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LT3688EUF#TRPBF

器件型号:LT3688EUF#TRPBF
器件类别:半导体    电源管理 IC    稳压器与电压控制器    开关稳压器   
厂商名称:Analog Devices Inc.
标准:
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器件描述

开关稳压器 Dual 800mA Step-Down Switching Regulator with Power-On Reset and Watchdog Timer

参数
产品属性属性值
制造商:Analog Devices Inc.
产品种类:开关稳压器
RoHS:详细信息
安装风格:SMD/SMT
封装 / 箱体:QFN-24
输出电压:32.4 V
输出电流:0.8 A
输出端数量:2 Output
最大输入电压:36 V
拓扑结构:Buck
最小输入电压:3.8 V
开关频率:2.2 MHz
最小工作温度:- 40 C
最大工作温度:+ 125 C
系列:LT3688
封装:Reel
输入电压:3.8 V to 36 V
工作温度范围:- 40 C to + 125 C
静态电流:0.065 mA
类型:Step Down Switching Regulator
商标:Analog Devices / Linear Technology
关闭:Shutdown
工作电源电流:0.065 mA
产品类型:Switching Voltage Regulators
工厂包装数量:2500
子类别:PMIC - Power Management ICs

LT3688EUF#TRPBF器件文档内容

                                                                                                                                                                                LT3688

                                                                                                                 Dual 800mA Step-Down

                                                                                                                 Switching Regulator with

                                                                                                                        Power-On Reset and

                                                                                                                                                Watchdog Timer

FEATURES                                                                                             DESCRIPTION

n  Wide Input Range:                                                                                 The LT®3688 is an adjustable frequency (350kHz to

         Operation from 3.8V to 36V                                                                  2.2MHz) dual monolithic step-down switching regulator

n  Low Ripple (<25mVP-P) Burst Mode Operation:                                                       with two power-on reset timers and a watchdog timer.

         IQ = 115μA at 12VIN to 3.3V and 5V                                                          The regulator operates off inputs up to 36V. Low ripple

n  Programmable, Defeatable Window Watchdog Timer                                                    Burst Mode® operation maintains high efficiency at low

n  Two Independently Programmable Power-On-Reset                                                     output current while keeping output ripple below 25mV in

   Timers                                                                                            a typical application, with input quiescent current of just

n  Synchronizable, Adjustable 350kHz-2.2MHz                                                          115μA. Shutdown circuitry reduces input supply current

   Switching Frequency                                                                               to less than 1μA while EN/UVLO is pulled low.

n  Two 800mA Output Switching Regulators with Internal                                               The reset and watchdog timeout periods are both adjust-

   Power Switches                                                                                    able using external capacitors. Tight accuracy specifica-

n  Programmable Input Undervoltage Lockout with                                                      tions and glitch immunity ensure reliable reset operation

   Hysteresis                                                                                        without false triggering. The open collector RST pins will

n  Thermally Enhanced 24-Pin TSSOP and 4mm × 4mm                                                     pull down if the monitored output voltage drops 10%

   QFN Packages                                                                                      below the programmed value. The LT3688 watchdog timer

APPLICATIONS                                                                                         monitors for watchdog falling edges grouped too close

                                                                                                     together or too far apart.

n  Automotive Electronic Control Units

n  Industrial Power Supplies                                                                         The LT3688 is available in 24-Pin TSSOP and 4mm ×

n  High-Reliability μProcessor Systems                                                               4mm QFN packages, each with an exposed pad for low

L, LT, LTC, LTM, Burst Mode, Linear Technology and the Linear logo are registered trademarks         thermal resistance.

of Linear Technology Corporation. All other trademarks are the property of their respective

owners.

TYPICAL APPLICATION

   5V and 3.3V Regulator with Power-On Reset                            and Watchdog Timers                                                              Efficiency

                  VIN                                                                                                                   90  VIN = 12V                                       10000.0

           6V TO  36V            4.7μF                                                                                                      VOUT = 3.3V

                                              EN/UVLO  VIN     BIAS                                                                     80  L = 4.7μH                                       1000.0

                                              BST1             BST2                                                                         f = 800kHz

VOUT1                  18μH           0.22μF                            0.22μF 12μH                              VOUT2                  70                                                  100.0    POWER LOSS (mW)

   5V                                         SW1              SW2                                               3.3V   EFFICIENCY (%)

800mA             523k                                 LT3688                                 316k               800mA

           22pF                               DA1              DA2                                   22pF                               60                                                  10.0

                                              FB1              FB2

         22μF     100k  1nF                                             1nF                   100k               22μF                   50                                                  1.0

                                              RUN/SS1          RUN/SS2

                                                               CWDT                                                                     40                                                  0.1

                             μP  I/O          WDI

                                 I/O          WDO              CPOR1                                 1nF                                30                                                  0.01

                             RESET            RST1             CPOR2                                                                    0.0001  0.001    0.01              0.1  1

                                              RST2             RT                             4.7nF

                                                       GND     SYNC           4.7nF                                                                      LOAD CURRENT (A)

                                                                        110k                                                                                                    3688 TA01b

                                                                                                     3688 TA01a

                                                                        fSW = 500kHz

                                                                                                                                                                                                                      3688f

                                                                                                                                                                                                                      1
LT3688

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

(Note 1)

VIN, EN/UVLO, CONFIG Voltage (Note 2)...................36V                    Operating Junction Temperature Range (Note 3)

BST Voltage ..............................................................55V           LT3688E, LT3688I ..............................–40°C to 125°C

BST above SW Voltage .............................................30V                   LT3688H ............................................–40°C to 150°C

BIAS Voltage .............................................................30V  Maximum Junction Temperature

WDE, WDI, RST, WDO Voltage ...................................6V                        LT3688E, LT3688I ............................................. 125°C

FB, RT, SYNC, RUN/SS Voltage ..................................6V                       LT3688H ........................................................... 150°C

CWDT, CPOR Voltage ....................................................3V      Storage Temperature Range...................–65°C to 150°C

                                                                               Lead Temperature (Soldering, 10 sec)

                                                                                        FE Package ....................................................... 300°C

PIN CONFIGURATION

                                 TOP VIEW                                                                             TOP VIEW

                    FB1      1                 24   EN/UVLO                                                 CWDT  CPOR1  BIAS   CPOR2        WDE

                    RUN/SS1  2                 23   SYNC                                                                                WDI

                    BST1     3                 22   RT                                                      24    23     22    21       20   19

                    SW1      4                 21   CWDT                                        RT       1                                        18  WDO

                    DA1      5                 20   CPOR1                                       SYNC     2                                        17  RST1

                    VIN      6   25            19   BIAS                                        EN/UVLO  3                  25                    16  RST2

                    CONFIG   7   GND           18   CPOR2                                       FB1      4               GND                      15  FB2

                    DA2      8                 17   WDI                                         RUN/SS1  5                                        14  RUN/SS2

                    SW2      9                 16   WDE                                         BST1     6                                        13  BST2

                    BST2     10                15   WDO                                                     7     8      9     10       11   12

                    RUN/SS2  11                14   RST1                                                    SW1   DA1    VIN    CONFIG  DA2  SW2

                    FB2      12                13   RST2

                                 FE PACKAGE                                                                       UF PACKAGE

                             24-LEAD PLASTIC TSSOP                                                       24-LEAD (4mm × 4mm) PLASTIC QFN

                                 θJA = 38°C/W                                                                     θJA = 37°C/W

   EXPOSED     PAD  (PIN 25) IS GND, MUST BE ELECTRICALLY CONNECTED  TO  PCB            EXPOSED PAD (PIN 25) IS GND, MUST BE ELECTRICALLY CONNECTED            TO  PCB

ORDER INFORMATION

LEAD FREE FINISH             TAPE AND REEL                   PART MARKING*              PACKAGE DESCRIPTION                                       TEMPERATURE RANGE

LT3688EFE#PBF                LT3688EFE#TRPBF                 LT3688FE                   24-Lead Plastic TSSOP                                     –40°C to 125°C

LT3688IFE#PBF                LT3688IFE#TRPBF                 LT3688FE                   24-Lead Plastic TSSOP                                     –40°C to 125°C

LT3688HFE#PBF                LT3688HFE#TRPBF                 LT3688FE                   24-Lead Plastic TSSOP                                     –40°C to 150°C

LT3688EUF#PBF                LT3688EUF#TRPBF                 3688                       24-Lead (4mm × 4mm) Plastic QFN                           –40°C to 125°C

LT3688IUF#PBF                LT3688IUF#TRPBF                 3688                       24-Lead (4mm × 4mm) Plastic QFN                           –40°C to 125°C

Consult LTC Marketing for parts specified with wider operating temperature ranges. *The temperature grade is identified by a                   label on the shipping container.

Consult LTC Marketing for information on non-standard lead based finish parts.

For more information on lead free part marking, go to: http://www.linear.com/leadfree/

For more information on tape and reel specifications, go to: http://www.linear.com/tapeandreel/

                                                                                                                                                                        3688f

2
                                                                                                                   LT3688

ELECTRICAL CHARACTERISTICS                           The l denotes the specifications which apply over the full operating

junction temperature range, otherwise specifications are at TA = 25°C. VIN = 12V, unless otherwise noted. (Note 3)

SYMBOL  PARAMETER                        CONDITIONS                       MIN    TYP                               MAX    UNITS

        VIN Undervoltage Lockout                                       l  3      3.5                               3.8    V

        Quiescent Current from VIN       VEN/UVLO = 0.3V                         0.01                              1      μA

                                         VBIAS = 5V, Not Switching     l         65                                105    μA

                                         VBIAS = 0V, Not Switching               235                               310    μA

        Quiescent Current from BIAS      VEN/UVLO = 0.3V                         0.01                              1      μA

                                         VBIAS = 5V, Not Switching     l         155                               200    μA

                                         VBIAS = 0V, Not Switching               –5                                –20    μA

        FB Voltage                                                        0.790  0.800                             0.810  V

                                                                       l  0.784                                    0.814  V

        FB Pin Bias Current              VFB = 0.800V                  l         –3                                –50    nA

        FB Voltage Line Regulation       5V < VIN < 36V                          0.002                                    %/V

        Switching Frequency              RT = 20k, VBST = 12V          l  1.85   2.1                               2.35   MHz

                                         RT = 110k, VBST = 12V         l  460    500                               540    kHz

        Minimum Off-Time (Note 4)        VBST = 12V                    l         115                               180    ns

        Switch Current Limit (Note 5)    DC = 15%                      l  1.2    1.7                               2.2    A

        Switch VCESAT                    ISW = 0.8A                              280                                      mV

        Switch Leakage Current (Note 8)                                          –0.01                             –1     μA

        DA Current Limit                                               l  0.9    1.2                               1.6    A

        Boost Schottky Reverse Leakage   VBIAS = 0V                              0.01                              2      μA

        Minimum BST Voltage above SW                                             2.15                              2.5    V

        BST Pin Current                  ISW = 0.8A                              15                                25     mA

        EN/UVLO Threshold Voltage                                      l  1.15   1.25                              1.35   V

        EN/UVLO Input Current            VEN/UVLO = 1.35V                        0.3                                      μA

                                         VEN/UVLO = 1.15V                 2.5    4                                 6      μA

        Threshold Current Hysteresis                                      2.5    3.7                               5.5    μA

        RUN/SS Pin Current               VRUN/SS = 0V                     –1.4   –2.8                              –4     μA

        RUN/SS Switching Threshold                                        0.15   0.8                               1      V

        SYNC Threshold Voltage                                            0.4    0.8                               1.3    V

VUV     Reset Threshold                  % of FB Voltage, VFB Falling  l  88     90                                92     %

tRST    Reset Timeout Period             CPOR = 4700pF                 l  21.2   23.5                              25.8   ms

tWDU    Watchdog Window Upper Boundary   CWDT = 1000pF                 l  18     20                                22     ms

tWDL    Watchdog Window Lower Boundary   CWDT = 1000pF                 l  0.8    1.25                              1.6    ms

tWDTO   Watchdog Timeout Period          CWDT = 1000pF                           2.5                                      ms

        RST Output Voltage Low           ISINK = 2.5mA, VFB = 0.6V     l         0.2                               0.4    V

                                         ISINK = 100μA, VFB = 0.6V     l         0.01                              0.3    V

tUV     UV Detect to RST Asserted        VFB Set to 0.680V             l  4      10                                30     μs

        WDI Input Threshold                                            l  0.4    0.95                              1.3    V

        WDI Input Pull-Up Current                                                –2                                       μA

        WDI Input Pulse Width                                          l  300                                             ns

        WDE Threshold Voltage                                          l  0.4    0.65                              1      V

        WDE Input Pull-Down Current      VWDE = 1.2V                             3.5                                      μA

        WDO Output Voltage Low           ISINK = 2.5mA                 l         0.2                               0.4    V

                                         ISINK = 100μA                 l         0.01                              0.3    V

                                                                                                                          3688f

                                                                                                                          3
LT3688

ELECTRICAL CHARACTERISTICS                                                                 The l denotes the specifications which apply over the full operating

junction temperature range, otherwise specifications are at TA = 25°C. VIN = 12V, unless otherwise noted. (Note 3)

SYMBOL                 PARAMETER                                                    CONDITIONS                                                              MIN                 TYP       MAX          UNITS

                       RST Pull-Up Current (Note 6)                                                                                                         –1.5     –2.5                              μA

                       WDO Pull-Up Current (Note 6)                                                                                                         –1.5     –2.5                              μA

                       CONFIG Low Level Input Voltage                                                                                    l                                                0.2                    V

                       CONFIG High Level Input Voltage                                                                                   l                  1.4                                                  V

                       CONFIG Pin Voltage When Open                                                                                                                  0.64                                        V

                       Maximum CONFIG Input Current in Open                                                                              l                                                ±1           μA

                       State

                       CONFIG Pin Bias Current                                      VCONFIG = 0V, VIN                                    l                                                ±20          μA

Note 1: Stresses beyond those listed under Absolute Maximum Ratings                                         Note 4: The LT3688 contains circuitry that extends the maximum duty

may cause permanent damage to the device. Exposure to any Absolute                                          cycle if the BST voltage is 2V greater than the SW voltage. See the

Maximum Rating condition for extended periods may affect device                                             Applications Information section for more details.

reliability and lifetime.                                                                                   Note 5: Current limit is guaranteed by design and/or correlation to static

Note 2: Absolute Maximum Voltage at the VIN, CONFIG and EN/UVLO pins                                        test. Slope compensation reduces current limit at higher duty cycles.

is 36V for continuous operation.                                                                            Note 6: The outputs of RST and WDO have a weak pull-up to VBIAS of

Note 3: The LT3688 is tested under pulsed load conditions such that                                         typically 2.5μA. However, external pull-up resistors may be used when

TJ = TA. The LT3688E is guaranteed to meet performance specifications                                        faster rise times are required or for VOH higher than VBIAS.

from 0°C to 125°C junction temperature. Specifications over the –40°C                                        Note 7: This IC includes overtemperature protection that is intended

to 125°C operating junction temperature range are assured by design,                                        to protect the device during momentary overload conditions. Junction

characterization and correlation with statistical process controls. The                                     temperature will exceed the maximum operating junction temperature

LT3688I is guaranteed over the full –40°C to 125°C operating junction                                       when over-temperature protection is active. Continuous operation above

temperature range. The LT3688H is guaranteed over the full –40°C to                                         the specified maximum operating junction temperature may impair device

150°C operating junction temperature range. High junction temperatures                                      reliability.

degrade operating lifetimes. Operating lifetime is derated at junction                                      Note 8: All currents into pins are positive; all voltages are referenced to

temperatures greater than 125°C. The junction temperature (TJ, in °C) is                                    GND unless otherwise specified.

calculated from the ambient temperature (TA, in °C) and power dissipation

(PD, in Watts) according to the formula:

                TJ = TA + (PD θJA), where θJA (in °C/W) is the package thermal

                impedance.

TYPICAL PERFORMANCE                                                 CHARACTERISTICS                                            TA = 25°C    unless otherwise noted.

                    Efficiency, VOUT = 5V                                                Efficiency, VOUT = 3.3V                                                    Efficiency, VOUT = 1.8V

                95     fSW = 1MHz                                                   90     fSW = 1MHz                                                       85       fSW = 500kHz

                       VIN = 12V                                                           VIN = 12V                                                                 VIN = 12V

                90                                                                  85                                                                      80

EFFICIENCY (%)  85                                                  EFFICIENCY (%)  80                                                      EFFICIENCY (%)  75

                80                                                                  75                                                                      70

                75                                                                  70                                                                      65

                70                                                                  65                                                                      60

                65                                                                  60                                                                      55

                    0       0.2    0.4  0.6          0.8  1                             0  0.2         0.4  0.6           0.8  1                                  0  0.2             0.4  0.6     0.8  1

                                   LOAD CURRENT (A)                                                    LOAD CURRENT (A)                                                         LOAD CURRENT (A)

                                                          3688 G01                                                             3688 G02                                                                3688 G03

                                                                                                                                                                                                       3688f

4
                                                                                                                                                                                                                          LT3688

TYPICAL PERFORMANCE                                                        CHARACTERISTICS                                                          TA = 25°C  unless otherwise noted.

                                                                                                       No-Load Supply Current

                          No-Load Supply Current (Input)                                               (Temperature)                                                                       Maximum Load Current (5V)

                     160                                    VOUT1 = 5V                           3000                                                                               2

                                                                                                          CATCH DIODE: B140HB                                                                 fSW = 1MHz

                     140                                    VOUT2 = 3.3V                                  VIN = 12V

                                                                                                 2500     VOUT1 = 5V

SUPPLY CURRENT (μA)  120                                                   SUPPLY CURRENT (μA)            VOUT2 = 3.3V                                                              1.5                         L = 15μH

                     100                                                                         2000                                                          LOAD CURRENT (A)

                                                                                                                                                                                                                    L = 10μH

                     80                                                                          1500                   INCREASED SUPPLY                                            1

                     60                                                                                                 CURRENT DUE TO CATCH

                                                                                                 1000                   DIODE LEAKAGE AT HIGH

                     40                                                                                                 TEMPERATURE                                                 0.5

                     20                                                                          500

                     0                                                                           0                                                                                  0

                          0  10               20            30   40                              –50      –25        0  25   50      75   100      125  150                                0            10      20             30        40

                                         VIN (V)                                                                        TEMPERATURE (°C)                                                                    INPUT VOLTAGE (V)

                                                                 3688 G04                                                                           3688 G05                                                                        3688 G06

                                                                                                       Switch Current Limit                                                                Switch Current Limit

                          Maximum        Load Current (3.3V)                                           vs Duty Cycle                                                                       vs Temperature

                     2       fSW = 1MHz                                                          1.8                                                                                2.0

                                                                                                 1.6                    TYPICAL

                     1.5                 L = 15μH                                                1.4                                                                                1.5

LOAD CURRENT (A)                                  L = 10μH                 CURRENT LIMIT (A)     1.2                        MIN                               CURRENT LIMIT (A)

                                                                                                 1

                     1                                                                                                                                                              1.0

                                                                                                 0.8

                                                                                                 0.6

                     0.5                                                                         0.4                                                                                0.5

                                                                                                 0.2

                                                                                                                                                                                              DC = 15%

                     0                                                                           0                                                                                  0

                          0  10               20            30   40                                    0       20       40       60            80       100                         –50       –25       0   25  50        75   100  125  150

                                         INPUT VOLTAGE (V)                                                              DUTY CYCLE (%)                                                                      TEMPERATURE (°C)

                                                                 3688 G07                                                                           3688 G08                                                                        3688 G09

                          Switch Voltage Drop                                                          BST  Pin Current                                                                    Feedback Voltage

                     350                                                                         25                                                                                 0.810

                     300

                                                                                                 20

SWITCH VOLTAGE (mV)  250                                                   BST PIN CURRENT (mA)                                                               FEEDBACK VOLTAGE (V)  0.805

                     200                                                                         15

                                                                                                                                                                                    0.800

                     150                                                                         10

                     100                                                                                                                                                            0.795

                                                                                                 5

                     50

                     0                                                                           0                                                                                  0.790

                          0  200         400       600      800  1000                                  0       200      400      600           800      1000                        –50       –20       0   25  50        75   100  125  150

                                  SWITCH CURRENT (mA)                                                                SWITCH CURRENT      (mA)                                                               TEMPERATURE (°C)

                                                                 3688 G10                                                                           3688 G11                                                                        3688 G12

                                                                                                                                                                                                                                         3688f

                                                                                                                                                                                                                                         5
LT3688

TYPICAL PERFORMANCE                                                                 CHARACTERISTICS                                                       TA = 25°C unless otherwise noted.

                                                                                                                     Switching Frequency

                                 Switching      Frequency    vs RT                                                   vs Temperature                                                               Minimum Switch On-Time

                           2.5                                                                                 1.2                                                                        200

                                                                                                                     RT = 49.9k                                                                      ISW = 700mA

SWITCHING FREQUENCY (MHz)  2.0                                                      SWITCHING FREQUENCY (MHz)  1.0

                                                                                                                                                                    MINIMUM ON TIME (ns)  150

                                                                                                               0.8

                           1.5

                                                                                                               0.6                                                                        100

                           1.0

                                                                                                               0.4

                           0.5                                                                                                                                                            50

                                                                                                               0.2

                           0                                                                                   0.0                                                                             0

                                0     50            100          150      200                                       –50  –25  0    25  50       75   100  125  150                             –50   –20      0   25  50       75   100  125  150

                                                    RT (kΩ)                                                                        TEMPERATURE (°C)                                                               TEMPERATURE (°C)

                                                                      3688 G13                                                                            3688 G14                                                                       3688 G16

                                 EN/UVLO Pin Current                                                                 EN/UVLO Pin Threshold                                                        Boost Diode Forward Voltage

                           25                                                                                  1.50                                                                       900

                                                                                                                     THRESHOLD FALLING

                                                                                                                                                                                          800

                           20                                                       EN/UVLO PIN THRESHOLD (V)  1.40                                                 FORWARD VOLTAGE (mV)  700

PIN CURRENT (μA)                                                                                                                                                                          600

                           15                                                                                  1.30                                                                       500

                           10                                                                                  1.20                                                                       400

                                                                                                                                                                                          300

                           5                                                                                   1.10                                                                       200

                                                                                                                                                                                          100

                           0                                                                                   1.00                                                                            0

                                0  5  10        15  20       25  30   35  40                                        –50  –25  0    25  50       75   100  125  150                                0       10      20      30         40       50

                                                PIN VOLTAGE (V)                                                                    TEMPERATURE (°C)                                                               CURRENT (mA)

                                                                      3688 G17                                                                            3688 G18                                                                       3688 G19

                                                                                                                     Switching Waveforms,

                                   Switching Waveforms,                                                              Transition from Burst Mode                                                   Switching Waveforms, Full

                                   Burst Mode Operation                                                              to Full Frequency                                                            Frequency Continuous Operation

                           IL                                                                                  IL                                                                         IL

0.2A/DIV                                                                            0.2A/DIV                                                                        0.2A/DIV

                           VSW                                                                                 VSW                                                                        VSW

5V/DIV                                                                              5V/DIV                                                                          5V/DIV

                           VOUT                                                     VOUT                                                                            VOUT

10mV/DIV                                                                            10mV/DIV                                                                        10mV/DIV

                                                    5μs/DIV               3688 G20                                                     5μs/DIV            3688 G21                                                    5μs/DIV            3688 G22

                                   VIN = 12V; FRONT PAGE APPLICATION                                                 VIN = 12V; FRONT PAGE APPLICATION                                            VIN = 12V; FRONT PAGE APPLICATION

                                   ILOAD = 7mA                                                                       ILOAD = 40mA                                                                 ILOAD = 160mA

                                                                                                                                                                                                                                              3688f

6
                                                                                                                                                                                         LT3688

TYPICAL PERFORMANCE                                                   CHARACTERISTICS                                           TA = 25°C      unless otherwise noted.

                Power-On Reset Threshold                                                Typical Transient Duration                                            Watchdog Window Mode Period

                vs Temperature                                                          vs Comparator Overdrive                                               vs Temperature

         0.730                                                                     700                                                                    25

                                                                                   600                                                                                 CWDT = 1000pF

                                                                                                                                                          20

         0.725                                                                     500

                                                                      (μs)

VUV (V)                                                               RESET DELAY  400                                                         tWDU (ms)  15

         0.720

                                                                                   300                                                                    10

         0.715                                                                     200

                                                                                                                                                          5

                                                                                   100

         0.710                                                                     0                                                                      0

         –50    –25  0           25    50  75  100      125  150                   0.1            1  10                         100                       –50     –25  0     25  50      75  100  125  150

                        TEMPERATURE (°C)                                                          OVERDRIVE VOLTAGE (% of VUV)                                            TEMPERATURE (°C)

                                                        3688 G23                                                                3688 G24                                                          3688 G26

                                       Reset Timeout Period (tRST)                                                              Reset Timeout Period (tRST)

                                       vs Temperature                                                                           vs Capacitance

                                 30                                                                  100000

                                 25            CPOR = 4700pF                                             10000

                                 20                                                                              1000

                     (ms)                                                                            (ms)           100

                     tRST        15                                                                  t RST

                                                                                                                    10

                                 10

                                                                                                                    1

                                 5                                                                                  0.1

                                 0                                                                               0.01

                                 –50    –25    0    25  50        75  100          125  150                         0.001                 0.1                 10       1000      100000

                                                    TEMPERATURE (°C)                                                                                      CPOR (nF)

                                                                                        3688 G27                                                                             3688 G28

                                       Watchdog Window Lower                                                                    Watchdog Window Upper

                                       Boundary (tWDL) vs Capacitance                                                           Boundary (tWDU) vs Capacitance

                     100000                                                                          100000

                        10000                                                                            10000

                                 1000                                                                            1000

                     t WDL (ms)  100                                                                 t WDU (ms)

                                                                                                                    100

                                 10

                                                                                                                    10

                                 1

                                 0.1                                                                                1

                                 0.01                                                                               0.1

                                 0.001         0.1      10            1000              100000                      0.001                 0.1                 10       1000      100000

                                                    CWDT (nF)                                                                                             CWDT (nF)

                                                                                        3688 G29                                                                             3688 G30

                                                                                                                                                                                                       3688f

                                                                                                                                                                                                       7
LT3688

PIN FUNCTIONS              (QFN/ TSSOP)

RT (Pin 1/Pin 22): The RT pin is used to set the internal    CONFIG (Pin 10/Pin 7): The CONFIG pin programs the

oscillator frequency. Tie a resistor from RT to GND to set   start-up sequence of the two voltage regulators and the

the switching frequency.                                     behavior of the power-on reset and watchdog timers. To

SYNC (Pin 2/Pin 23): Drive the SYNC pin with a logic-        select one of three configuration options, tie the CONFIG pin

level signal with positive and negative pulse widths of at   to VIN, tie the CONFIG pin to GND or leave the CONFIG pin

least 150ns. Do not float this pin. Tie to GND if the SYNC    floating. With the CONFIG pin tied to VIN, each reset output

feature is not used.                                         depends on its respective FB pin. Channel 2 only starts when

                                                             FB1 rises above 0.72V, and the watchdog timer only starts

EN/UVLO (Pin 3/Pin 24): The EN/UVLO pin is used to put       when both RST pins go high. With the CONFIG pin tied to

the LT3688 in shutdown mode. Pull the pin below 0.3V to      GND, both RST pins pull low until both FB pins rise above

shut down the LT3688. The 1.25V threshold can function       0.72V and the POR timer programmed by CPOR1 expires.

as an accurate undervoltage lockout (UVLO), preventing       Again, channel 2 only starts when FB1 rises above 0.72V,

the regulator from operating until the input voltage has     and the watchdog timer only starts when both RST pins go

reached the programmed level.                                high. Tie CPOR2 to GND if the CONFIG pin is tied low. With

FB1, FB2 (Pins 4, 15/Pins 1, 12): The LT3688 regulates       the CONFIG pin floating, both channels start coincidentally,

the feedback pins to 0.800V. Connect the feedback resistor   each reset output depends on its respective FB pin, and the

divider taps to this pin.                                    watchdog timer starts when RST1 goes high.

RUN/SS1, RUN/SS2 (Pins 5, 14/Pins 2, 11): Place a            RST1, RST2 (Pins 17, 16/Pins 14, 13): The RST pins are

capacitor from RUN/SS to GND to program the soft start       active low, open-drain logic outputs with a weak pull-up to

period. Use a 1000pF or larger capacitor at these pins. To   BIAS. After VFB rises above 0.72V, the reset remains asserted

ensure the SS capacitors are discharged, internal circuitry  for the period set by the capacitor on the CPOR pin. Tie the
                                                             RST pins to BIAS with a 100k resistor for a stronger pull-up.
pulls the RUN/SS pins low and disables switching during

startup before initiating the soft-start sequence. Once      WDO (Pin 18/Pin 15): WDO will go low if the micropro-

the RUN/SS pins fall below 0.2V, the pull down turns off,    cessor fails to drive the WDI pin of the LT3688 with the

the SS capacitors start charging again, and switching is     appropriate signal. Tie the WDO pin to BIAS with a 100k

enabled. Do not drive these pins directly. Use an open       resistor for a stronger pull-up. Keep capacitive loading on

drain or collector to pull them low, if necessary.           this pin below 1000pF.

BST1, BST2 (Pins 6, 13/Pins 3, 10): The BST pins are         WDE (Pin 19/Pin 16): The watchdog timer enable pin

used to provide drive voltage, higher than the input volt-   disables the watchdog timer if the WDE voltage exceeds

age, to the internal NPN power switches.                     1V. Float this pin or tie to ground for normal operation.

SW1, SW2 (Pins 7, 12/Pins 4, 9): The SW pins are the         WDI (Pin 20/Pin 17): The watchdog timer input pin

outputs of the internal power switches. Connect these        receives the watchdog signal from the microprocessor.

pins to the inductors, catch diodes and boost capacitors.    If two or more negative edges occur on WDI before the

DA1, DA2 (Pins 8, 11/Pins 5, 8): Tie the DA pin to the       programmed fast timer period or no negative edge occurs

anode of the external catch Schottky diode. If the DA pin    within the slow timer period, the part will pulse WDO low

current exceeds 1.2A, which could occur in an overload       with a pulse width of 1/8th of the slow timer period. Drive

or short-circuit condition, switching is disabled until the  the WDI pin with a pulse width of at least 300ns.

DA pin current falls below 1.2A.                             BIAS (Pin 22/Pin 19): The BIAS pin supplies current to the

VIN (Pin 9/Pin 6): The VIN pin supplies current to the       internal circuitry when BIAS is above 3V, helping reduce

LT3688’s internal circuitry and to the internal power        input quiescent current. The internal Schottky diodes are

switches and must be locally bypassed.                       connected from BIAS to BST, providing the charging path

                                                             for the boost capacitors.

                                                                                                                        3688f

8
                                                                                                                                                                       LT3688

PIN FUNCTIONS                          (QFN/ TSSOP)

CPOR1, CPOR2 (Pins 23, 21/Pins 20, 18): Place a capacitor                                            Exposed Pad (Pin 25/Pin 25): Ground. Tie the exposed

between this pin and ground to set the power-on-reset                                                pad directly to the ground plane. The exposed pad metal

timeout period.                                                                                      of the package provides both electrical contact to ground

CWDT (Pin 24/Pin 21): Place a capacitor between this pin                                             and good thermal contact to the printed circuit board. The

and ground to set the fast and slow watchdog timer periods.                                          device must be soldered to the circuit board for proper

                                                                                                     operation.

BLOCK         DIAGRAM

                                                                       VIN

                                                                              C1                            RT

                                                      ON          OFF                                            OUT1

                                                                     EN/UVLO        VIN         SYNC    RT       BIAS

                                                      –                                                                –

                                                      +                                                                +

                                                                              INTERNAL

                                    SWITCH                                    0.8V REF                                                  SWITCH

                 BST1                  LATCH          SLOPE COMP                                                SLOPE COMP                 LATCH                 BST2

          C3                           R                                                                                                R                                         C5

OUT1  L1                            Q                 SLAVE                                     MASTER           SLAVE                     Q                                      L2      OUT2

                 SW1                          S       OSCILLATOR                                OSCILLATOR      OSCILLATOR              S                        SW2

      C2                                                                                                                                   DISABLE                                    C4

                 DA1                Burst Mode                                                                                          Burst Mode               DA2

                                    OPERATION                                                   ERROR                                   OPERATION

                      RSEN1            DETECT                                                   AMP                                     DETECT            RSEN2

                                                                          +                     +                      VC

                                    VC CLAMP                                                    –                                       VC CLAMP

                          +                                               –                                                RC                          +

R1                                                                                                                          CC

                 FB1                                                                                                                                             FB2

                                                                                    80mV

R2                                  –

                                                                                                                                                    –

                 RUN/SS1            +                                                                                                               +     RUN/SS2

                             2.5μA                                –    +                             +  –                                                 2.5μA

                 CPOR1                                                        3.4V         VIN                                                            CPOR2

                             22μA      ADJUSTABLE                                                                         ADJUSTABLE

                                       RESET PULSE                                                                        RESET PULSE                     22μA

                                       GENERATOR                                                                           GENERATOR

                                                                             CONFIGURATION

                                                                                    LOGIC

                 RST1                                 TRANSITION              WATCHDOG                                                                           RST2

                                                      DETECT                  TIMER

                                                                                                                          THREE-STATE

                                                                                                                            DECODE

                                                                       22μA                     2μA

                                                 WDI  WDE                           CWDT                    WDO                 CONFIG     GND

                                                                                                                                                                       3688 BD01

                                                                                                                                                                                          3688f

                                                                                                                                                                                          9
LT3688

OPERATION

The LT3688 is a constant-frequency, current mode step-         optimize efficiency, the LT3688 automatically switches to

down regulator with two reset timers and a watchdog            Burst Mode operation in light load situations. Between

timer that perform microprocessor supervisory functions.       bursts, all circuitry associated with controlling the output

Operation can be best understood by referring to the Block     switch is shut down, reducing the input supply current to

Diagram. Keeping the EN/UVLO pin at ground completely          115μA in a typical application.

shuts off the part drawing minimal current from the VIN        A comparator monitors the current flowing through the

source. To turn on the internal bandgap and the rest of the    catch diode via the DA pin. This comparator delays switch-

logic circuitry, raise the EN/UVLO pin above the accurate      ing if the diode current goes higher than 1.2A (typical)

threshold of 1.25V. Also, VIN needs to be higher than 3.5V     during a fault condition such as a shorted output with high

for the part to start switching.                               input voltage. Switching will only resume once the diode

Switching Regulator Operation                                  current has fallen below the 1.2A limit. This way the DA

                                                               comparator regulates the valley current of the inductor

An oscillator, with frequency set by RT, enables an RS flip     to 1.2A during short circuit. This will ensure that the part

flop, turning on the internal power switch. An amplifier         will survive a short-circuit event.

and comparator monitor the current flowing between the

VIN and SW pins, turning the switch off when this cur-         Power-On Reset and Watchdog Timer Operation

rent reaches a level determined by the voltage at VC. An       The LT3688 has two power-on reset comparators that

error amplifier measures the output voltage through an          monitor the regulated output voltages. If VOUT is 10%

external resistor divider tied to the FB pin and servos the    below the regulation value, the RST pin is pulled low. Once

VC voltage. If the error amplifier’s output increases, more     the output voltage crosses over 90% of the regulation

current is delivered to the output; if it decreases, less      value, a reset timer is started and RST is released after

current is delivered. An active clamp on the VC voltage        the programmed reset delay time. The reset delay is

provides current limit. The VC voltage is also controlled      programmable through the CPOR pin.

by the internal soft-start circuit during start-up or after a

fault condition takes place.                                   The watchdog typically monitors a microprocessor’s

An internal regulator provides power to the control cir-       activity. The watchdog can be enabled or disabled by ap-

cuitry. The internal regulator normally draws current from     plying a logic signal to the WDE pin. The watchdog timer

the VIN pin, but if the BIAS pin is connected to an external   requires successive negative edges on the WDI pin to

voltage higher than 3V, bias current will be drawn from the    come within a programmed time window to keep WDO

external source (typically the regulated output voltage).      from going low. If the time between the two negative WDI

This improves efficiency. The BIAS pin also provides a          edges is too short or too long, then the WDO pin will be

current path to the internal boost diode that charges up       pulled low. When the WDO pin goes low, it stays low for

the boost capacitor. The switch driver operates either from    a time period equivalent to 1/8th of the watchdog window

the VIN or from the BST pin. An external capacitor is used     upper boundary. The WDO pin will go high again once the

to generate a voltage at the BST pin that is higher than       timer expires or if the RST pin goes low. The watchdog

the VIN supply. This allows the driver to fully saturate the   window upper and lower boundaries can be set through

internal NPN power switch for efficient operation. To further   the CWDT pin.

                                                                                                            3688f

10
                                                                LT3688

TIMING  DIAGRAMS

                        Power-On Reset Timing

                  VOUT              VUV

                        tUV         tRST

                  RST

                             Watchdog Timing

        t < tWDL                                     tWDTO

        WDI

        WDO                                          3686 TD01

                             tWDTO             tWDU

                                                                3688f

                                                                11
LT3688

TIMING DIAGRAMS

                 VOUT1  VUV

                                               tRST1

                 RST1

                 VOUT2         VUV

                                               tRST2

                 RST2

                                                      tWDU

                 WDO

                 WDI

                                    STARTUP    TIMING (VCONFIG = HIGH)

                 VOUT1  VUV

                               VUV

                 VOUT2

                                               tRST1

                 RST1

                 RST2

                                                      tWDU

                 WDO

                 WDI

                                    STARTUP    TIMING (VCONFIG =  LOW)

                 VOUT1  VUV

                                               tRST1

                 RST1

                 VOUT2  VUV

                        tRST2

                 RST2

                                                      tWDU

                 WDO

                 WDI

                                    STARTUP TIMING (VCONFIG = OPEN)

                        tRST1 = PROGRAMMED RESET PERIOD (CPOR1)

                        tRST2 = PROGRAMMED RESET PERIOD (CPOR2)

                        tWDU = WATCHDOG WINDOW UPPER BOUNDRY

                        VUV = RESET THRESHOLD                           3688 TD

                                                                                 3688f

12
                                                                                                              LT3688

APPLICATIONS INFORMATION

Setting the Output Voltage                                       where VIN is the typical input voltage, VOUT is the output

The output voltage is programmed with a resistor divider         voltage, VF is the catch diode drop (~0.5V) and VSW is

between the output and the FB pin. Choose the 1% resistors       the internal switch drop (~0.3V at maximum load). If the

according to:                                                    LT3688 is programmed to operate at a frequency higher

      R2⎛⎝⎜    VOUT     1⎞⎠⎟                                     than fSW(MAX) for a given input voltage, the LT3688 enters

R1 =                 –                                           pulse skip mode, where it skips switching cycles to maintain

               0.8V                                              regulation. At frequencies higher than fSW(MAX), the LT3688

For reference designators, refer to the Block Diagram.           no longer operates with constant frequency. The LT3688

                                                                 enters pulse skip mode at frequencies higher than fSW(MAX)

Setting the Switching Frequency                                  because of the limitation on the LT3688’s minimum on time

The LT3688 uses a constant-frequency PWM architecture            of 140ns (180ns for TJ > 125°C). As the switching frequency

that can be programmed to switch from 350 kHz to 2.2 MHz         is increased above fSW(MAX), the part is required to switch

by using a resistor tied from the RT pin to ground. Table 1      for shorter periods to maintain the same duty cycle. Delays

shows the RT values for various switching frequencies            associated with turning off the power switch dictate the

                                                                 minimum on-time of the part. When the required on-time

Table 1. Switching Frequency vs RT                               decreases below the minimum on-time of 140ns, the switch

                                                 RT              pulse width remains fixed at 140ns (instead of becoming

     SWITCHING FREQUENCY (MHz)                   (kΩ)            narrower) to accommodate the same duty cycle require-

                0.35                             165             ment. The inductor current ramps up to a value exceeding

                0.5                              110             the load current and the output ripple increases. The part

                0.6                              88.7            then remains off until the output voltage dips below the

                0.7                              75              programmed value before it begins switching again.

                0.8                              64.9

                0.9                              56.2            Maximum Operating Voltage Range

                1                                49.9

                1.2                              40.2            The maximum input voltage for LT3688 applications

                1.4                              33.2            depends on switching frequency, the absolute maximum

                1.6                              27.4            ratings of the VIN and BST pins, and by the minimum

                1.8                              23.2            duty cycle (DCMIN). The LT3688 can operate from input

                2.1                              20              voltages up to 36V.

                2.3                              17.4            DCMIN = tON(MIN) • fSW

Operating Frequency Tradeoffs                                    where tON(MIN) is equal to 140ns and fSW is the switching

Selection of the operating frequency is a tradeoff between       frequency. Running at a lower switching frequency allows

efficiency, component size and maximum input voltage.             a lower minimum duty cycle. The maximum input voltage

The  advantage  of      high  frequency     operation  is  that  before pulse-skipping occurs depends on the output volt-

smaller inductor and capacitor values may be used. The           age and the minimum duty cycle:

disadvantages are lower efficiency, and narrower input                     =  VOUT + VF         + VSW

voltage range at constant-frequency. The highest constant-       VIN(PS)     DCMIN      –  VF

switching frequency (fSW(MAX)) for a given application can

be calculated as follows:                                        Example: f = 2.1MHz, VOUT = 3.3V

                              VOUT + VF                          DCMIN = 140ns • 2.1MHz = 0.294
( ) fSW(MAX) =
                tON(MIN)      VIN + VF   –  VSW                  VIN(PS)  =  3.3V + 0.5V   –   0.5V  +  0.3V  =  12.7V

                                                                             0.294

                                                                                                                        3688f

                                                                                                                     13
LT3688

APPLICATIONS INFORMATION

The LT3688 will regulate the output voltage at input volt-    Unlike many fixed frequency regulators, the LT3688 can

ages greater than VIN(PS). For example, an application        extend its duty cycle by remaining on for multiple cycles.

with an output voltage of 3.3V and switching frequency        The LT3688 will not switch off at the end of each clock

of 2.1MHz has a VIN(PS) of 12.7V, as shown in Figure 1.       cycle if there is sufficient voltage across the boost capacitor

Figure 2 shows operation at 27V. Output ripple and peak       (C3 in the Block Diagram). Eventually, the voltage on the

inductor current have significantly increased. A saturating    boost capacitor falls and requires refreshing. Circuitry

inductor may further reduce performance. In pulse skip        detects this condition and forces the switch to turn off,

mode, the LT3688 skips switching pulses to maintain           allowing the inductor current to charge up the boost

output regulation. The LT3688 will also skip pulses at very   capacitor. This places a limitation on the maximum duty

low load currents. VIN(PS) vs load current is plotted in the  cycle as follows:

Typical Performance section.                                  DCMAX = 90%

      VOUT                                                    This leads to a minimum input voltage of:

    50mV/DIV                                                                VOUT + VF

      (AC)                                                    VIN(MIN)  =                   –    VF  +  VSW

      IL                                                                        DCMAX

500mA/DIV                                                     where VF is the forward voltage drop of the catch diode

                                                              (~0.4V) and VSW is the voltage drop of the internal switch

                                2μs/DIV         3688 F01      (~0.3V at maximum load).

      Figure 1. Operation Below Pulse-Skipping                Example: ISW=0.8A and VOUT = 3.3V

      Voltage. VOUT = 3.3V and fSW = 2.1MHz                                 3.3V + 0.4V

                                                              VIN(MIN)  =         90%            –   0.4  +  0.3V  =  4V

      VOUT                                                    For best performance in dropout, use a 1μF or larger

    50mV/DIV

      (AC)                                                    boost capacitor.

      IL                                                      Inductor Selection and Maximum Output Current

500mA/DIV

                                                              A good first choice for the inductor value is

                                2μs/DIV         3688  F02

                                                              L  =  ( VOUT  +     VF  )  •  1.8MHz

      Figure 2. Operation Above VIN(ps). VIN  = 27V,                                        fSW

      VOUT = 3.3V and fSW = 2.1MHz. Output    Ripple          where VF is the voltage drop of the catch diode (~0.4V),

      and Peak Inductor Current Increase

                                                              fSW is in MHz, and L is in μH. The inductor’s RMS current

Minimum Operating Voltage Range                               rating must be greater than the maximum load current

                                                              and its saturation current should be at least 30% higher.

The minimum input voltage is determined either by the         For robust operation in fault conditions (start-up or short-

LT3688’s minimum operating voltage of ~3.6V or by its         circuit) and high input voltage (>30V), use an 8.2μH or

maximum duty cycle. The duty cycle is the fraction of         greater inductor with a saturation rating of 2.2A, or higher.

time that the internal switch is on and is determined by      For highest efficiency, the series resistance (DCR) should

the input and output voltages:                                be less than 0.1Ω. Table 2 lists several vendors and types

      VOUT + VF                                               that are suitable.

DC =  VIN – VSW + VF

                                                                                                                          3688f

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                                                                                                          LT3688

APPLICATIONS INFORMATION

Table 2. Inductor Vendors                                       When the switch is off, the potential across the induc-

VENDOR     PART SERIES         TYPE      URL                    tor is the output voltage plus the catch diode drop. This

Murata     LQH55D              Open      www.murata.com         gives the peak-to-peak ripple current in the inductor

TDK        SLF7045             Shielded  www.component.tdk.com          (1– DC)(VOUT           +  VF  )

           SLF10145            Shielded                         ΔIL  =

Toko       DC62CB              Shielded  www.toko.com                              L•f

           D63CB               Shielded                         where f is the switching frequency of the LT3688 and L is the

           D75C                Shielded

           D75F                Open                             value of the inductor. The peak inductor and switch current is

Sumida     CR54                Open      www.sumida.com                                              ΔIL

           CDRH74              Shielded                         ISW (PK )  =    IL(PK )  =  IOUT  +   2

           CDRH6D38            Shielded

           CR75                Open                             To maintain output regulation, this peak current must be

The optimum inductor for a given application may differ         less than the LT3688’s switch current limit ILIM. ILIM is at

from the one indicated by this simple design guide. A larger    least 1.25A for at low duty cycles and decreases linearly

value inductor provides a higher maximum load current,          to 0.9A at DC = 0.9. The maximum output current is a

and reduces the output voltage ripple. If your load is lower    function of the chosen inductor value:

than the maximum load current, then you can relax the                                       ΔIL

value of the inductor and operate with higher ripple current.   IO U T(M AX )   =  ILIM  –

This allows you to use a physically smaller inductor, or                                    2

one with a lower DCR resulting in higher efficiency. Be          = 1.25A • (1– 0.3DC) – ΔIL

aware that if the inductance differs from the simple rule                                             2

above, then the maximum load current will depend on

input voltage. In addition, low inductance may result in        Choosing an inductor value so that the ripple current is

discontinuous mode operation, which further reduces             small will allow a maximum output current near the switch

maximum load current. Discontinuous operation occurs            current limit.

when IOUT is less than ΔIL / 2. For details of maximum          One approach to choosing the inductor is to start with the

output current and discontinuous mode operation, see            simple rule given above, look at the available inductors, and

Linear Technology’s Application Note AN44. Finally, for         choose one to meet cost or space goals. Then use these

duty cycles greater than 50% (VOUT/VIN > 0.5), a minimum        equations to check that the LT3688 will be able to deliver

inductance is required to avoid sub-harmonic oscillations:      the required output current. Note again that these equations

LMIN    =  ( VOUT  +  VF )  •  1.2MHz                           assume that the inductor current is continuous.

                               fSW                              Input Capacitor

where VF is the voltage drop of the catch diode (~0.4V),        Bypass the input of the LT3688 circuit with a ceramic

fSW is in MHz, and LMIN is in μH.                               capacitor of an X7R or X5R type. Y5V types have poor

The current in the inductor is a triangle wave with an average  performance over temperature and applied voltage, and

value equal to the load current. The peak switch current        should not be used. A 2.2μF to 4.7μF ceramic capacitor

is equal to the output current plus half the peak-to-peak       is adequate to bypass the LT3688 and will easily handle

inductor ripple current. The LT3688 limits its switch cur-      the ripple current. Note that larger input capacitance

rent in order to protect itself and the system from overload    is required when a lower switching frequency is used.

faults. Therefore, the maximum output current that the          If the input power source has high impedance, or there

LT3688 will deliver depends on the switch current limit,        is significant inductance due to long wires or cables,

the inductor value, and the input and output voltages.

                                                                                                                 3688f

                                                                                                                 15
LT3688

APPLICATIONS INFORMATION

additional bulk capacitance may be necessary. This can be      High performance electrolytic capacitors can be used for

provided with a lower performance electrolytic capacitor.      the output capacitor. Low ESR is important, so choose one

Step-down regulators draw current from the input supply        that is intended for use in switching regulators. The ESR

in pulses with very fast rise and fall times. The input        should be specified by the supplier and should be 0.1Ω

capacitor is required to reduce the resulting voltage ripple   or less. Such a capacitor will be larger than a ceramic

at the LT3688 input and to force this very high frequency      capacitor and will have a larger capacitance because the

switching current into a tight local loop, minimizing EMI.     capacitor must be large to achieve low ESR. Table 3 lists

A 2.2μF capacitor is capable of this task, but only if it is   several capacitor vendors.

placed close to the LT3688 and the catch diode (see the        Table 3. Capacitor Vendors

PCB Layout section). A second precaution regarding the         VENDOR          PART SERIES  COMMENTS

ceramic input capacitor concerns the maximum input             Panasonic       Ceramic      EEEF Series

voltage rating of the LT3688. A ceramic input capacitor                        Polymer

combined with trace or cable inductance forms a high                           Tantalum

quality (under damped) tank circuit. If the LT3688 circuit     Kemet           Ceramic

is plugged into a live supply, the input voltage can ring to                   Tantalum     T494, T495

twice its nominal value, possibly exceeding the LT3688’s       Sanyo           Ceramic

voltage rating. See Linear Technology’s Application Note                       Polymer      POSCAP

                                                                               Tantalum

88 for details.                                                Murata          Ceramic

                                                               AVX             Ceramic

Output Capacitor and Output Ripple                                             Tantalum     TPS Series

The output capacitor has two essential functions. Along        Taiyo Yuden     Ceramic

with the inductor, it filters the square wave generated by the  Catch Diode

LT3688 to produce the DC output. In this role it determines

the output ripple, and low impedance at the switching          The catch diode conducts current only during switch-off

frequency is important. The second function is to store        time. Average forward current in normal operation can

energy in order to satisfy transient loads and stabilize the   be calculated from:

LT3688’s control loop. Ceramic capacitors have very low        ( ) ID(AVG) = IOUT
                                                                               VIN – VOUT
equivalent series resistance (ESR) and provide the best
                                                                               VIN
ripple performance. A good starting value is:

COUT  =          50                                            where IOUT is the output load current. The only reason to

         VOUT • fSW                                            consider a diode with a larger current rating than neces-

                                                               sary for nominal operation is for the worst-case condition

where fSW is in MHz and COUT is the recommended output         of shorted output. The diode current will then increase to

capacitance in μF. Use X5R or X7R types, which will            the typical peak switch current limit. Peak reverse voltage

provide low output ripple and good transient response.         is equal to the regulator input voltage. Use a Schottky

Transient performance can be improved with a high value        diode with a reverse voltage rating greater than the input

capacitor, but a phase lead capacitor across the feedback      voltage. Table 4 lists several Schottky diodes and their

resistor R1 may be required to get the full benefit (see the    manufacturers.

Compensation section).

                                                                                                         3688f

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                                                                                                                                    LT3688

APPLICATIONS                INFORMATION

Table 4. Capacitor Vendors                                    With the recommended output capacitor, the loop cross-

                            VR         IAVE  VF at 1A         over occurs above the RCCC zero. This simple model works

Part Number                 (V)        (A)   (mV)             well as long as the value of the inductor is not too high

On Semiconductor                                              and the loop crossover frequency is much lower than the

MBR0520L                    20         0.5                    switching frequency. With a larger ceramic capacitor (very

MBR0540                     40         0.5   620              low ESR), crossover may be lower and a phase lead ca-

MBRM120E                    20         1     530              pacitor (CPL) across the feedback divider may improve the

MBRM140                     40         1     550              phase margin and transient response. At minimum, use a

Diodes Inc.                                                   10pF phase lead capacitor to reduce noise injection to the

B0530W                      30         0.5                    FB pin. If the output capacitor is different than the recom-

B120                        20         1     500              mended capacitor, stability should be checked across all

B130                        30         1     500              operating conditions, including load current, input voltage

B140HB                      40         1                      and temperature. The LT1375 data sheet contains a more

DFLS140                     40         1.1   510              thorough discussion of loop compensation and describes

                                                              how to test the stability using a transient load. Figure 4

Ceramic Capacitors                                            shows the transient response when the load current is

Ceramic capacitors are small, robust and have very low        stepped from 300mA to 600mA and back to 300mA.

ESR. However, ceramic capacitors can cause problems           LT3688                         CURRENT MODE

when used with the LT3688 due to their piezoelectric                      0.7V      –        POWER STAGE

nature. When in Burst Mode operation, the LT3688’s                                  gm =                                  OUT

                                                                                    +1.6A/V                          CPL

switching frequency depends on the load current, and                                                       R1

                                                                                                –  FB

at very light loads the LT3688 can excite the ceramic         VC                          gm =

                                                                                       300μA/V

                                                              RC                3M  ERROR       +  800mV                  ESR

capacitor at audio frequencies, generating audible noise.     80k                   AMPLIFIER                        +                        C1

Since the LT3688 operates at a lower current limit during             CC                                                  C1

                                                                      100pF

Burst Mode operation, the noise is typically very quiet. If   GND                                          R2

                                                                                                                          TANTALUM OR         CERAMIC

                                                                                                                          ELECTROLYTIC

this is unacceptable, use a high performance tantalum or                                                                  3688 F03

electrolytic capacitor at the output.                                        Figure 3. Model for           the Loop  Response

Frequency Compensation

The LT3688 uses current mode control to regulate the

output, which simplifies loop compensation. In particular,                       VOUT

                                                                          100mV/DIV

the LT3688 does not require the ESR of the output capaci-

tor for stability, allowing the use of ceramic capacitors to

achieve low output ripple and small circuit size. Figure 3                      ILOAD

shows an equivalent circuit for the LT3688 control loop. The              200mA/DIV

error amp is a transconductance amplifier with finite output

impedance. The power section, consisting of the modulator,                                                 50μs/DIV                 3688 F04

power switch and inductor, is modeled as a transconduc-       Figure 4. Transient Load Response                           of the LT3688

tance amplifier generating an output current proportional to   Front Page Application as the Load                          Current is

the voltage at the VC node. Note that the output capacitor,   Stepped from 300mA to 600mA

C1, integrates this current, and that the capacitor on the

VC node (CC) integrates the error amplifier output current,

resulting in two poles in the loop. RC provides a zero.

                                                                                                                                                       3688f

                                                                                                                                              17
LT3688

APPLICATIONS INFORMATION

Low Ripple Burst Mode Operation                               three ways to arrange the boost circuit. The BST pin must

To enhance efficiency at light loads, the LT3688 operates      be more than 2.3V above the SW pin for best efficiency.

in low ripple Burst Mode operation that keeps the output      For outputs of 3V and above, the standard circuit (Figure

capacitor charged to the proper voltage while minimizing      6a) is best. For outputs between 2.8V and 3V, use a 1μF

the input quiescent current. During Burst Mode opera-         boost capacitor. A 2.5V output presents a special case

tion, the LT3688 delivers single cycle bursts of current      because it is marginally adequate to support the boosted

to the output capacitor followed by sleep periods where       drive stage while using the internal boost diode. For reliable

the output power is delivered to the load by the output       BST pin operation with 2.5V outputs, use a good external

capacitor. Because the LT3688 delivers power to the           Schottky diode (such as the ON semi MBR0540), and a

output with single, low current pulses, the output ripple     1μF boost capacitor (see Figure 6b). For lower output

is kept below 25mV for a typical application. In addition,    voltages, the boost diode can be tied to the input (Figure

VIN and BIAS quiescent currents are reduced to typically      6c), or to another supply greater than 2.8V. The circuit in

65μA and 155μA, respectively, during the sleep time. As       Figure 6a is more efficient because the BST pin current

the load current decreases towards a no-load condition,       and BIAS pin quiescent current comes from a lower volt-

the percentage of time that the LT3688 operates in sleep                                                             VOUT

mode increases and the average input current is greatly                       BIAS

reduced, resulting in high efficiency even at very low loads                           BST

(see Figure 5). At higher output loads the LT3688 will be     VIN        VIN  LT3688                 C3

running at the frequency programmed by the RT resistor,                               SW

and will be operating in standard PWM mode. The transi-       4.7μF           GND

tion between PWM and low ripple Burst Mode operation

is seamless, and will not disturb the output voltage. The

front page application circuit will switch at full frequency                  (6a) For VOUT    >  2.8V

at output loads higher than about 60mA.                                                                              VOUT

                                                                              BIAS                       D2

                                                                                      BST

        IL                                                    VIN        VIN  LT3688                 C3

    0.2A/DIV

        VSW                                                                   GND     SW

    5V/DIV                                                    4.7μF

    VOUT

    10mV/DIV

                                                                         (6b) For     2.5V  <  VOUT  < 2.8V

              5μs/DIV                    3688 F05

                                                                                                               VOUT

        Figure 5. Burst Mode Operation                                        BIAS

                                                                                      BST

                                                              VIN        VIN  LT3688                 C3

BST and BIAS Pin Considerations

                                                                              GND     SW

Capacitor C3 and the internal boost Schottky diodes (see      4.7μF

the Block Diagram) are used to generate boost voltages

that are higher than the input voltage. In most cases, a                                                 3688 F06

0.22μF capacitor will work well. For the best performance                (6c) For VOUT < 2.5V; VIN(MAX) = 30V

in dropout, use a 1μF or larger capacitor. Figure 6 shows

                                                              Figure 6.  Three Circuits for Generating the Boost     Voltage

                                                                                                                           3688f

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                                                                                                                           LT3688

APPLICATIONS INFORMATION

age source. However, the full benefit of the BIAS pin is not                         8       VOUT = 5V

realized unless it is at least 3V. Ensure that the maximum                          7.5

voltage ratings of the BST and BIAS pins are not exceeded.                                                 TO START

                                                                                    7

The minimum operating voltage of an LT3688 application           INPUT VOLTAGE (V)  6.5

is limited by the minimum input voltage (3.6V) and by the                           6

maximum duty cycle, as outlined in a previous section. For                          5.5     TO RUN

proper start-up, the minimum input voltage is also limited                          5

by the boost circuit. If the input voltage is ramped slowly,

or the LT3688 is turned on with its EN/UVLO pin when the                            4.5

output is already in regulation, then the boost capacitor may                       4

not be fully charged. Because the boost capacitor is charged                             1             10             100  1000

                                                                                                           LOAD (mA)

with the energy stored in the inductor, the circuit will rely                                                              3688 F07a

on some minimum load current to get the boost circuit                               7.0  VOUT = 3.3V

running properly. This minimum load will depend on input                            6.5

and output voltages, and on the arrangement of the boost                            6.0

circuit. The minimum load generally goes to zero once the        INPUT VOLTAGE (V)  5.5                    TO START

circuit has started. Figure 7 shows a plot of minimum load

to start and to run as a function of input voltage. In many                         5.0

cases, the discharged output capacitor will present a load                          4.5

to the switcher, which will allow it to start. The plots show                       4.0

the worst-case situation where VIN is ramping very slowly.                                  TO RUN

                                                                                    3.5

For lower start-up voltage, the boost diode can be tied to                          3.0

VIN; however, this restricts the input range to one-half of the                          1             10             100  1000

absolute maximum rating of the BST pin. At light loads, the                                                LOAD (mA)

inductor current becomes discontinuous and the effective                                                                   3688 F07b

duty cycle can be very high. This reduces the minimum input      Figure 7. The Minimum Input Voltage Depends on

voltage to approximately 300mV above VOUT. At higher load        Output Voltage, Load Current and Boost Circuit

currents, the inductor current is continuous and the duty        regulator, pull the RUN/SS pin to ground with an open-

cycle is limited by the maximum duty cycle of the LT3688,        drain or collector. Note that if CONFIG is tied high or low

requiring a higher input voltage to maintain regulation.         (not open), shutting down Channel 1 will also shut down

There is one particular issue to note if sequencing is           Channel 2 because of the sequencing function (See the

used. If the BIAS pin is tied to VOUT2, it will be low during    Configuration and Sequencing section for more details).

the startup of VOUT1. This will prevent the boost circuit        2.5μA current sources pull up on each pin. If the RUN/SS

from working on VOUT1 until it has risen to 90% of its           pin reaches ~0.2V, the channel will begin to switch

programmed value, increasing the required startup volt-          If a capacitor is tied from the RUN/SS pin to ground, then

age. Using circuit in Figure 6b for VOUT1 will reduce the        the internal pull-up current will generate a voltage ramp on

startup voltage to its normal value. An alternative is to tie    this pin. This voltage clamps the VC pin, limiting the peak

BIAS to VOUT1, if it is greater than 2.8V.                       switch current and therefore input current during start up.

Soft-Start and Individual Channel Shutdown                       A good value for the soft-start capacitor is COUT/10,000,

The RUN/SS (Run/Soft-Start) pins are used to place the           where COUT is the value of the output capacitor.

individual switching regulators in shutdown mode. They           The RUN/SS pins can be left floating if the Soft-Start feature

also provide a soft-start function. To shut down either          is not used. They can also be tied together with a single

                                                                 capacitor providing soft-start. The internal current sources

                                                                                                                                      3688f

                                                                                                                                      19
LT3688

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will charge these pins to ~2V. The RUN/SS pins provide         comparator will force the part into shutdown below the

a soft-start function that limits peak input current to the    minimum VIN of 3.5V. This feature can be used to prevent

circuit during start-up. This helps to avoid drawing more      excessive discharge of battery-operated systems. If an

current than the input source can supply or glitching the      adjustable UVLO threshold is required, the EN/UVLO pin

input supply when the LT3688 is enabled. The RUN/SS pins       can be used. The threshold voltage of the EN/UVLO pin

do not provide an accurate delay to start or an accurately     comparator is 1.25V. Current hysteresis is added above the

controlled ramp at the output voltage, both of which depend    EN threshold. This can be used to set voltage hysteresis

on the output capacitance and the load current.                of the UVLO using the following:

Synchronization                                                R3 = VH – VL
                                                                        3.7μA
Synchronizing the LT3688 oscillator to an external fre-

quency can be done by connecting a square wave (with           R4 =            R3 • 1.25V

positive and negative pulse width > 150ns) to the SYNC                  VH – 1.25V – R3 • 0.3μA

pin. The square wave amplitude should have valleys that        Example: switching should not start until the input is above

are below 0.4V and peaks that are above 1.3V (up to 6V).       4.40V, and is to stop if the input falls below 4V.

The LT3688 may be synchronized over a 350kHz to 2.5MHz

range. The RT resistor should be chosen to set the LT3688      VH = 4.40V, VL = 4V

switching frequency 20% below the lowest synchronization

input. For example, if the synchronization signal will be      R3 = 4.40V – 4V = 107k

350kHz and higher, RT should be chosen for 280kHz. To                       3.7μA

assure reliable and safe operation, the LT3688 will only

synchronize when the output voltage is above 90% of its        R4 =                  107k • 1.25V            = 43.2k

regulated voltage. It is therefore necessary to choose a                4.40V – 1.25V – 107k • 0.3μA

large enough inductor value to supply the required output

current at the frequency set by the RT resistor (see the                     LT3688

Inductor Selection section). It is also important to note          VIN                –                            VC

that the slope compensation is set by the RT value. When                       1.25V

                                                                        R3

the sync frequency is much higher than the one set by                        EN/UVLO  +

RT, the slope compensation will be significantly reduced,

which may require a larger inductor value to prevent           C1       R4                                             RUN/SS

subharmonic oscillation.

Shutdown and Undervoltage Lockout                                              0.3μA  3.7μA

Figure 8 shows how to add undervoltage lockout (UVLO)

to the LT3688. Typically, UVLO is used in situations where

the input supply is current limited, or has a relatively high                                                          3688 F08

source resistance. A switching regulator draws constant                      Figure 8. Undervoltage Lockout

power from the source, so source current increases as

source voltage drops. This looks like a negative resistance    Keep the connection from the resistor to the EN/UVLO pin

load to the source and can cause the source to current limit   short and make sure the interplane or surface capacitance

or latch low under low source voltage conditions.              to switching nodes is minimized. If high resistor values

UVLO prevents the regulator from operating at source           are used, the EN/UVLO pin should be bypassed with a

voltages where the problems might occur. An internal           1nF capacitor to prevent coupling problems from the

                                                               switch node.

                                                                                                                       3688f

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                                                                                                LT3688

APPLICATIONS INFORMATION

Output Voltage Monitoring                                      circuitry. Any transient at the input of the comparator needs

The  LT3688  provides        power  supply  monitoring  for    to be of sufficient magnitude and duration (tUV) before it

microprocessor-based systems. The features include             can change the monitor state. The combination of the reset

power-on reset (POR) and watchdog timing.                      timeout and anti-glitch circuitry prevents spurious changes

                                                               in output state without sacrificing threshold accuracy.

A precise internal voltage reference and glitch immune

precision POR comparator circuits monitor the LT3688           Watchdog Timer

output voltages. Each channel’s output voltage must be         The LT3688 includes an adjustable watchdog timer that

above 90% of the programmed value for RST not to be            monitors a μP’s activity. If a code execution error occurs

asserted (refer to the Timing Diagram). The LT3688 will        in a μP, the watchdog will detect this error and will set the

assert RST during power-up, power-down and brownout            WDO low. This signal can be used to interrupt a routine

conditions. Once the output voltage rises above the RST        or to reset a μP.

threshold, the adjustable reset timer is started and RST is

released after the reset timeout period. On power-down,        The watchdog circuitry is triggered by negative edges on

once the output voltage drops below RST threshold, RST         the WDI pin. The window mode restricts the WDI pin’s

is held at a logic low. The reset timer is adjustable using    negative going pulses to appear inside a programmed

external capacitors. This capability helps hold the micro-     time window (see the Timing Diagram) to prevent WDO

processor in a stable shutdown condition. The RST pin          from going low. If more than two pulses are registered

has weak pull-up to the BIAS pin.                              in the window’s fast period, the WDO is forced to go low.

The above discussion is concerned only with the DC             The WDO also goes low if no negative edge is supplied

value of the monitored supply. Real supplies also have         to the WDI pin in the window’s slow timer period. During

relatively high-frequency variation, from sources such as      a code execution error, the microprocessor will output

load transients, noise, and pickup. These variations should    WDI pulses that would be either too fast or too slow. This

not be considered by the monitor in determining whether        condition will assert WDO and force the microprocessor

a supply voltage is valid or not. The variations may cause     to reset the program. In window mode, the WDI signal

spurious outputs at RST, particularly if the supply voltage    frequency is bounded by an upper and lower limit for

is near its trip threshold.                                    normal operation. The WDI input frequency period should

                                                               be higher than the window mode’s fast period and lower

Two techniques are used to combat spurious reset without       than the window mode’s slow period to keep WDO high

sacrificing threshold accuracy. First, the timeout period       under normal conditions. The window mode’s fast and slow

helps prevent high-frequency variation whose frequency is      times have a fixed ratio of 16 between them. These times

above 1/ tRST from appearing at the RST output. When the       can be increased or decreased by adjusting an external

voltage at FB goes below the threshold, the RST pin asserts    capacitor on the CWDT pin.

low. When the supply recovers past the threshold, the reset    When WDO is asserted, a timer is enabled for a time

timer starts (assuming it is not disabled), and RST does not   equivalent to 1/8th of the watchdog window upper

go high until it finishes. If the supply becomes invalid any    boundary. Any WDI pulses that appear while the reset

time during the timeout period, the timer resets and starts    timer is running are ignored. When the timer expires, the

fresh when the supply next becomes valid. While the reset      WDO is allowed to go high again. Therefore, if no input

timeout is useful for preventing toggling of the reset output  is applied to the WDI pin, then the watchdog circuitry

in most cases, it is not effective at preventing nuisance      produces a train of pulses on the WDO pin. The high

resets due to short glitches (due to load transients or other  time of this pulse train is equal to the watchdog window

effects) on a valid supply. To reduce sensitivity to these     upper boundary, and low time is equal to the 1/8th of the

short glitches, the comparator has additional anti-glitch      watchdog window upper boundary.

                                                                                                                       3688f

                                                                                                21
LT3688

APPLICATIONS INFORMATION

If WDO is low and RST goes low, then WDO will go

high. The WDE pin allows the user to turn on and off the               VOUT1 (10V/DIV)

watchdog function. Leaving this pin open is okay and                   VOUT2 (10V/DIV)

                                                                       RST1 (5V/DIV)

will automatically enable the watchdog. It has an internal             RST2 (5V/DIV)

weak pull-down to ground. The WDI pin has an internal                  WDO (5V/DIV)

weak pull-up that keeps the WDI pin high. If watchdog is

disabled, leaving this pin open is acceptable.                         WDI (10V/DIV)

Configuration and Sequencing                                                                         10ms/DIV        3688 F09a

Use the CONFIG pin to adjust the sequencing and the                           Figure    9a.  CONFIG = HIGH

behavior of the power-on reset and watchdog timers. The

table below shows all of the configuration options.

Table 5. Configuration Options                                          VOUT1 (10V/DIV)

                                                                       VOUT2 (10V/DIV)

                                                    CONFIG             RST1 (5V/DIV)

CONDITION                                     HIGH  LOW     OPEN       RST2 (5V/DIV)

Channel 1 starts before Channel 2             ×     ×                  WDO (5V/DIV)

Channel 1 and Channel 2 start simultaneously                ×          WDI (10V/DIV)

Watchdog operates only if Reset 1 Expires                   ×

Watchdog operates only if Reset 1 and Reset   ×     ×                                               10ms/DIV        3688 F09b

2 Expire

RST1 and RST2 high only if Timer 1 Expires          ×                         Figure    9b.  CONFIG = LOW

RST1 and RST2 use independent timers          ×             ×

With the CONFIG pin tied high, VOUT1 will rise first, as                VOUT1 (10V/DIV)

shown in Figure 9a. After VOUT1 reaches VUV, VOUT2 will                VOUT2 (10V/DIV)

start increasing. In addition, the reset timer for Channel 1           RST1 (5V/DIV)

                                                                       RST2 (5V/DIV)

starts. Once VOUT2 reaches VUV, the reset timer for Channel 2          WDO (5V/DIV)

starts. Once the reset timers for both Channel 1 and Channel

2 have expired, the Watchdog will start operation.                     WDI (10V/DIV)

With the CONFIG pin tied low, VOUT1 will rise first. After                                           10ms/DIV        3688 F09c

VOUT1 reaches VUV, VOUT2 will start increasing. The reset

timer will only start if both VOUT1 and VOUT2 are above VUV,                  Figure 9c. CONFIG = OPEN

as shown in Figure 9b. Once the reset timer programmed

by CPOR1 expires, both RST1 and RST2 can pull high,                           Figure 9. Startup Waveforms with the

and the Watchdog will start operation. In this mode, tie                      Three Configuration Settings

CPOR2 to GND.

With the CONFIG pin open, VOUT1 and VOUT2 can rise                Selecting the Reset Timing Capacitors

simultaneously, as shown in figure 9c. After VOUT1 reaches         The  reset  timeout   period  is  adjustable      in  order  to

VUV the reset timer for Channel 1 starts. Once VOUT2              accommodate a variety of microprocessor applications.

reaches VUV, the reset timer for Channel 2 starts. Once           The reset timeout period, tRST, is adjusted by connecting

the reset timer for Channel 1 has expired, the Watchdog           a capacitor, CPOR, between the CPOR pin and ground. The

will start operation.                                             value of this capacitor is determined by:

                                                                                                                               3688f

22
                                                                                                             LT3688

APPLICATIONS INFORMATION

CPOR   =  tRST   •  200    ⎛   pF  ⎞                          Shorted and Reversed Input Protection

                           ⎝⎜  ms  ⎠⎟                         If an inductor is chosen to prevent excessive saturation, the

This equation is accurate for reset timeout periods of 1ms,   LT3688 will tolerate a shorted output. When operating in

or greater. To program faster timeout periods, see the        short-circuit condition, the LT3688 will reduce its frequency

Reset Timeout Period vs Capacitance graph in the Typical      until the valley current is at a typical value of 1.2A (see Figure

Characteristics section. Leaving the CPOR pin unconnected     12). There is another situation to consider in systems where

will generate a minimum reset timeout of approximately        the output will be held high when the input to the LT3688 is

65μs. Maximum reset timeout is limited by the largest         absent. This may occur in battery charging applications or

available low leakage capacitor. The accuracy of the          in battery backup systems where a battery or some other

timeout period will be affected by capacitor leakage (the     supply is diode ORed with the LT3688’s output. If the VIN

nominal charging current is 2.5μA), capacitor tolerance       pin is allowed to float and the EN/UVLO pin is held high

and temperature coefficient. A low leakage, low tempco,        (either by a logic signal or because it is tied to VIN), then

capacitor is recommended.                                     the LT3688’s internal circuitry will pull its quiescent current

                                                              through its SW pin. This is fine if the system can tolerate a

Selecting the Watchdog Timing Capacitor                       few mA in this state. If the EN/UVLO pin is grounded, the

The watchdog timeout period is adjustable and can be          SW pin current will drop to essentially zero.

optimized for software execution. The watchdog window         However, if the VIN pin is grounded while the output is

upper boundary, tWDU is adjusted by connecting a capacitor,   held high, then parasitic diodes inside the LT3688 can

CWDT, between the CWDT pin and ground. Given a specified       pull large currents from the output through the SW pin

watchdog timeout period, the capacitor is determined by:      and the VIN pin. Figure 13 shows a circuit that will run

                                                              only when the input voltage is present and that protects

CWDT   =  tWDU      •  50  ⎛   pF ⎞                           against a shorted or reversed input.
                           ⎝⎜  ms ⎠⎟

The window lower boundary (tWDL) and the watchdog                         VSW

timeout (tWDTO) have       a fixed relationship to tWDU for a              10V/DIV

given capacitor. The window lower boundary is related to

tWDU by the following:

tWDL   =  1   •  tWDU                                                     IL

                                                              500mA/DIV

          16

The watchdog timeout is related to tWDU by the following:                          5μs/DIV                   3688 F12

tWDTO  =  1•    tWDU                                          Figure 12. The LT3688 Reduces Its Frequency to Below
          8
                                                              70kHz to Protect Against Shorted Output with 36V Input

Leaving the CWDT pin unconnected will generate a minimum

watchdog window upper boundary of approximately 200μs.        PCB Layout

Maximum window upper boundary is limited by the largest       For proper operation and minimum EMI, care must be taken

available low leakage capacitor. The timing accuracy of the   during printed circuit board layout. Figure 14 shows the

reset and watchdog signals depends on the initial accuracy    recommended component placement with trace, ground

and stability of the programing capacitors. Use capacitors    plane and via locations. Note that large, switched currents

with specified accuracy, leakage and voltage and temperature   flow in the LT3688’s VIN, DA and SW pins, the catch diode

coefficients. For surface mount ceramic capacitors C0G and     (D1) and the input capacitor (C1). The loop formed by

NP0 types are superior to alternatives such as X5R and X7R.

                                                                                                                       3688f

                                                                                                                       23
LT3688

APPLICATIONS INFORMATION

            D4       BIAS                                                    keep thermal resistance low, extend the ground plane as

VIN             VIN      BOOST                                               much as possible, and add thermal vias under and near

                     LTC3688                                                 the LT3688 to additional ground planes within the circuit

                              SW                    VOUT                     board and on the bottom side.

                              DA  +                                          High Temperature Considerations

                EN/UVLO       FB

                     GND                                                     The PCB must provide heat sinking to keep the LT3688

                                                    3688 F13                 cool. The exposed pad on the bottom of the package must

                                                                             be soldered to a ground plane. This ground should be tied

Figure 13. Diode D4 Prevents a Shorted Input from Discharging                to large copper layers below with thermal vias; these lay-

a Backup Battery Tied to the Output; It Also Protects the Circuit            ers will spread the heat dissipated by the LT3688. Placing

from a Reversed Input. The LT3688 Runs Only When the Input                   additional vias can reduce thermal resistance further. With

Is Present

                                                                             these steps, the thermal resistance from die (or junction)

                                                                             to ambient can be reduced to θJA = 40°C/W or less. With

                                                                             100 LFPM airflow, this resistance can fall by another 25%.

                                                                             Further increases in airflow will lead to lower thermal re-

                                                                             sistance. Because of the large output current capability of

                                                                             the LT3688, it is possible to dissipate enough heat to raise

                                                                             the junction temperature beyond the absolute maximum

                                                                             of 125°C (150°C for H Grade). When operating at high

                                                                             ambient temperatures, the maximum load current should

                                                                             be derated as the ambient temperature approaches 125°C

                                                                             (150°C for H Grade). Power dissipation within the LT3688

                                                                             can be estimated by calculating the total power loss from

                                                                             an efficiency measurement and subtracting the catch diode

                                                                             loss. The die temperature is calculated by multiplying the

                                                                             LT3688 power dissipation by the thermal resistance from

                                                                             junction-to-ambient. Thermal resistance depends on the

                                                                             layout of the circuit board, but values from 30°C/W to

                                                                             60°C/W are typical. Die temperature rise was measured

                                                                             on a 4-layer, 5cm • 7.5cm circuit board in still air at a load

                                                                   3688 F14  current of 0.8A (fSW = 800kHz). For a 12V input to 3.3V

     Figure 14. Top Layer PCB Layout in the LT3688                           output the die temperature elevation above ambient was

     Demonstration Board                                                     14°C; for 12VIN to 5VOUT the rise was 15°C and for 12VIN

these components should be as small as possible. These                       to 5VOUT and 3.3VOUT the rise was 30°C.

components, along with the inductor and output capacitor,                    Other Linear Technology Publications

should be placed on the same side of the circuit board.                      Application Notes 19, 35 and 44 contain more detailed

Place a local, unbroken ground plane below these com-                        descriptions and design information for buck regulators

ponents. The SW and BST nodes should be as small as                          and other switching regulators. The LT1376 data sheet

possible. Finally, keep the FB node small so that the ground                 has a more extensive discussion of output ripple, loop

traces will shield them from the SW and BST nodes.                           compensation and stability testing. Design Note 318

The exposed pad on the bottom of the package must be                         shows how to generate a bipolar output supply using a

soldered to ground so that the pad acts as a heat sink. To                   buck regulator.

                                                                                                                      3688f

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                                                                                                                                                         LT3688

TYPICAL APPLICATIONS

                         VIN

                  6V TO 36V                    C1

                                               4.7μF              VIN

                         ON OFF                         EN/UVLO              BIAS

                               L1              C2       BST1                 BST2              C3            L2

VOUT1                        18μH              0.22μF                                          0.22μF      12μH                                    VOUT2

5V                                                      SW1                  SW2                                                                   3.3V

800mA             C6     R1                    D1                 LT3688                       D2                           R3               C7    800mA

                  10pF   523k                           DA1                  DA2                                            316k             10pF

                                          C8            FB1                  FB2          C9

            C4           R2               1nF           CONFIG                            1nF                               R4                     C5

            22μF         100k                                                                                               100k                   22μF

                                                        RUN/SS1           RUN/SS2

                                                        WDE                  CWDT

                                 μP                                          CPOR1

                                     I/O                WDI                  CPOR2                                   C10

                                     I/O                WDO                       RT                                 4.7nF

                                 RESET                  RST1                 SYNC                        C11                     C12

                                                        RST2      GND                          R5        4.7nF                   1nF

                         C1-C5: X5R OR X7R                                                     110k

                         D1, D2: DIODES INC. B140                                                                           3688 TA02

                                                                                          fSW = 500kHz

                         5V and 3.3V Regulator with Power-On Reset and Watchdog                                      Timers

       VIN

8V TO 36V         C1

                  4.7μF  R6

                         475k                                     VIN     CONFIG

                                                            EN/UVLO               BIAS

                         R7                                 BST1                  BST2

                         100k      L1               C2                                             C3            L2

VOUT                             10μH               0.22μF                                         0.22μF     12μH                                 VOUT2

1.8V                                                        SW1                   SW2                                                              3.3V

800mA             C6     R1                         D1               LT3688                        D2                       R3               C7    800mA

                  10pF   187k                               DA1                   DA2                                       316k             10pF

                                               C8           FB1                   FB2         C9

            C4           R2                    1nF                                        1nF                               R4                     C5

            47μF         150k                                                                                               100k                   22μF

                                                            RUN/SS1          RUN/SS2

                                                            WDE                   CWDT

                                     μP                                      CPOR1

                                          I/O               WDI              CPOR2                                        C10

                                          I/O               WDO                       RT                                  4.7nF

                                     RESET                  RST1                  SYNC                        C11                      C12

                                                            RST2       GND                         R5         4.7nF                    1nF

                             C1-C5: X5R OR X7R                                                     110k

                             D1, D2: DIODES INC. B140                                                                             3688 TA02

                                                                                               fSW = 500kHz

                         3.3V and 1.8V Regulator with Power-On Reset and Watchdog Timers

                         and Input Under Voltage Lockout

                                                                                                                                                          3688f

                                                                                                                                                          25
LT3688

TYPICAL APPLICATIONS

                              VIN

                      6V TO 36V                       C1

                                                      4.7μF           VIN

                            ON OFF                           EN/UVLO            BIAS

                                    L1                C2     BST1               BST2             C3          L2

    VOUT1                          8.2μH              0.1μF                                      0.1μF       8.2μH                                     VOUT2

           5V                                                SW1                SW2                                                                    3.3V

    800mA             C6      R1                      D1              LT3688                     D2                           R3              C7       800mA

                      10μF    523k                           DA1                DA2                                           316k            10pF

                                                 C8          FB1                FB2         C9

               C4             R2                 1nF         CONFIG                         1nF                               R4                       C5

               10μF           100k                                                                                            100k                     22μF

                                                             RUN/SS1          RUN/SS2

                                                             WDE                CWDT

                                    μP                                          CPOR1

                                            I/O              WDI                CPOR2                                    C10

                                            I/O              WDO                RT                                       4.7nF

                                    RESET                    RST1               SYNC                       C11                      C12

                                                             RST2     GND                        R5        4.7nF                    1nF

                              C1-C5: X5R OR X7R                                                  20k

                              D1, D2: DIODES INC. B140                                                                            3688 TA04

                                                                                fSW    =    2MHz: 8V <   VIN < 16V,  TJ  < 85°C

                                   2MHz Switching Frequency, 5V and 3.3V Regulator with

                                   Power-On Reset and Watchdog Timers

                                   VIN

                          4V  TO 36V                  C1

                                                      4.7μF                VIN

                              ON OFF                          EN/UVLO           BIAS

                                        L1            C2      BST1              BST2                 C3           L2

    VOUT1                          8.2μH              0.22μF                                         0.22μF     15μH                                       VOUT2

    1.2V                                                      SW1               SW2                                                                        3.3V

    800mA             C6      R1            D1                         LT3688                        D2                           R3             C7        800mA

                      10pF    90.9k                           DA1               DA2                                               316k           10pF

                                                 C8           FB1                      FB2       C9

               C4             R2                 1nF          CONFIG                            1nF                               R4                   C5

               100μF          182k                                                                                                100k                 22μF

                                                              RUN/SS1           RUN/SS2

                                 WATCHDOG DEFEAT              WDE               CWDT

                                        μP                                      CPOR1                                     C10

                                                 I/O          WDI               CPOR2                                     4.7nF
                                                              WDO
                                                                                       RT
                                        RESET                 RST1                                              C11                      C12
                                                                                SYNC
                                                              RST2     GND                           R5         4.7nF                    1nF

                                   C1-C5: X5R OR X7R                                                 143k

                                   D1, D2: DIODES INC. B140                                                                           3688 TA05

                                                                                                 fSW = 400kHz: VIN < 25V

                              3.3V and 1.2V Regulator with Power-On Reset Timer and

                              Defeatable Watchdog, Timing Error Resets Microprocessor

                                                                                                                                                                  3688f

26
                                                                                                                                                                                                    LT3688

PACKAGE                   DESCRIPTION

                                                                                        FE Package

                                                                      24-Lead Plastic TSSOP (4.4mm)

                                                                  (Reference LTC DWG # 05-08-1771 Rev Ø)

                                                                                        Variation AA

                                                                                                                          7.70 – 7.90*

                                                            3.25                                                          (.303 – .311)

                                                       (.128)                                                                  3.25

                                                                                                                               (.128)

                                                                                                          24  23 22   21  20 19 18 17 16     15 14   13

                          6.60  p0.10

                                                                                2.74

                                4.50 p0.10                                      (.108)                                                                                           6.40

                                                       SEE NOTE 4                                                                                             2.74    (.252)

                                                                                                                                                              (.108)             BSC

                                                                            0.45 p0.05

                                                                                      1.05 p0.10

                                                                      0.65 BSC

                                              RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT                               1   2    3  4   5    6    7  8  9  10  11  12

                                                                                                                                                                1.20

                                                       4.30 – 4.50*                                                                                           (.047)

                                                       (.169 – .177)            0.25                                                                            MAX

                                                                                REF     0o – 8o

                                                                                                          0.65

                                       0.09 – 0.20     0.50 – 0.75                                        (.0256)                                    0.05 – 0.15

                                (.0035 – .0079)        (.020 – .030)                                      BSC         0.195 – 0.30                   (.002 – .006)

                                                                                                                   (.0077 – .0118)                   FE24 (AA) TSSOP 0208 REV Ø

                                       NOTE:                                                                              TYP

                                       1. CONTROLLING DIMENSION: MILLIMETERS            4. RECOMMENDED MINIMUM PCB METAL SIZE

                                       2.  DIMENSIONS  ARE  IN  MILLIMETERS                  FOR EXPOSED PAD ATTACHMENT

                                                                  (INCHES)              *DIMENSIONS DO NOT INCLUDE MOLD FLASH. MOLD FLASH

                                       3. DRAWING NOT TO SCALE                               SHALL NOT EXCEED 0.150mm (.006") PER SIDE

                                                                                        UF Package

                                                                      24-Lead Plastic QFN (4mm × 4mm)

                                                                      (Reference LTC DWG # 05-08-1697)

                                                                                                                                                                                 BOTTOM VIEW—EXPOSED PAD

                                                                                                                                                                                                    PIN 1 NOTCH

                                                                                                                                                                                                    R = 0.20 TYP OR

                                                                                             4.00 ± 0.10                       0.75 ± 0.05                                       R = 0.115          0.35 × 45° CHAMFER

                                                                                             (4 SIDES)                                                                                 TYP      23  24

                                                       0.70 ±0.05                     PIN 1                                                                                                               0.40 ± 0.10

                                                                                      TOP MARK

                                                                                      (NOTE 6)                                                                                                            1

                                                                                                                                                                                                          2

4.50 ± 0.05  2.45 ± 0.05                                                                                                                         2.45 ± 0.10

3.10 ± 0.05  (4 SIDES)                                                                                                                               (4-SIDES)

                                                                PACKAGE

                                                                OUTLINE                                                                                                                                   (UF24) QFN 0105

                                                       0.25 ±0.05                                                                                0.200 REF                                                0.25 ± 0.05

                                                    0.50 BSC                                                                                     0.00 – 0.05                                              0.50 BSC

             RECOMMENDED SOLDER PAD PITCH AND DIMENSIONS                 NOTE:

                                                                         1. DRAWING PROPOSED TO BE MADE A JEDEC PACKAGE OUTLINE MO-220 VARIATION (WGGD-X)—TO                                BE  APPROVED

                                                                         2. DRAWING NOT TO SCALE

                                                                         3. ALL DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS

                                                                         4. DIMENSIONS OF EXPOSED PAD ON BOTTOM OF PACKAGE DO NOT INCLUDE

                                                                            MOLD FLASH. MOLD FLASH, IF PRESENT, SHALL NOT EXCEED 0.15mm ON ANY SIDE, IF PRESENT

                                                                         5. EXPOSED PAD SHALL BE SOLDER PLATED

                                                                         6. SHADED AREA IS ONLY A REFERENCE FOR PIN 1 LOCATION

                                                                            ON THE TOP AND BOTTOM OF PACKAGE

                                                                                                                                                                                                                           3688f

                                       Information furnished by Linear Technology Corporation is believed to be accurate and reliable.                                                                    27

                                       However, no responsibility is assumed for its use. Linear Technology Corporation makes no representa-

                                       tion that the interconnection of its circuits as described herein will not infringe on existing patent rights.
LT3688

TYPICAL APPLICATION

                                  VIN

                              6V TO 36V                  C1

                                                         4.7μF            VIN

                                  ON OFF                         EN/UVLO          BIAS

                                         L1              C2      BST1             BST2             C3      L2

             VOUT1                       18μH            0.22μF                                    0.22μF  12μH                              VOUT2

                 5V                                              SW1              SW2                                                        3.3V

             800mA          C6    R1                     D1               LT3688                   D2                      R3         C7     800mA

                            10pF  523k                           DA1              DA2                                      340k       10pF

                                                    C8           FB1              FB2         C9

                     C4           R2                1nF          CONFIG                       1nF                          R4               C5

                     22μF         100k                                                                                     100k             22μF

                                                                 RUN/SS1          RUN/SS2

                                                                 WDE              CWDT

                                          μP                                      CPOR1

                                               I/O               WDI              CPOR2                             C10

                                               I/O               WDO              RT                                4.7nF

                                          RESET                  RST1             SYNC                     C11                 C12

                                                                 RST2     GND                      R5      4.7nF               1nF

                                  C1-C5: X5R OR X7R                                                49.9k

                                  D1, D2: DFLS140                                                                          3688 TA06

                                                                                  fSW      =  1MHz: 7V < VIN < 21V

                              1MHz 5V and 3.3V Regulator with Power-On Reset and Watchdog Timers

RELATED          PARTS

PART NUMBER      DESCRIPTION                                                               COMMENTS

LT3640           35V, 55V MAX, Dual (1.3A, 1.1A), 2.5MHz High Efficiency Step-              VIN Min = 4V, VIN Max = 35V, Transient to 55V, VOUT(MIN) = 0.6V,

                 Down DC/DC Converter with POR Reset and Watchdog Timer                    IQ = <290μA, ISD = <1μA, 4mm × 5mm QFN-28 TSSOP-28E Package

LT3689/LT3689–5  36V, 60V Transient Protection, 800mA, 2.2MHz High Efficiency               VIN Min = 3.6V, VIN Max = 36V, Transient to 60V, VOUT(MIN) = 0.8V,

                 MicroPower Step-Down DC/DC Converter with POR Reset and                   IQ = 75μA, ISD = <1μA, 3mm × 3mm QFN-16 Package

                 Watchdog Timer

LT3686           37V, 55Vmax, 1.2A, 2.5MHz High Efficiency Step-Down DC/DC                  VIN Min = 3.6V, VIN Max = 37V, Transient to 55V, VOUT(MIN) = 1.21V,

                 Converter                                                                 IQ = 1.1mA, ISD = <1μA, 3mm × 3mm DFN-10 Package

LT3682           36V, 60Vmax, 1A, 2.2MHz High Efficiency Micropower Step-                   VIN Min = 3.6V, VIN Max = 36V, VOUT(MIN) = 0.8V,

                 Down DC/DC Converter                                                      IQ = 75μA, ISD = <1μA, 3mm × 3mm DFN-12 Package

LT3971           38V, 1.2A (IOUT), 2MHz, High Efficiency Step-Down DC/DC                    VIN Min = 4.2V, VIN Max = 38V, VOUT(MIN) = 1.2V,

                 Converter with only 2.8uA of Quiescent Current                            IQ = 2.8μA, ISD = <1μA, 3mm × 3mm DFN-10, MSOP-10E Package

LT3991           55V, 1.2A (IOUT), 2MHz, High Efficiency Step-Down DC/DC                    VIN Min = 4.2V, VIN Max = 55V, VOUT(MIN) = 1.2V,

                 Converter with only 2.8uA of Quiescent Current                            IQ = 2.8μA, ISD = <1μA, 3mm × 3mm DFN-10, MSOP-10E Package

LT3970           40V, 350mA (IOUT), 2MHz, High Efficiency Step-Down DC/DC                   VIN Min = 4.2V, VIN Max = 40V, VOUT(MIN) = 1.2V,

                 Converter with only 2.5uA of Quiescent Current                            IQ = 2.5μA, ISD = <1μA, 2mm × 3mm DFN-10, MSOP-10E Package

LT3990           60V, 350mA (IOUT), 2MHz, High Efficiency Step-Down DC/DC                   VIN Min = 4.2V, VIN Max = 60V, VOUT(MIN) = 1.2V,

                 Converter with only 2.5uA of Quiescent Current                            IQ = 2.5μA, ISD = <1μA, 3mm × 3mm DFN-10, MSOP-16E Package

                                                                                                                                                               3688f

28      Linear Technology Corporation                                                                                                       LT 0111 • PRINTED IN USA

        1630 McCarthy Blvd., Milpitas, CA 95035-7417

        (408) 432-1900 ● FAX: (408) 434-0507 ● www.linear.com                                                                  © LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2011
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