output edge is
meant to represent a typical load decoupling capacitor.

       Figure 4: Evaluation Board Layout Assembly Layer

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                                                                                       EN6337QI/EN6347QI Evaluation Board User Guide
                                                                                                                                               Nov 2010

                                                                                                                                                                                     J1POK J10 ENA J15 LLM

                                                                                                                                                                                     1        2                  1            2  3           1
                                                                                                                                                                                                 3                                              2
                                                                                                                                                                                                                                                   3

                                                                               PVIN                           FB1
                                                                                                    0805

                                                                                                                                                    C13
                                                                                                                                          0805

                                                     TP15                   3                  TP17                                                                                                                           ENA
                                   J9
                                                                        R8                R10CW -->             TP19                                   0402                  0805    0805     0805                                TP16
                                                                            2                                                                             C12                   C11     R9       R4
                                                                                                                                                                     SS                                                       POK
                                                                            1                                                                                                                                                                                    TP20
                                                                                                                                                                     TP12                                                         TP3
                                                                                                                                                                                                                                                        SYNC
                                                                                               TP21                                                                                                                               TP5
                                                                                                           TP18                                                                                                                                       J8
                                                                                                                                                                                                                              RLLM

     12                                                                                NC(SW)38 38  37          NC(SW)36 36  NC(SW)35 35  NC(SW)34 34  AVIN 33       VFB 31  30      RLLM 29  POK 28  ENABLE 27  LLM/SYNC 26
           34                                                                                         NC(SW)37                                               32                SS
                  56
                         78                                                                                                                                    AGND

     0805 R7                                                       TP1      1  NC(SW)1                                                                                                                                        BGND      25 C9         TP14
           0805 R5
                  0805 R1                                                                                                                                                                                                                       0402
                         0805 R3
                                                                   TP2      2 NC(SW)2                                                                                                                                         VDDB 24

                                                                            3                                                                                                                                                 NC23      23            TP4
                                                                                 NC3
                                                                                                                                                          U1
                                                                            4 NC4                                                                      EN63x7QI                                                               NC22 22                 TP13

                                                                            5                                                                                                                                                            21
                                                                                 VOUT                                                                                                                                         PVIN

                                                                            6 VOUT                                                                                                                                            PVIN 20

                                                                                       7 VOUT
                                                                                             8

                                                                                               VOUT
                                                                                                    9 VOUT
                                                                                                           10 VOUT
                                                                                                                 11 VOUT
                                                                                                                        12 NC(SW)12
                                                                                                                               13

                                                                                                                                 PGND
                                                                                                                                      14 PGND
                                                                                                                                            15

                                                                                                                                              PGND
                                                                                                                                                   16 PGND
                                                                                                                                                          17 PGND
                                                                                                                                                                 18 PGND
                                                                                                                                                                       19 PVIN

C10  R2
     0805
                         0805                                        TP11                                                                                                                                                                             TP8 VIN

                                                           VOUT                                           C2                                                                                                       C6                                 PVIN
                                                                                                          1206/0805                                                                                                1206/0805
                               TP7            TP6                       J7                                C3                                                                                                       C7
                                                                                                          1206/0805                                                                                         1206/0805
                                          R6                                                                                                                         J5
                                    0805                                                            J11                                                                           TP9                 J12

                                                                                                                                                                       PGND

                                                                                                                                                                             TP10

                                                                                                    2  1                                                                                                         2
                                                                                                                                                                                                                    1

                               2                                                                                                                                                                                                                          VIN
                                  1
                                                             2                                                                                                                                                                                        J4
                                                                1                                                                                                                                                                                      TP26

                                                                                                    1           2

                               J2             J3                                                                                                                             U2                       D1 + C1                                2
                                                                                                                                                                             6.5V
                                                                                                    J14                                                                                                                                         J13

                                                                                                                                                                                                                                             1

     Vout programming resistors:

                               R2 = 200k                                                                                                                                                                                                                 GND
                               R7 = 100k for VOUT = 2.25V
                               R5 = 187k for VOUT = 1.55V                                                                                                                                                                                              J6
                               R1 = 332k for VOUT = 1.20V                                                                                                                                                                                             TP25
                               R3 = 604k for VOUT = 1.00V

                                   Figure 5: EN63x7 Evaluation Board Schematic

                                                                                       Page 6 of 9
                                                 EN6337QI/EN6347QI Evaluation Board User Guide
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Test Recommendations
Recommendations

To guarantee measurement accuracy, the following precautions should be observed:
         1. Make all input and output voltage measurements at the board using the test
             points provided (TP8 to TP11). This will eliminate voltage drop across the line
             and load cables that can produce false readings.
         2. Measure input and output current with series ammeters or accurate shunt
             resistors. This is especially important when measuring efficiency.
         3. Use a low-loop-inductance scope probe tip shown below to measure
             switching signals and input / output ripple to avoid noise coupling into the
             probe ground lead. Input ripple, output ripple, and load transient deviation are
             best measured near the respective input / output capacitors. For more
             accurate ripple measurement, please see Enpirion App Note regarding this
             subject.

         4. The board includes a pull-up resistor for the POK signal and ready to monitor
             the power OK status at clip lead marked POK.

         5. A 15nF soft-start capacitor is populated on the board for ~1msec soft-start
             time.

         6. The over-current protection circuit typically limits the maximum load current to
             approximately 1.5X the rated value.

Input and Output Capacitors

Please refer to the BOM section for the value of input caps and output caps used on this
evaluation board, which is the result of combination for better performance and smaller
footprints.

NOTE: Capacitors must be X5R or X7R dielectric formulations to ensure adequate
capacitance over operating voltage and temperature ranges.

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                    EN6337QI/EN6347QI Evaluation Board User Guide
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Bill of Materials

Designator     Qty                                    Description

       C1        1  CAP, SMT ELECTROLYTIC, 150UF, 20%, 10V
       C2        1  CAP, CER 47UF 10V X5R 1206
   C3, C13       2  CAP, 10UF 0805 X7R 10% 10V CERAMIC
       C6        1  CAP, CER 22UF 10V X5R 1206
                 1  EN6337QI Evaluation Board CAP, 15PF 50V CERM CHIP 0805 SMD
      C10        1  EN6347QI Evaluation Board CAP, CERM 10PF 5% 50V NP0 0805
                    15000PF 10% 50V SMD 0805 X7R CERAMIC CHIP CAPACITOR
      C11       10
C7, C9, C12,        NOT USED
                 1
  J2, J3, J8,    1  S2A DIODE
J11, J12, R6,    3  MULTILAYER SMD FERRITE BEAD 4000MA 0805 L=TYPICAL (NOT
                 4  GUARANTED)
      R10        1  CONN, VERTICAL, 3 POSITION, SMT
       D1        1  BANANA JACK
                 1  CONNECTOR HEADER 8 POS .100" STR TIN
      FB1        1  RES 332K OHM 1/8W 1% 0805 SMD
                 1  RES 200K OHM 1/8W 0.1% 0805 SMD
J1, J10, J15    1  RES 604K OHM 1/8W 1% 0805 SMD
     J4-J7       1  RES 100K OHM 1/8W 1% 0805 SMD
       J9        1  RES 187K OHM 1/8W 1% 0805 SMD
       R1        1  RES 100K OHM 1/8W 0.1% 0805 SMD
       R2           EN6337QI RES 75.0K OHM 1/8W 1% 0805 SMD
       R3       14  EN6347QI RES 60.4K OHM 1/8W 0.1% 0805 SMD
       R4           THICK FILM RESISITOR 0 OHM 1/8W 5% 0805 SMD
       R5        1
       R7           TEST POINT SURFACE MOUNT
                 1
       R8                                      EN6337QI 3A GOOD TESTED

       R9           EN6337QI Evaluation Board  PRODUCT USING 6337-06 DIE- FIX
  TP3, TP5,
  TP8-TP12,                                    IN THE LLM FILTER LOGIC (GOLD
TP15-TP17
TP20, TP21,                                    WIRE)
TP25, TP26
                                               EN6347QI 4A GOOD TESTED
       U1
                    EN6347QI Evaluation Board  PRODUCT USING 6347-06 DIE-
       U2
                                               SOFT-SHORT FIX (COPPER WIRE)

                    TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR, 6.5V, BIDIRECTIONAL, SMT

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                                                 EN6337QI/EN6347QI Evaluation Board User Guide
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