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LTC1735EGN#PBF

器件型号:LTC1735EGN#PBF
器件类别:半导体    电源管理   
文件大小:4147.97KB,共10页
厂商名称:Linear ( ADI )
厂商官网:http://www.analog.com/cn/index.html
标准:  
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器件描述

IC reg ctrlr buck pwm CM 16-ssop

参数

Datasheets:
LTC1735:
Product Photos:
16-SSOP:
Standard Package : 100
Category: Integrated Circuits (ICs)
Family: PMIC - Voltage Regulators - DC DC Switching Controllers
Series: -
Packaging : Tube
PWM Type: Current Mode
Number of Outputs: 1
Frequency - Max: 335kHz
Duty Cycle: 99.4%
Voltage - Supply: 4 V ~ 30 V
Buck: Yes
Boost: No
Flyback: No
Inverting: No
Doubler: No
Divider: No
Cuk: No
Isolated: No
Operating Temperature: -40°C ~ 85°C
Package / Case: 16-SSOP (0.154", 3.90mm Width)

LTC1735EGN#PBF器件文档内容

FEATURES                                           U                                                                   LTC1735
                                                                                     U
s Synchronizable/Programmable Fixed Frequency                                                                High Efficiency
s OPTI-LOOPTM Compensation Minimizes COUT                                                    Synchronous Step-Down
s 1% Output Voltage Accuracy
s Dual N-Channel MOSFET Synchronous Drive                                                           Switching Regulator
s Wide VIN Range: 4V to 36V Operation
s VOUT Range: 0.8V to 6V                                                                  DESCRIPTIO
s Internal Current Foldback
s Output Overvoltage Crowbar Protection                                                   The LTC1735 is a synchronous step-down switching
s Latched Short-Circuit Shutdown Timer                                                    regulator controller that drives external N-channel power
                                                                                          MOSFETs using a fixed frequency architecture. Burst
   with Defeat Option                                                                     ModeTM operation provides high efficiency at low load
s Very Low Dropout Operation: 99% Duty Cycle                                              currents. The precision 0.8V reference is compatible with
s Forced Continuous Control Pin                                                           future generation microprocessors. OPTI-LOOP compen-
s Optional Programmable Soft-Start                                                        sation allows the transient response to be optimized over
s Remote Output Voltage Sense                                                             a wide range of output capacitance and ESR values.
s Power Good Output (LTC1735F Only)
s Logic Controlled Micropower Shutdown: IQ < 25A                                         The operating frequency (synchronizable up to 500kHz) is
s LTC1435 Pin Compatible with                                                             set by an external capacitor allowing maximum flexibility
                                                                                          in optimizing efficiency. A forced continuous control pin
   Minor Component Changes                                                                reduces noise and RF interference and can assist second-
s Available in 16-Lead Narrow SSOP, SO Packages and                                       ary winding regulation by disabling Burst Mode operation
                                                                                          when the main output is lightly loaded.
   20-Lead TSSOP Package (LTC1735F Only)
                                                                                          Protection features include internal foldback current lim-
              U                                                                           iting, output overvoltage crowbar and optional short-
APPLICATIO S                                                                              circuit shutdown. Soft-start is provided by an external
                                                                                          capacitor that can be used to properly sequence supplies.
s Notebook and Palmtop Computers, PDAs                                                    The operating current level is user-programmable via an
s Cellular Telephones and Wireless Modems                                                 external current sense resistor. Wide input supply range
s DC Power Distribution Systems                                                           allows operation from 4V to 30V (36V maximum).

                                                                                               , LTC and LT are registered trademarks of Linear Technology Corporation.
                                                                                          Burst Mode and OPTI-LOOP are trademarks of Linear Technology Corporation.

TYPICAL APPLICATIO

          CSS                                             COSC                                                 CIN       VIN
                                                                                                               22F      5V TO 24V
         0.1F COSC                                                      TG         CB          M1
                                                                                  0.22F        FDS6680A       50V   COUT: PANASONIC EEFUEOG181R
                                                   47pF                                                              CIN: MARCON THCR70E1H226ZT
                                                          RUN/SS                                                     L1: PANASONIC ETQP6F2R0HFA
                                                                                                                     RSENSE: IRC LRF2010-01-R005J
     CC                                                                   BOOST
     330pF                                                ITH

                                                                              SW

     RC                                            CC2          LTC1735                                    L1             RSENSE
                                                                                                          2H             0.005
     33k                                           100pF                          DB                                                                                                                                                                                                     VOUT
                                                                                  CMDSH-3                                                                                                                                                                                                1.6V
                                                          SGND           VIN
                                                                                                                                                                                                                                                                                         9A
R2   100pF

20k                                                       VOSENSE INTVCC

1%                                                                                +                                                                                                                                                                                                  COUT
                                                                                                                                                                                                                                                                                     180F
      R1                                                                                 4.7F  M2             D1                 +
     20k                                                                                        FDS6680A       MBRS340T3
     1% 1000pF                                            SENSE     BG                                                                                                                                                                                                              4V
                                                          SENSE+  PGND
                                                                                                                                                                                                                                                                                     4

                                                                                                                                                                                                                                                                                     SP

                                                                                                                                                                                                                                                                           1735 F01

                                                          Figure 1. High Efficiency Step-Down Converter

                                                                                                                                                                                                                                                                                               1735fc

                                                                                                                                                                                                                                                                                               1
LTC1735

                      U WW W
ABSOLUTE AXI U RATI GS (Note 1)

Input Supply Voltage (VIN).........................36V to 0.3V                    Peak Driver Output Current <10s (TG, BG) .............. 3A
Topside Driver Supply Voltage (BOOST)....42V to 0.3V                              INTVCC Output Current ......................................... 50mA
                                                                                    Operating Ambient Temperature Range
Switch Voltage (SW) ....................................36V to 5V
                                                                                       LTC1735C ............................................... 0C to 85C
EXTVCC Voltage ...........................................7V to 0.3V                 LTC1735I/LTC1735E (Note 8) ............ 40C to 85C
Boosted Driver Voltage (BOOST SW) .......7V to 0.3V                             Junction Temperature (Note 2) ............................. 125C
SENSE+, SENSE Voltages .......... 1.1 (INTVCC) to 0.3V                           Storage Temperature Range ................. 65C to 150C
FCB Voltage ............................(INTVCC + 0.3V) to 0.3V                   Lead Temperature (Soldering, 10 sec).................. 300C
ITH, VOSENSE Voltages ...............................2.7V to 0.3V
RUN/SS, PGOOD (LTC1735F Only)

Voltages .......................................................7V to 0.3V

                       UW U
PACKAGE/ORDER I FOR ATIO

                   TOP VIEW                        ORDER PART                                    TOP VIEW             ORDER PART
                                                      NUMBER                                                            NUMBER
          COSC 1             16 TG                                                        NC 1             20 NC
      RUN/SS 2               15 BOOST              LTC1735CGN                           COSC 2             19 TG       LTC1735CF
                             14 SW                 LTC1735CS                        RUN/SS 3               18 BOOST    LTC1735IF
            ITH 3            13 VIN                LTC1735IGN                                              17 SW
           FCB 4             12 INTVCC             LTC1735IS                              ITH 4            16 VIN
         SGND 5              11 BG                 LTC1735EGN                            FCB 5             15 INTVCC
      VOSENSE 6              10 PGND                                                   SGND 6              14 BG
      SENSE 7               9 EXTVCC           GN PART MARKING                     VOSENSE 7              13 PGND
      SENSE+ 8                                                                       PGOOD 8               12 EXTVCC
                                                       1735                         SENSE 9               11 NC
         GN PACKAGE         S PACKAGE                  1735I                        SENSE+ 10
      16-LEAD NARROW  16-LEAD PLASTIC SO               1735E

        PLASTIC SSOP                                                                          F PACKAGE
                                                                                     20-LEAD PLASTIC TSSOP
        TJMAX = 125C, JA = 130C/W (GN)
        TJMAX = 125C, JA = 110C/W (S)                                             TJMAX = 125C, JA = 110C/W

Consult LTC marketing for parts specified with wider operating temperature ranges.

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

temperature range, otherwise specifications are at TA = 25C. VIN = 15V, VRUN/SS = 5V unless otherwise noted.

SYMBOL             PARAMETER                          CONDITIONS                                                 MIN TYP MAX        UNITS

Main Control Loop                                                                                                                       nA
                                                                                                                                         V
IVOSENSE           Feedback Current                   (Note 3)                                             q 0.792     4    25     %/V
VOSENSE            Feedback Voltage                                                                                    0.8   0.808
VLINEREG           Reference Voltage Line Regulation  (Note 3)                                                        0.001  0.02       %
VLOADREG           Output Voltage Load Regulation                                                                                       %
                                                      VIN = 3.6V to 30V (Note 3)                                                        %
                                                      (Note 3)                                             q          0.1    0.3    mmho
                                                      Measured in Servo Loop; VITH = 0.7V                  q                             V
                                                      Measured in Servo Loop; VITH = 2V                               0.1 0.3       A
                                                      In Dropout                                                  98
DF Max             Maximum Duty Factor                                                                                99.4           1735fc

gm                 Transconductance Amplifier gm                                                                      1.3

VFCB               Forced Continuous Threshold                                                             q 0.76     0.8    0.84

IFCB               Forced Continuous Current          VFCB = 0.85V                                                    0.17 0.3

2
                                                                                                       LTC1735

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

temperature range, otherwise specifications are at TA = 25C. VIN = 15V, VRUN/SS = 5V unless otherwise noted.

SYMBOL      PARAMETER                         CONDITIONS                                     MIN TYP MAX UNITS

VOVL        Feedback Overvoltage Lockout                                                  q 0.84 0.86 0.88                                   V

IQ          Input DC Supply Current           (Note 4)
                                              VRUN/SS = 0V
            Normal Mode                                                                           450                                        A

            Shutdown                                                                              15      25                                 A

VRUN/SS     Run Pin Start Threshold           VRUN/SS, Ramping Positive                      1.0  1.5     1.9                                V

VRUN/SS     Run Pin Begin Latchoff Threshold  VRUN/SS, Ramping Positive                           4.1     4.5                                V

IRUN/SS     Soft-Start Charge Current         VRUN/SS = 0V                                    0.7 1.2                                     A

ISCL        RUN/SS Discharge Current          Soft Short Condition, VOSENSE = 0.5V,          0.5  2       4                                  A
                                              VRUN/SS = 4.5V

UVLO        Undervoltage Lockout              Measured at VIN Pin (VIN Ramping Down)      q       3.5     3.9                                V

VSENSE(MAX) Maximum Current Sense Threshold   VOSENSE = 0.7V                              q 60    75      85                                 mV
                                              VSENSE = VSENSE+ = 0V
ISENSE      Sense Pins Total Source Current                                                       60      80                                 A

tON(MIN)    Minimum On-Time                   Tested with a Square Wave (Note 6)                  160     200                                ns

            TG Transition Time:               (Note 7)

TG tr       Rise Time                         CLOAD = 3300pF                                      50      90                                 ns
                                              CLOAD = 3300pF
TG tf       Fall Time                                                                             50      90                                 ns

            BG Transition Time:               (Note 7)

BG tr       Rise Time                         CLOAD = 3300pF                                      50      90                                 ns
                                              CLOAD = 3300pF
BG tf       Fall Time                                                                             40      80                                 ns

TG/BG t1D   Top Gate Off to Synchronous       CLOAD = 3300pF Each Driver                          100                                        ns
            Gate On Delay Time

TG/BG t2D   Synchronous Gate Off to Top       CLOAD = 3300pF Each Driver                          70                                         ns
            Gate On Delay Time

Internal VCC Regulator

VINTVCC     Internal VCC Voltage              6V < VIN < 30V, VEXTVCC = 4V                   5.0  5.2     5.4                                V
                                              ICC = 0 to 20mA, VEXTVCC = 4V
VLDO(INT)   Internal VCC Load Regulation      ICC = 20mA, VEXTVCC = 5V                            0.2     1                                  %
                                              ICC = 20mA, EXTVCC Ramping Positive
VLDO(EXT)   EXTVCC Drop Voltage                                                                   130     200                                mV

VEXTVCC     EXTVCC Switchover Voltage                                                     q 4.5   4.7                                        V

VEXTVCC(HYS) EXTVCC Hysteresis                                                                    0.2                                        V

Oscillator

fOSC        Oscillator Frequency              COSC = 43pF (Note 5)                           265  300     335                                kHz
                                              Ramping Negative
fH/fOSC     Maximum Sync Frequency Ratio                                                          1.3

fFCB(SYNC)  FCB Pin Threshold For Sync                                                       0.9  1.2                                        V

PGOOD Output (LTC1735F Only)

VPGL        PGOOD Voltage Low                 IPGOOD = 2mA                                        110     200                                mV
IPGOOD      PGOOD Leakage Current
VPG         PGOOD Trip Level                  VPGOOD = 5V                                                 1                                 A

                                              VOSENSE with Respect to Set Output Voltage      6.0 7.5 9.5                               %
                                                VOSENSE Ramping Negative
                                                VOSENSE Ramping Positive                     6.0  7.5     9.5                                %

Note 1: Absolute Maximum Ratings are those values beyond which the life  Note 2: TJ is calculated from the ambient temperature TA and power
of a device may be impaired.                                             dissipation PD according to the following formulas:
                                                                         LTC1735CS, LTC1735IS: TJ = TA + (PD 110 C/W)
                                                                         LTC1735CGN, LTC1735IGN, LTC1735EGN: TJ = TA + (PD 130C/W)
                                                                         LTC1735CF, LTC1735IF: TJ = TA + (PD 110C/W)

                                                                                                                                             1735fc

                                                                                                                                             3
LTC1735

ELECTRICAL CHARACTERISTICS

Note 3: The LTC1735 is tested in a feedback loop that servos VOSENSE to                                                                                             Note 6: The minimum on-time condition corresponds to an inductor peak-
the balance point for the error amplifier (VITH = 1.2V).                                                                                                            to-peak ripple current 40% of IMAX (see Minimum On-Time
Note 4: Dynamic supply current is higher due to the gate charge being                                                                                               Considerations in the Applications Information section).
delivered at the switching frequency. See Applications Information.
                                                                                                                                                                    Note 7: Rise and fall times are measured using 10% and 90% levels. Delay
Note 5: Oscillator frequency is tested by measuring the COSC charge                                                                                                 times are measured using 50% levels.
current (IOSC) and applying the formula:
                                                                                                                                                                    Note 8: The LTC1735E is guaranteed to meet performance specifications
                fOSC    =     8.477(1011)           1           +   1                                         1                                                    from 0C to 85C. Specifications over the 40C to 85C operating
                             COSC(pF) + 11           ICHG          IDIS                                                                                             temperature range are assured by design, characterization and correlation
                                                                                                                                                                    with statistical process controls. The LTC1735I specifications are
                                                                                                                                                                    guaranteed over the full 40C to 85C operating temperature range.

                                                    UW
TYPICAL PERFOR A CE CHARACTERISTICS

                    Efficiency vs Load Current                                                                                               Efficiency vs Load Current                                              Efficiency vs Input Voltage
                    (3 Operating Modes)
                                                                                                                                                                                                                 100
                100                                                                                                                    100                      VIN = 15V                                               EXTVCC = 5V
                       EXTVCC OPEN                                                                                                            EXTVCC = 5V                                                               VOUT = 1.6V
                                                                                                                                              FIGURE 1
                 90                                                                                                                                                                                               95 FIGURE 1
                          BURST                                                                                                        90       VIN = 5V

EFFICIENCY (%)   80                                 CONTINUOUS                                                    EFFICIENCY (%)       80                                                       EFFICIENCY (%)   90
                                         SYNC                                                                                                            VIN = 24V                                                                                   IOUT = 5A

                 70                                                                                                                    70                                                                        85

                 60                                                                                                                                                                                                                         IOUT = 0.5A
                                                                                                                                                                                                                 80
                50                                                                                                                     60

                40                                  VIN = 10V                                                                          50                                                                        75
                30                                  VOUT = 3.3V
                20                                  RS = 0.01                                                                          40                                                                        70
                 0.001                              fO = 300kHz                                                                          0.01                                                                        0

                             0.01              0.1  1              10                                                                                      0.1                1          10                              5 10 15 20 25 30
                                                                                                                                                                                                                                INPUT VOLTAGE (V)
                             LOAD CURRENT (A)                                                                                                             LOAD CURRENT (A)          1735 G02
                                                                                                                                                                                                                                                                                                 1735 G03
                                                                1735 G01

                    Efficiency vs Input Voltage                                                                                            Load Regulation                       FCB = 0V                            VIN VOUT Dropout Voltage
                                                                                                                                                                                                                     vs Load Current
                100                                                                                                                       0                                      VIN = 15V
                       EXTVCC OPEN                                                                                                                                               FIGURE 1                        500
                       VOUT = 1.6V                                                                                                     0.1                                                                             RSENSE = 0.005
                                                                                                                                                                                                                        VOUT = 5V 5% DROP
                 95 FIGURE 1
                                                                                                                                                                                                                 400

EFFICIENCY (%)  90                                                                                                NORMALIZED VOUT (%)                                                           VIN VOUT (mV)  300
                                                    IOUT = 5A
                                                                                                                                       0.2
                85
                                                                                                                                                                                                                 200
                               IOUT = 0.5A
                80

                                                                                                                                       0.3                                                                      100

                75

                70                                                                                                                     0.4                                                                      0
                    0                                                                                                                        0
                           5 10 15 20 25 30                                                                                                     2               4          6     8          10                        0  2  4  6                                8  10
                                  INPUT VOLTAGE (V)
                                                                                                                                                          LOAD CURRENT (A)                                                  LOAD CURRENT (A)
                                                                                                   1735 G04
                                                                                                                                                                                    1735 G05                                                                       1735 G06

                                                                                                                                                                                                                                                              1735fc

4
                                                                                                                                                                                                                                                                                   LTC1735

                                                                      UW
TYPICAL PERFOR A CE CHARACTERISTICS

                                           Input and Shutdown Currents                                                                                                         INTVCC Line Regulation                                                           EXTVCC Switch Drop
                                           vs Input Voltage                                                                                                                                                                                                     vs INTVCC Load Current
                                                                                                                                                                             6
                                      500                                              100                                                                                       1mA LOAD                                                                    500

                                                   EXTVCC OPEN                                                                                                               5

                                      400                                              80   SHUTDOWN CURRENT (A)                                                                                                                                            400

INPUT CURRENT (A)                                                                                                                                       INTVCC VOLTAGE (V)  4                                         EXTVCC INTVCC (mV)

                                      300                                              60                                                                                                                                                                    300

                                                                                                                                                                             3

                                      200                                              40                                                                                                                                                                    200

                                                                                                                                                                             2

                                                   SHUTDOWN

                                      100                                              20                                                                                    1                                                                               100

                                                   EXTVCC = 5V

                                      0                                                0                                                                                     0                                                                               0
                                                                                                                                                                               05
                                           0 5 10 15 20 25 30 35                                                                                                                      10 15 20 25 30 35                                                           0   10     20       30     40  50
                                                                                                                                                                                       INPUT VOLTAGE (V)
                                                   INPUT VOLTAGE (V)                                                                                                                                                                                                  INTVCC LOAD CURRENT (mA)

                                                                             1735 G07                                                                                                                     1735 G08                                                                               1735 G09

MAXIMUM CURRENT SENSE THRESHOLD (mV)    Maximum Current Sense Threshold                                            MAXIMUM CURRENT SENSE THRESHOLD (mV)     Maximum Current Sense Threshold                            MAXIMUM CURRENT SENSE THRESHOLD (mV)     Maximum Current Sense Threshold
                                        vs Normalized Output Voltage                                                                                        vs VRUN/SS                                                                                          vs Sense Common Mode Voltage
                                        (Foldback)
                                                                                                                                                         80                                                                                                  80
                                      80                                                                                                                       VSENSE(CM) = 1.6V

                                      70                                                                                                                 60

                                                                                                                                                                                                                                                             76

                                      60

                                      50                                                                                                                                                                                                                     72

                                      40                                                                                                                 40
                                                                                                                                                         20
                                      30                                                                                                                                                                                                                     68

                                      20

                                                                                                                                                                                                                                                             64

                                      10

                                      0    0          50                     100                                                                         0                         2  3            4   5  6                                                  60   0   1               3      4   5
                                                                                                                                                           01
                                              25                      75                                                                                                                                                                                                     2

                                              NORMALIZED OUTPUT VOLTAGE (%)                                                                                                           VRUN/SS (V)                                                                     COMMON MODE VOLTAGE (V)

                                                                             1735 G10                                                                                                                     1735 G11                                                                               1735 G12

                                           Maximum Current Sense Threshold                                                                                  Maximum Current Sense Threshold                                                                     VITH vs VRUN/SS
                                           vs ITH Voltage                                                                                                   vs Temperature
                                                                                                                                                                                                                                                             2.5
MAXIMUM CURRENT SENSE THRESHOLD (mV)  90                                                                           MAXIMUM CURRENT SENSE THRESHOLD (mV)  80                                                                                                        VOSENSE = 0.7V
                                                                                                                                                               VSENSE(CM) = 1.6V
                                      80                                                                                                                                                                                                                     2.0

                                      70

                                      60                                                                                                                 75

                                      50

                                      40                                                                                                                                                                               VITH (V)                              1.5

                                      30                                                                                                                 70
                                                                                                                                                         65
                                      20                                                                                                                                                                                                                     1.0

                                      10

                                      0

                                      10                                                                                                                                                                                                                    0.5

                                      20

                                      30  0  0.5         1.5             2  2.5                                                                         60                                                                                                  0
                                                                                                                                                           40 15
                                                   1                                                                                                                               10 35 60 85         110 135                                                    01      2        3      4     56
                                                                                                                                                                                    TEMPERATURE (C)
                                                      VITH (V)                                                                                                                                               1735 G18                                                        VRUN/SS (V)             1735 G15

                                                                             1735 G13                                                                                                                                                                                                               1735fc

                                                                                                                                                                                                                                                                                                5
LTC1735

                                                 UW
TYPICAL PERFOR A CE CHARACTERISTICS

                     SENSE Pins Total Source Current                                          ITH Voltage vs Load Current                                                                                          Output Current vs Duty Cycle

                 100                                                                     2.5                                                                                                                  100

                                                                                                 VIN = 10V                                                              AVERAGE OUTPUT CURRENT IOUT/IMAX (%)                      IOUT/IMAX (SYNC)

                                                                                                 VOUT = 3.3V                                                                                                                                  IOUT/IMAX
                                                                                                                                                                                                                                            (FREE RUN)
                                                                                         2.0     RSENSE = 0.01                                                                                                80
                                                                                                 fO = 300kHz
                 50

ISENSE (A)                                                         ITH VOLTAGE (V)      1.5 CONTINUOUS                                                                                                       60
                                                                                                          MODE
                 0                                                                                                     SYNCHRONIZED f = fO

                                                                                         1.0                                                                                                                  40

                 50                                                                                          Burst Mode

                                                                                         0.5                  OPERATION                                                                                       20

                                                                                                                                                                                                                      fSYNC = fO

                 100                                                                    0    0               2  3        4                          56                                                       0
                        0
                              2            4               6                                     1                                                                                                                 0  20          40        60           80 100

                           VSENSE COMMON MODE VOLTAGE (V)                                                   LOAD CURRENT (A)                                                                                                      DUTY CYCLE (%)                   1735 G14

                                                      1735 G16                                                                                         1735 G17

                     Oscillator Frequency                                                   RUN/SS Pin Current                                                                                FCB Pin Current vs Temperature
                     vs Temperature                                                         vs Temperature
                                                                                                                                                                                             0
                 300                                                                      0                                                                                                       VFCB = 0.85V
                        COSC = 47pF                                                            VRUN/SS = 0V
                                                                                                                                                                                          0.2
                 290                                                                     1

FREQUENCY (kHz)  280                                                RUN/SS CURRENT (A)  2                                                                             FCB CURRENT (A)0.4

                 270                                                                     3                                                                                               0.6

                 260                                                                     4                                                                                               0.8

                 250          10 35 60 85        110 135                                 5                 10 35 60 85                              110 135                              1.0                                    10 35 60 85            110 135
                     40 15   TEMPERATURE (C)                                             40 15          TEMPERATURE (C)                                                                  40 15                             TEMPERATURE (C)
                                                       1735 G19                                                                                            1735 G20                                                                                            1735 G21

                                     Supply Current in Shutdown                                                                                     Supply Current in Shutdown
                                     vs VRUN/SS                                                                                                     vs Temperature

                                 100                                                                                                             30

                                 90

                                 80                                                                                                              25

                                 SUPPLY CURRENT (A)70                                                                                           20
                                                                                                                            SUPPLY CURRENT (A)
                                 60

                                 50                                                                                                              15

                                 40

                                 30                                                                                                              10

                                 20                                                                                                              5

                                 10

                                 0                                                                                                               0                   0                                        50      100              150
                                                                                                                                                  50
                                     0           0.5             1                       1.5         2                                                                                                                            1735 G29

                                                           VRUN/SS                                                                                                      TEMPERATURE (C)

                                                                                                 1735 G28

                                                                                                                                                                                                                                                              1735fc

6
                                                                                                                                             LTC1735

TYPICAL PERFOR A CE CHARACTERISTICSU UU
                                 UW
               VOUT(RIPPLE)                               Load Step (Burst Mode Operation)                                     Load Step (Continuous Mode)
               (Burst Mode Operation)
                                                                                                         FIGURE 1
               ILOAD = 1.5A            FIGURE 1                                                                                                        FIGURE 1
                                                       VOUT
      VOUT                                       50mV/DIV                                                                VOUT
20mV/DIV                                                                                                           50mV/DIV

      IL                                               IL                                                                IL
5A/DIV                                           5A/DIV                                                            5A/DIV

               FCB = 5V      5s/DIV   1735 G27              10mA TO          10s/DIV    1735 G26                             0A TO         10s/DIV       1735 G25

               VIN = 15V                                     9A LOAD STEP                                                      9A LOAD STEP
               VOUT = 1.6V                                   FCB = 5V                                                          FCB = 0V

                                                             VIN = 15V                                                         VIN = 15V
                                                             VOUT = 1.6V                                                       VOUT = 1.6V

       Start-Up                                              VOUT(RIPPLE) (Synchronized)                                       VOUT(RIPPLE)
                                                                                                                               (Burst Mode Operation)
   VOUT
1V/DIV                                                       ILOAD = 10mA               FIGURE 1                               ILOAD = 50mA            FIGURE 1

VRUN/SS                                                VOUT                                                              VOUT
5V/DIV                                           10mV/DIV                                                          20mV/DIV

       IL                                              IL                                                                IL
5A/DIV                                           5A/DIV                                                            5A/DIV

               VIN = 15V     5ms/DIV   1735 G22              EXT SYNC f = fO  10s/DIV    1735 G23                             FCB = 5V      50s/DIV       1735 G24
               VOUT = 1.6V                                   VIN = 15V
               RLOAD = 0.16                                  VOUT = 1.6V                                                       VIN = 15V
                                                                                                                               VOUT = 1.6V

PI FU CTIO S                                                                  FCB: Forced Continuous/Synchronization Input. Tie this
                                                                              pin to ground for continuous synchronous operation, to a
COSC: External capacitor COSC from this pin to ground sets                    resistive divider from the secondary output when using a
the operating frequency.                                                      secondary winding or to INTVCC to enable Burst Mode
                                                                              operation at low load currents. Clocking this pin with a
RUN/SS: Combination of Soft-Start and Run Control In-                         signal above 1.5VPP disables Burst Mode operation but
puts. A capacitor to ground at this pin sets the ramp time                    allows cycle-skipping at low load currents and synchro-
to full output current. The time is approximately 1.25s/F.                   nizes the internal oscillator with the external clock. The
Forcing this pin below 1.5V causes the device to shut                         FCB pin must not be driven when the device is shut down
down. (See Applications Information section for quiescent                     (RUN/SS pin low).
current note.) In shutdown all functions, including INTVCC,
are disabled. Latchoff overcurrent protection is also in-                     SGND: Small-Signal Ground. All small-signal components
voked via this pin as described in the Applications Infor-                    such as COSC, CSS, the feedback divider plus the loop com-
mation section.                                                               pensation resistor and capacitor(s) should single-point tie
                                                                              to this pin. This pin should, in turn, connect to PGND.
ITH: Error Amplifier Compensation Point. The current
comparator threshold increases with this control voltage.                                                                                                                                          1735fc
Nominal voltage range for this pin is 0V to 2.4V.
                                                                                                     7
LTC1735

U UU
PI FU CTIO S
                                                           INTVCC: Output of the Internal 5.2V Regulator and EXTVCC
VOSENSE: Receives the feedback voltage from an external    Switch. The driver and control circuits are powered from
resistive divider across the output.                       this voltage. Decouple to power ground with a 1F ceramic
                                                           capacitor placed directly adjacent to the IC together with a
SENSE : The () Input to the Current Comparator.          minimum of 4.7F tantalum or other low ESR capacitor.

SENSE+: The (+) Input to the Current Comparator. Built-in  VIN: Main Supply Pin. Must be closely decoupled to power
offsets between SENSE and SENSE+ pins in conjunction      ground.
with RSENSE set the current trip threshold.
                                                           SW: Switch Node Connection to Inductor and Bootstrap
PGOOD (LTC1735F Only): Open-Drain Logic Output.            Capacitor. Voltage swing at this pin is from a Schottky
PGOOD is pulled to ground when the voltage on the          diode (external) voltage drop below ground to VIN.
VOSENSE pin is not within 7.5% of its set point.
                                                           BOOST: Supply to Topside Floating Driver. The bootstrap
EXTVCC: Input to the Internal Switch Connected to INTVCC.  capacitor is returned to this pin. Voltage swing at this pin
This switch closes and supplies VCC power whenever         is from a diode drop below INTVCC to (VIN + INTVCC).
EXTVCC is higher than 4.7V. See EXTVCC connection in the
Applications Information section. Do not exceed 7V on      TG: High Current Gate Drive for Top N-Channel MOSFET.
this pin and ensure EXTVCC  VIN.                           This is the output of a floating driver with a voltage swing
                                                           equal to INTVCC superimposed on the switch node voltage
PGND: Driver Power Ground. Connects to the source of       SW.
bottom N-channel MOSFET, the anode of the Schottky
diode, and the () terminal of CIN.

BG: High Current Gate Drive for Bottom
N-Channel MOSFET. Voltage swing at this pin is from
ground to INTVCC.

                                                                                                                                                                                                                                                              1735fc

8
                                                                                                                                                                                                          LTC1735

                          W
FU CTIO AL DIAGRA
                                                                                      +
                                                                                                                                                                                                    VIN  +
                                                                                                                                               VIN
                                                                                                                                                                                                                  CIN
    PGOOD                          COSC                                                                                                          0.8V UVL               INTVCC
                                                                                      +COSC                                                      REF                                                                     VSEC
                                                                                     SGND0.17A                     FCB
                                                                                                                                         FC                                                                            +
    UU                                                             C                                                                F                           BOOST          DB
                                                       SYNC                                                              0.8V +                                                                                                     CSEC
                                             OSC                                                                                                                                     CB
                                                                                                                                                                   TG                                                                 VOUT
                                                                             1.2V
                                                                                                                                                                                                                       +
                                                                                        FORCE BOT                                                 TOP
           0.74V +                                                                                                                                                                                                                  COUT
                                                                                                        DROP

    LTC1735F                                                                                                    OUT                                                SW
      ONLY
                                                                                                                DET       BOT              SWITCH
                   0.86V
                               OV                                                        S                      TOP ON                     LOGIC                        D1
                          +                                                                     Q
                                                                                                                         0.55V + B                                      INTVCC
                                                                                         R
                                                                                                                                                                               +
                                                                                                                              
                                                                                                                                                                        CINTVCC
                                                                                                 2.4V                                  SD                                  BG
                                                                                                            2k
    VOSENSE VFB                                                                                                      45k       45k                                       PGND
                                                                                       ICMP
                               gm =1.3m                                                                                           IREV           BOT
                                                                                           I1 +
                                                                                                                + I2
                           EA                                                          BURST                                   +
           0.8V           +                                                            DISABLE
R1  R2                                       0.86V                                     FC
                                  SD                                                                                 3mV                           VIN

                             RUN                                                                                                       INTVCC              5.2V
                            SOFT-
       1.2A                START                                                                                                                          LDO

    6V                         +             4(VFB)                                    A                                                                   REG
                            OVER-                                                             BUFFERED
    RUN/SS                CURRENT                                                             ITH                                          4.7V +
        CSS               LATCHOFF
                                                                                                                     30k       30k            
                                         RC
                                             SLOPE COMP
                             CC
                                             ITH                                            SENSE+                             SENSE                      EXTVCC

                                                                                                                                                                                                          RSENSE

                                                                                                                                                                                                                  1735 FD

             U                                                                                                                       increase until the average inductor current matches the
OPERATIO (Refer to Functional Diagram)                                                                                               new load current. While the top MOSFET is off, the bottom
                                                                                                                                     MOSFET is turned on until either the inductor current
Main Control Loop                                                                                                                    starts to reverse, as indicated by current comparator I2, or
                                                                                                                                     the beginning of the next cycle.
The LTC1735 uses a constant frequency, current mode
step-down architecture. During normal operation, the top                                                                             The top MOSFET driver is powered from a floating boot-
MOSFET is turned on each cycle when the oscillator sets                                                                              strap capacitor CB. This capacitor is normally recharged
the RS latch and turned off when the main current                                                                                    from INTVCC through an external diode when the top
comparator I1 resets the RS latch. The peak inductor                                                                                 MOSFET is turned off. As VIN decreases towards VOUT, the
current at which I1 resets the RS latch is controlled by the                                                                         converter will attempt to turn on the top MOSFET continu-
voltage on Pin 3 (ITH), which is the output of error                                                                                 ously ("dropout''). A dropout counter detects this condi-
amplifier EA. Pin 6 (VOSENSE), described in the pin func-                                                                            tion and forces the top MOSFET to turn off for about 500ns
tions, allows EA to receive an output feedback voltage VFB                                                                           every tenth cycle to recharge the bootstrap capacitor.
from an external resistive divider. When the load current
increases, it causes a slight decrease in VFB relative to the                                                                                                                                                                                             1735fc
0.8V reference, which in turn causes the ITH voltage to
                                                                                                                                                            9
LTC1735                                                        When the FCB pin is driven by an external oscillator, a low
                                                               noise cycle-skipping mode is invoked and the internal
             U                                                 oscillator is synchronized to the external clock by com-
OPERATIO (Refer to Functional Diagram)                         parator C. In this mode the 25% minimum inductor
                                                               current clamp is removed, providing constant frequency
The main control loop is shut down by pulling Pin 2            discontinuous operation over the widest possible output
(RUN/SS) low. Releasing RUN/SS allows an internal 1.2A        current range. This constant frequency operation is not
current source to charge soft-start capacitor CSS. When        quite as efficient as Burst Mode operation, but provides a
CSS reaches 1.5V, the main control loop is enabled with the    lower noise, constant frequency spectrum.
ITH voltage clamped at approximately 30% of its maximum
value. As CSS continues to charge, ITH is gradually re-        Tying the FCB pin to ground enables forced continuous
leased allowing normal operation to resume. If VOUT has        operation. This is the least efficient mode, but is desirable
not reached 70% of its final value when CSS has charged        in certain applications. The output can source or sink
to 4.1V, latchoff can be invoked as described in the           current in this mode. When sinking current while in forced
Applications Information section.                              continuous operation, current will be forced back into the
                                                               main power supply potentially boosting the input supply to
The internal oscillator can be synchronized to an external     dangerous voltage levels--BEWARE.
clock applied to the FCB pin and can lock to a frequency
between 90% and 130% of its nominal rate set by capaci-        Foldback Current, Short-Circuit Detection and
tor COSC.                                                      Short-Circuit Latchoff

An overvoltage comparator, OV, guards against transient        The RUN/SS capacitor, CSS, is used initially to limit the
overshoots (>7.5%) as well as other more serious               inrush current of the switching regulator. After the con-
conditions that may overvoltage the output. In this case,      troller has been started and been given adequate time to
the top MOSFET is turned off and the bottom MOSFET is          charge up the output capacitors and provide full load cur-
turned on until the overvoltage condition is cleared.          rent, CSS is used as a short-circuit time-out circuit. If the
                                                               output voltage falls to less than 70% of its nominal output
Foldback current limiting for an output shorted to ground      voltage, CSS begins discharging on the assumption that
is provided by amplifier A. As VOSENSE drops below 0.6V,       the output is in an overcurrent and/or short-circuit condi-
the buffered ITH input to the current comparator is gradu-     tion. If the condition lasts for a long enough period as
ally pulled down to a 0.86V clamp. This reduces peak           determined by the size of CSS, the controller will be shut
inductor current to about 1/4 of its maximum value.            down until the RUN/SS pin voltage is recycled. This built-
                                                               in latchoff can be overridden by providing a current >5A
Low Current Operation                                          at a compliance of 5V to the RUN/SS pin. This current
                                                               shortens the soft-start period but also prevents net dis-
The LTC1735 has three low current modes controlled by          charge of CSS during an overcurrent and/or short-circuit
the FCB pin. Burst Mode operation is selected when the         condition. Foldback current limiting is activated when the
FCB pin is above 0.8V (typically tied to INTVCC). In Burst     output voltage falls below 70% of its nominal level whether
Mode operation, if the error amplifier drives the ITH voltage  or not the short-circuit latchoff circuit is enabled.
below 0.86V, the buffered ITH input to the current com-
parator will be clamped at 0.86V. The inductor current
peak is then held at approximately 20mV/RSENSE (about
1/4 of maximum output current). If ITH then drops below
0.5V, the Burst Mode comparator B will turn off both
MOSFETs to maximize efficiency. The load current will be
supplied solely by the output capacitor until ITH rises
above the 60mV hysteresis of the comparator and switch-
ing is resumed. Burst Mode operation is disabled by
comparator F when the FCB pin is brought below 0.8V.
This forces continuous operation and can assist second-
ary winding regulation.

                                                                                                                                                                                                                                                              1735fc

10
             U                                                                              LTC1735
OPERATIO (Refer to Functional Diagram)
                                                               To provide clean start-up and to protect the MOSFETs,
INTVCC/EXTVCC POWER                                            undervoltage lockout is used to keep both MOSFETs off
                                                               until the input voltage is above 3.5V.
Power for the top and bottom MOSFET drivers and most
of the internal circuitry of the LTC1735 is derived from the   PGOOD (LTC1735F Only)
INTVCC pin. When the EXTVCC pin is left open, an internal      A window comparator monitors the output voltage and its
5.2V low dropout regulator supplies the INTVCC power           open-drain output is pulled low when the divided down
from VIN. If EXTVCC is raised above 4.7V, the internal         output voltage is not within 7.5% of the reference voltage
regulator is turned off and an internal switch connects        of 0.8V.
EXTVCC to INTVCC. This allows a high efficiency source,
such as the primary or a secondary output of the converter
itself, to provide the INTVCC power. Voltages up to 7V can
be applied to EXTVCC for additional gate drive capability.

           U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO
                                                               COSC Selection for Operating Frequency and
The basic LTC1735 application circuit is shown in Figure 1     Synchronization
on the first page. External component selection is driven
by the load requirement and begins with the selection of       The choice of operating frequency and inductor value is a
RSENSE. Once RSENSE is known, COSC and L can be chosen.        trade-off between efficiency and component size. Low
Next, the power MOSFETs and D1 are selected. The               frequency operation improves efficiency by reducing
operating frequency and the inductor are chosen based          MOSFET switching losses, both gate charge loss and
largely on the desired amount of ripple current. Finally, CIN  transition loss. However, lower frequency operation re-
is selected for its ability to handle the large RMS current    quires more inductance for a given amount of ripple
into the converter and COUT is chosen with low enough          current.
ESR to meet the output voltage ripple and transient speci-
fications. The circuit shown in Figure 1 can be configured     The LTC1735 uses a constant frequency architecture with
for operation up to an input voltage of 28V (limited by the    the frequency determined by an external oscillator capaci-
external MOSFETs).                                             tor COSC. Each time the topside MOSFET turns on, the
                                                               voltage on COSC is reset to ground. During the on-time,
RSENSE Selection for Output Current                            COSC is charged by a fixed current. When the voltage on the
                                                               capacitor reaches 1.19V, COSC is reset to ground. The
RSENSE is chosen based on the required output current.         process then repeats.
The LTC1735 current comparator has a maximum thresh-
old of 75mV/RSENSE and an input common mode range of           The value of COSC is calculated from the desired operating
SGND to 1.1(INTVCC). The current comparator threshold          frequency assuming no external clock input on the FCB
sets the peak of the inductor current, yielding a maximum      pin:
average output current IMAX equal to the peak value less
half the peak-to-peak ripple current, IL.                      COSC(pF)  =    1.61(107  )      11
                                                                                          
Allowing a margin for variations in the LTC1735 and                         Frequency      
external component values yields:

RSENSE  =  50mV                                                A graph for selecting COSC versus frequency is shown in
           IMAX                                                Figure 2. The maximum recommended switching fre-

                                                               quency is 550kHz .

                                                                                                           1735fc

                                                                                                    11
LTC1735

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                                                                                                                of smaller inductor and capacitor values. So why would
The internal oscillator runs at its nominal frequency (fO)                                                      anyone ever choose to operate at lower frequencies with
when the FCB pin is pulled high to INTVCC or connected to                                                       larger components? The answer is efficiency. A higher
ground. Clocking the FCB pin above and below 0.8V will                                                          frequency generally results in lower efficiency because of
cause the internal oscillator to injection lock to an external                                                  MOSFET gate charge losses. In addition to this basic trade
clock signal applied to the FCB pin with a frequency                                                            off, the effect of inductor value on ripple current and low
between 0.9fO and 1.3fO. The clock high level must exceed                                                       current operation must also be considered.
1.3V for at least 0.3s and the clock low level must be less
than 0.3V for at least 0.3s. The top MOSFET turn-on will                                                       The inductor value has a direct effect on ripple current. The
synchronize with the rising edge of the clock.                                                                  inductor ripple current IL decreases with higher induc-
                                                                                                                tance or frequency and increases with higher VIN or VOUT:
Attempting to synchronize to too high an external fre-
quency (above 1.3fO) can result in inadequate slope com-                                                        IL  =    1              VOUT  
pensation and possible loop instability. If this condition                                                             (f)(L)  VOUT 1   VIN  
exists simply lower the value of COSC so fEXT = fO according                                                                                 
to Figure 2.                                                                                                                        

COSC VALUE (pF)  100.0                                                                                          Accepting larger values of IL allows the use of low
                  87.5                                                                                          inductances, but results in higher output voltage ripple
                  75.0     100 200 300 400 500 600                                                              and greater core losses. A reasonable starting point for
                  62.5       OPERATING FREQUENCY (kHZ)                                                          setting ripple current is IL = 0.3 to 0.4(IMAX). Remember,
                  50.0                                                                                          the maximum IL occurs at the maximum input voltage.
                  37.5                                                                                1735 F02
                  25.0                                                                                          The inductor value also has an effect on low current
                  12.5                                                                                          operation. The transition to low current operation begins
                      0                                                                                         when the inductor current reaches zero while the bottom
                        0                                                                                       MOSFET is on. Burst Mode operation begins when the
                                                                                                                average inductor current required results in a peak current
                 Figure 2. Timing Capacitor Value                                                               below 25% of the current limit determined by RSENSE.
                                                                                                                Lower inductor values (higher IL) will cause this to occur
When synchronized to an external clock, Burst Mode                                                              at higher load currents, which can cause a dip in efficiency
operation is disabled but the inductor current is not                                                           in the upper range of low current operation. In Burst Mode
allowed to reverse. The 25% minimum inductor current                                                            operation, lower inductance values will cause the burst
clamp present in Burst Mode operation is removed,                                                               frequency to decrease.
providing constant frequency discontinuous operation
over the widest possible output current range. In this                                                          Inductor Core Selection
mode the synchronous MOSFET is forced on once every
10 clock cycles to recharge the bootstrap capacitor. This                                                       Once the value for L is known, the type of inductor must be
minimizes audible noise while maintaining reasonably                                                            selected. High efficiency converters generally cannot af-
high efficiency.                                                                                                ford the core loss found in low cost powdered iron cores,
                                                                                                                forcing the use of more expensive ferrite, molypermalloy
Inductor Value Calculation                                                                                      or Kool M cores. Actual core loss is independent of
                                                                                                                core size for a fixed inductor value, but it is very dependent
The operating frequency and inductor selection are inter-                                                       on inductance selected. As inductance increases, core
related in that higher operating frequencies allow the use                                                      losses decrease. Unfortunately, increased inductance re-
                                                                                                                quires more turns of wire and therefore copper losses will
                                                                                                                increase.

                                                                                                                Kool M is a registered trademark of Magnetics, Inc.

                                                                                                                                                                                                                                      1735fc

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                                                                                            LTC1735

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                                                               The MOSFET power dissipations at maximum output
Ferrite designs have very low core loss and are preferred      current are given by:
at high switching frequencies, so design goals can con-
centrate on copper loss and preventing saturation. Ferrite     ( ) ( ) PMAINVOUT2
core material saturates "hard," which means that induc-        =   VIN  IMAX      1+   RDS(ON) +
tance collapses abruptly when the peak design current is
exceeded. This results in an abrupt increase in inductor       ( ) ( )( )( ) 2
ripple current and consequent output voltage ripple. Do
not allow the core to saturate!                                k VIN IMAX CRSS f

Molypermalloy (from Magnetics, Inc.) is a very good, low          VIN   VOUT        2
loss core material for toroids, but it is more expensive than          VIN
ferrite. A reasonable compromise from the same manu-                                   1+
facturer is Kool M. Toroids are very space efficient,         ( ) ( ) PSYNC=
especially when you can use several layers of wire. Be-                        IMAX         RDS(ON)
cause they generally lack a bobbin, mounting is more
difficult. However, designs for surface mount are available    where  is the temperature dependency of RDS(ON) and k
that do not increase the height significantly.                 is a constant inversely related to the gate drive current.

Power MOSFET and D1 Selection                                  Both MOSFETs have I2R losses while the topside
                                                               N-channel equation includes an additional term for transi-
Two external power MOSFETs must be selected for use            tion losses, which are highest at high input voltages. For
with the LTC1735: An N-channel MOSFET for the top              VIN < 20V the high current efficiency generally improves
(main) switch and an N-channel MOSFET for the bottom           with larger MOSFETs, while for VIN > 20V the transition
(synchronous) switch.                                          losses rapidly increase to the point that the use of a higher
                                                               RDS(ON) device with lower CRSS actually provides higher
The peak-to-peak gate drive levels are set by the INTVCC       efficiency. The synchronous MOSFET losses are greatest
voltage. This voltage is typically 5.2V during start-up (see   at high input voltage or during a short-circuit when the
EXTVCC pin connection). Consequently, logic-level thresh-      duty cycle in this switch is nearly 100%.
old MOSFETs must be used in most LTC1735 applica-
tions. The only exception is when low input voltage is         The term (1 + ) is generally given for a MOSFET in the
expected (VIN < 5V); then, sub-logic level threshold           form of a normalized RDS(ON) vs Temperature curve, but
MOSFETs (VGS(TH) < 3V) should be used. Pay close                = 0.005/C can be used as an approximation for low
attention to the BVDSS specification for the MOSFETs as        voltage MOSFETs. CRSS is usually specified in the
well; many of the logic level MOSFETs are limited to 30V       MOSFET characteristics. The constant k = 1.7 can be
or less.
                                                               used to estimate the contributions of the two terms in the
Selection criteria for the power MOSFETs include the "ON"
resistance RDS(ON), reverse transfer capacitance CRSS,         main switch dissipation equation.
input voltage and maximum output current. When the
LTC1735 is operating in continuous mode the duty cycles        The Schottky diode D1 shown in Figure 1 conducts during the
for the top and bottom MOSFETs are given by:                   dead-time between the conduction of the two power MOSFETs.
                                                               This prevents the body diode of the bottom MOSFET from
   Main Switch Duty Cycle = VOUT                               turning on and storing charge during the dead-time, which
                                   VIN                         could cost as much as 1% in efficiency. A 3A Schottky is
                                                               generally a good size for 10A to 12A regulators due to the
   Synchronous Switch Duty Cycle = VIN VOUT                  relatively small average current. Larger diodes can result in
                                                VIN            additional transition losses due to their larger junction capaci-
                                                               tance. The diode may be omitted if the efficiency loss can be
                                                               tolerated.

                                                                                                            1735fc

                                                                                                     13
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                                                                  The first condition relates to the ripple current into the ESR
CIN Selection                                                     of the output capacitance while the second term guaran-
                                                                  tees that the output capacitance does not significantly
In continuous mode, the source current of the top                 discharge during the operating frequency period due to
N-channel MOSFET is a square wave of duty cycle VOUT/             ripple current. The choice of using smaller output capaci-
VIN. To prevent large voltage transients, a low ESR input         tance increases the ripple voltage due to the discharging
capacitor sized for the maximum RMS current must be               term but can be compensated for by using capacitors of
used. The maximum RMS capacitor current is given by:              very low ESR to maintain the ripple voltage at or below
                                                                  50mV. The ITH pin OPTI-LOOP compensation compo-
IRMS   IO(MAX)  VOUT   VIN       1/ 2                             nents can be optimized to provide stable, high perfor-
                 VIN   VOUT    1                                 mance transient response regardless of the output capaci-
                                                                  tors selected.
This formula has a maximum at VIN = 2VOUT, where
IRMS = IO(MAX)/2. This simple worst case condition is com-        The selection of output capacitors for CPU or other appli-
monly used for design because even significant deviations do      cations with large load current transients is primarily
not offer much relief. Note that capacitor manufacturers'         determined by the voltage tolerance specifications of the
ripple current ratings are often based on only 2000 hours of      load. The resistive component of the capacitor, ESR,
life. This makes it advisable to further derate the capacitor or  multiplied by the load current change plus any output
to choose a capacitor rated at a higher temperature than          voltage ripple must be within the voltage tolerance of the
required. Several capacitors may also be paralleled to meet       load (CPU).
size or height requirements in the design. Always consult the
manufacturer if there is any question.                            The required ESR due to a load current step is:

COUT Selection                                                       RESR < V/I

The selection of COUT is primarily determined by the              where I is the change in current from full load to zero load
effective series resistance (ESR) to minimize voltage             (or minimum load) and V is the allowed voltage deviation
ripple. The output ripple (VOUT) in continuous mode is            (not including any droop due to finite capacitance).
determined by:
                                                                  The amount of capacitance needed is determined by the
VOUT            +        1                                        maximum energy stored in the inductor. The capacitance
        IL ESR        8fCOUT                                      must be sufficient to absorb the change in inductor current
                                                                  when a high current to low current transition occurs. The
Where f = operating frequency, COUT = output capaci-              opposite load current transition is generally determined by
tance and IL = ripple current in the inductor. The output         the control loop OPTI-LOOP components, so make sure
ripple is highest at maximum input voltage since IL               not to over compensate and slow down the response. The
increases with input voltage. Typically, once the ESR             minimum capacitance to assure the inductors' energy is
requirement for COUT has been met, the RMS current                adequately absorbed is:
rating generally far exceeds the IRIPPLE(PP) requirement.
With IL = 0.3IOUT(MAX) and allowing 2/3 of the ripple due         COUT  >    L(I)2
to ESR the output ripple will be less than 50mV at max VIN                 2(V)VOUT
assuming:
                                                                  where I is the change in load current.
   COUT required ESR < 2.2 RSENSE
                                                                  Manufacturers such as Nichicon, United Chemi-Con and
   COUT > 1/(8fRSENSE)                                            Sanyo can be considered for high performance through-
                                                                  hole capacitors. The OS-CON semiconductor electrolyte

                                                                                                                                                                                                                                                              1735fc

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                                                               LTC1735

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                                                               within the LTC1735. The INTVCC pin can supply a maxi-
capacitor available from Sanyo has the lowest (ESR)(size)      mum RMS current of 50mA and must be bypassed to
product of any aluminum electrolytic at a somewhat             ground with a minimum of 4.7F tantalum, 10F special
higher price. An additional ceramic capacitor in parallel      polymer or low ESR type electrolytic capacitor. A 1F
with OS-CON capacitors is recommended to reduce the            ceramic capacitor placed directly adjacent to the INTVCC
inductance effects.                                            and PGND IC pins is highly recommended. Good bypass-
                                                               ing is required to supply the high transient currents
In surface mount applications, ESR, RMS current han-           required by the MOSFET gate drivers.
dling and load step specifications may require multiple
capacitors in parallel. Aluminum electrolytic, dry tantalum    Higher input voltage applications in which large MOSFETs
and special polymer capacitors are available in surface        are being driven at high frequencies may cause the maxi-
mount packages. Special polymer surface mount capaci-          mum junction temperature rating for the LTC1735 to be
tors offer very low ESR but have much lower capacitive         exceeded. The system supply current is normally domi-
density per unit volume than other capacitor types. These      nated by the gate charge current. Additional loading of
capacitors offer a very cost-effective output capacitor        INTVCC also needs to be taken into account for the power
solution and are an ideal choice when combined with a          dissipation calculations. The total INTVCC current can be
controller having high loop bandwidth. Tantalum capaci-        supplied by either the 5.2V internal linear regulator or by
tors offer the highest capacitance density and are often       the EXTVCC input pin. When the voltage applied to the
used as output capacitors for switching regulators having      EXTVCC pin is less than 4.7V, all of the INTVCC current is
controlled soft-start. Several excellent surge-tested choices  supplied by the internal 5.2V linear regulator. Power
are the AVX TPS, AVX TPSV or the KEMET T510 series of          dissipation for the IC in this case is highest: (VIN)(IINTVCC)
surface mount tantalums, available in case heights rang-       and overall efficiency is lowered. The gate charge is
ing from 1.5mm to 4.1mm. Aluminum electrolytic capaci-         dependent on operating frequency as discussed in the
tors can be used in cost-driven applications, provided that    Efficiency Considerations section. The junction tempera-
consideration is given to ripple current ratings, tempera-     ture can be estimated by using the equations given in
ture and long-term reliability. A typical application will     Note 2 of the Electrical Characteristics. For example, the
require several to many aluminum electrolytic capacitors       LTC1735CS is limited to less than 17mA from a 30V
in parallel. A combination of the above mentioned capaci-      supply when not using the EXTVCC pin as follows:
tors will often result in maximizing performance and
minimizing overall cost. Other capacitor types include            TJ = 70C + (17mA)(30V)(110C/W) = 126C
Nichicon PL series, NEC Neocap, Panasonic SP and
Sprague 595D series. Consult manufacturers for other           Use of the EXTVCC input pin reduces the junction tempera-
specific recommendations.                                      ture to:

Like all components, capacitors are not ideal. Each ca-           TJ = 70C + (17mA)(5V)(110C/W) = 79C
pacitor has its own benefits and limitations. Combina-
tions of different capacitor types have proven to be a very    To prevent maximum junction temperature from being
cost effective solution. Remember also to include high         exceeded, the input supply current must be checked
frequency decoupling capacitors. They should be placed         operating in continuous mode at maximum VIN.
as close as possible to the power pins of the load. Any
inductance present in the circuit board traces negates         EXTVCC Connection
their usefulness.
                                                               The LTC1735 contains an internal P-channel MOSFET
INTVCC Regulator                                               switch connected between the EXTVCC and INTVCC pins.
                                                               Whenever the EXTVCC pin is above 4.7V, the internal 5.2V
An internal P-channel low dropout regulator produces the       regulator shuts off, the switch closes and INTVCC power is
5.2V supply that powers the drivers and internal circuitry     supplied via EXTVCC until EXTVCC drops below 4.5V. This
                                                               allows the MOSFET gate drive and control power to be

                                                                                                                                                                                    1735fc

                                                                                     15
LTC1735

         U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO
                                                               Output Voltage Programming
derived from the output or other external source during
normal operation. When the output is out of regulation         The output voltage is set by an external resistive divider
(start-up, short circuit) power is supplied from the internal  according to the following formula:
regulator. Do not apply greater than 7V to the EXTVCC pin
and ensure that EXTVCC  VIN.                                   VOUT  =               R2
                                                                        0.8V1+       R1
Significant efficiency gains can be realized by powering
INTVCC from the output, since the VIN current resulting        The resistive divider is connected to the output as shown
from the driver and control currents will be scaled by a       in Figure 4 allowing remote voltage sensing.
factor of (Duty Cycle)/(Efficiency). For 5V regulators this
simply means connecting the EXTVCC pin directly to VOUT.       OPTIONAL EXTVCC            VIN
However, for 3.3V and other lower voltage regulators,          CONNECTION
additional circuitry is required to derive INTVCC power        5V  VSEC  7V                +                           VSEC  1F
from the output.                                                                                                             VOUT
                                                                                    VIN            CIN                   +   COUT
The following list summarizes the four possible connec-                LTC1735                        1N4148
tions for EXTVCC:                                                                                                 6.8V
                                                                                     TG   N-CH
1. EXTVCC left open (or grounded). This will cause INTVCC                                                        RSENSE
to be powered from the internal 5.2V regulator resulting in
an efficiency penalty of up to 10% at high input voltages.             EXTVCC     SW                     L1
                                                               R4                 BG                    1:N
2. EXTVCC connected directly to VOUT. This is the normal                       PGND
connection for a 5V output regulator and provides the                  FCB                                          +
highest efficiency. For output voltages higher than 5V,        R3
EXTVCC is required to connect to VOUT so the SENSE pins'                                  N-CH
absolute maximum ratings are not exceeded.                             SGND

3. EXTVCC connected to an output-derived boost network.                                                                      1735 F03a
For 3.3V and other low voltage regulators, efficiency gains
can still be realized by connecting EXTVCC to an output-       Figure 3a. Secondary Output Loop and EXTVCC Connection
derived voltage that has been boosted to greater than
4.7V. This can be done with either the inductive boost                              +     VIN                             +  1F
winding as shown in Figure 3a or the capacitive charge                                                                       BAT85
pump shown in Figure 3b. The charge pump has the                                     CIN              BAT85        0.22F    BAT85
advantage of simple magnetics.                                                               N-CH                VN2222LL    VOUT
                                                                                  VIN                                        COUT
4. EXTVCC connected to an external supply. If an external            LTC1735                                 L1   RSENSE
supply is available in the 5V to 7V range (EXTVCC  VIN),                                     N-CH
such as notebook main 5V system power, it may be used                              TG                                     +
to power EXTVCC providing it is compatible with the
MOSFET gate drive requirements. This is the typical case       EXTVCC          SW
as the 5V power is almost always present and is derived by
another high efficiency regulator.                                             BG

                                                                               PGND

                                                                                                                             1735 F03b

                                                                     Figure 3b. Capacitive Charge Pump for EXTVCC

                                                                                                                                                                                                                                                              1735fc

16
                                                                                                                  LTC1735

U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO
                                                                              VOUT resistive divider. The maximum current flowing out
                                                                        VOUT  of the sense pins is:

       VOSENSE                        R2                                         ISENSE+ + ISENSE = (2.4V VOUT)/24k
LTC1735                   47pF R1
                                                                              Since VOSENSE is servoed to the 0.8V reference voltage, we
          SGND                                                                can choose R1 in Figure 4 to have a maximum value to
                                                                              absorb this current:
                1735 F04

Figure 4. Setting the LTC1735 Output Voltage                                                        0.8V     
                                                                                          24k   2.4V VOUT  
                                                                              R1(MAX)  =

Topside MOSFET Driver Supply (CB, DB)                                         Regulating an output voltage of 1.8V, the maximum value
                                                                              of R1 should be 32k. Note that at output voltages above
An external bootstrap capacitor CB connected to the                           2.4V no maximum value of R1 is necessary to absorb the
BOOST pin supplies the gate drive voltage for the topside                     sense pin currents; however, R1 is still bounded by the
MOSFET. Capacitor CB in the Functional Diagram is charged                     VOSENSE feedback current.
though external diode DB from INTVCC when the SW pin
is low. Note that the voltage across CB is about a diode                      Soft-Start/Run Function
drop below INTVCC. When the topside MOSFET is to be
turned on, the driver places the CB voltage across the                        The RUN/SS pin is a multipurpose pin that provides a soft-
gate-source of the MOSFET. This enhances the MOSFET                           start function and a means to shut down the LTC1735.
and turns on the topside switch. The switch node voltage                      Soft-start reduces surge currents from VIN by gradually
SW rises to VIN and the BOOST pin rises to VIN + INTVCC.                      increasing the controller's current limit ITH(MAX). This pin
The value of the boost capacitor CB needs to be 100 times                     can also be used for power supply sequencing.
greater than the total input capacitance of the topside
MOSFET. In most applications 0.1F to 0.33F is ad-                           Pulling the RUN/SS pin below 1.5V puts the LTC1735 into
equate. The reverse breakdown on DB must be greater                           shutdown. This pin can be driven directly from logic as
than VIN(MAX).                                                                shown in Figure 5. The VIN quiescent current is a function
                                                                              of RUN/SS voltage (refer to Typical Performance Charac-
When adjusting the gate drive level, the final arbiter is the                 teristics graphs on page 6). Releasing the RUN/SS pin
total input current for the regulator. If you make a change                   allows an internal 1.2A current source to charge up the
and the input current decreases, then you improved the                        external soft-start capacitor CSS. If RUN/SS has been
efficiency. If there is no change in input current, then there                pulled all the way to ground there is a delay before starting
is no change in efficiency.                                                   of approximately:

SENSE +/SENSE Pins                                                                   1.5V
                                                                                       1.2A
The common mode input range of the current comparator                         ( ) tDELAY
is from 0V to 1.1(INTVCC). Continuous linear operation in                     =                 CSS  =  1.25s/F  CSS
step-down applications is guaranteed throughout this
range allowing output voltages anywhere from 0.8V to 7V.                      When the voltage on RUN/SS reaches 1.5V the LTC1735
A differential NPN input stage is used and is biased with                     begins operating with a current limit at approximately
internal resistors from an internal 2.4V source as shown                      25mV/RSENSE. As the voltage on the RUN/SS pin increases
in the Functional Diagram. This causes current to either be                   from 1.5V to 3.0V, the internal current limit is increased
sourced or sunk by the sense pins depending on the                            from 25mV/RSENSE to 75mV/RSENSE. The output current
output voltage. If the output voltage is below 2.4V current                   limit ramps up slowly, taking an additional 1.25s/F to
will flow out of both sense pins to the main output. This                     reach full current. The output current thus ramps up
forces a minimum load current that can be fulfilled by the                    slowly, reducing the starting surge current required from
                                                                              the input power supply.

                                                                                                                                                                                                   1735fc

                                                                                                                       17
LTC1735

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                                                                          capacitor during a severe overcurrent and/or short-circuit
Diode D1 in Figure 5 reduces the start delay while allowing               condition. When deriving the 5A current from VIN as in
CSS to charge up slowly for the soft-start function. This                 Figure 6a, current latchoff is always defeated. A diode
diode and CSS can be deleted if soft-start is not needed.                 connecting this pull-up resistor to INTVCC , as in Figure 6b,
The RUN/SS pin has an internal 6V zener clamp (See                        eliminates any extra supply current during controller shut-
Functional Diagram).                                                      down while eliminating the INTVCC loading from prevent-
                                                                          ing controller start-up. If the voltage on CSS does not
3.3V OR 5V               RUN/SS                    RUN/SS                 exceed 4.1V, the overcurrent latch is not armed and the
                                                            CSS           function is disabled.
                    D1
                                                                1735 F05  Why should you defeat overcurrent latchoff? During the
                         CSS                                              prototyping stage of a design, there may be a problem with
                                                                          noise pickup or poor layout causing the protection circuit
            Figure 5. RUN/SS Pin Interfacing                              to latch off. Defeating this feature will easily allow trouble-
                                                                          shooting of the circuit and PC layout. The internal short-
Fault Conditions: Overcurrent Latchoff                                    circuit and foldback current limiting still remains active,
                                                                          thereby protecting the power supply system from failure.
The RUN/SS pin also provides the ability to shut off the                  After the design is complete, a decision can be made
controller and latch off when an overcurrent condition is                 whether to enable the latchoff feature.
detected. The RUN/SS capacitor, CSS, is used initially to
turn on and limit the inrush current of the controller. After             The value of the soft-start capacitor CSS will need to be
the controller has been started and given adequate time to                scaled with output current, output capacitance and load
charge up the output capacitor and provide full load                      current characteristics. The minimum soft-start capaci-
current, CSS is used as a short-circuit timer. If the output              tance is given by:
voltage falls to less than 70% of its nominal output voltage
after CSS reaches 4.1V, the assumption is made that the                      CSS > (COUT )(VOUT)(10 4)(RSENSE)
output is in a severe overcurrent and/or short-circuit
condition, so CSS begins discharging. If the condition lasts              The minimum recommended soft-start capacitor of
for a long enough period as determined by the size of CSS,                CSS = 0.1F will be sufficient for most applications.
the controller will be shut down until the RUN/SS pin
voltage is recycled.                                                      Fault Conditions: Current Limit and Current Foldback

This built-in latchoff can be overridden by providing a                   The LTC1735 current comparator has a maximum sense
current >5A at a compliance of 5V to the RUN/SS pin as                   voltage of 75mV resulting in a maximum MOSFET current
shown in Figure 6. This current shortens the soft-start                   of 75mV/RSENSE.
period but also prevents net discharge of the RUN/SS
                                                                          The LTC1735 includes current foldback to help further
3.3V OR 5V          VIN               INTVCC                              limit load current when the output is shorted to ground.
                D1           RUN/SS                                       The foldback circuit is active even when the overload
                                            RSS                           shutdown latch described above is defeated. If the output
                        RSS                  D1 RUN/SS                    falls by more than half, then the maximum sense voltage
                                                                          is progressively lowered from 75mV to 30mV. Under
                                 CSS                                      short-circuit conditions with very low duty cycle, the
                                                                          LTC1735 will begin cycle skipping in order to limit the
                                                   CSS                    short-circuit current. In this situation the bottom MOSFET
                                                                          will be conducting the peak current. The short-circuit
                    (a)                       (b)  1735 F06               ripple current is determined by the minimum on-time

Figure 6. RUN/SS Pin Interfacing with Latchoff Defeated

                                                                                                                                                                                                                                                              1735fc

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                                                                                                                           LTC1735

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                                                               the gate charge required to turn on the top MOSFET. Low
tON(MIN) of the LTC1735 (approximately 200ns), the input       duty cycle applications may approach this minimum on-
voltage and inductor value:                                    time limit and care should be taken to ensure that:

   IL(SC) = tON(MIN)VIN/L                                      tON(MIN)                   <  VOUT
The resulting short-circuit current is:                                                      VIN(f)

ISC  =   30mV   +  1  IL(SC)                                   If the duty cycle falls below what can be accommodated by
        RSENSE     2                                           the minimum on-time, the LTC1735 will begin to skip
                                                               cycles. The output voltage will continue to be regulated,
The current foldback function is always active and is not      but the ripple current and voltage will increase.
effected by the current latchoff function.

Fault Conditions: Output Overvoltage Protection                The minimum on-time for the LTC1735 in a properly
(Crowbar)                                                      configured application is generally less than 200ns. How-
                                                               ever, as the peak sense voltage decreases, the minimum
The output overvoltage crowbar is designed to blow a           on-time gradually increases as shown in Figure 7. This is
system fuse in the input lead when the output of the           of particular concern in forced continuous applications
regulator rises much higher than nominal levels. This          with low ripple current at light loads. If the duty cycle drops
condition causes huge currents to flow, much greater than      below the minimum on-time limit in this situation, a
in normal operation. This feature is designed to protect       significant amount of cycle skipping can occur with corre-
against a shorted top MOSFET; it does not protect against      spondingly larger current and voltage ripple.
a failure of the controller itself.
                                                               If an application can operate close to the minimum on-
The comparator (OV in the Functional Diagram) detects          time limit, an inductor must be chosen that is low enough
overvoltage faults greater than 7.5% above the nominal         to provide sufficient ripple amplitude to meet the mini-
output voltage. When this condition is sensed the top          mum on-time requirement. As a general rule, keep the
MOSFET is turned off and the bottom MOSFET is forced           inductor ripple current equal or greater than 30% of
on. The bottom MOSFET remains on continuously for as           IOUT(MAX) at VIN(MAX).
long as the 0V condition persists; if VOUT returns to a safe
level, normal operation automatically resumes.                 MINIMUM ON-TIME (ns)  250
                                                                                     200
Note that dynamically changing the output voltage may                                150
cause overvoltage protection to be momentarily activated                             100
during programmed output voltage decreases. This will                                 50
not cause permanent latchoff nor will it disrupt the desired
voltage change. With soft-latch overvoltage protection,
dynamically changing the output voltage is allowed and
the overvoltage protection tracks the newly programmed
output voltage, always protecting the load.

Minimum On-Time Considerations                                                       0    0  10      20                30

Minimum on-time tON(MIN) is the smallest amount of time                                                                    40
that the LTC1735 is capable of turning the top MOSFET on
and off again. It is determined by internal timing delays and                                        IL/IOUT(MAX) (%)

                                                                                                                           1735 F07

                                                                                          Figure 7. Minimum On-Time vs IL

                                                                                                                                            1735fc

                                                                                                                                     19
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FCB Pin Operation                                             include this current when choosing resistor values R3
                                                              and R4.
When the FCB pin drops below its 0.8V threshold, continu-
ous mode operation is forced. In this case, the top and       The internal LTC1735 oscillator can be synchronized to an
bottom MOSFETs continue to be driven synchronously            external oscillator by applying and clocking the FCB pin
regardless of the load on the main output. Burst Mode         with a signal above 1.5VPP. When synchronized to an
operation is disabled and current reversal is allowed in the  external frequency, Burst Mode operation is disabled but
inductor.                                                     cycle skipping is allowed at low load currents since current
                                                              reversal is inhibited. The bottom gate will come on every
In addition to providing a logic input to force continuous    10 clock cycles to assure the bootstrap cap is kept re-
synchronous operation and external synchronization, the       freshed. The rising edge of an external clock applied to the
FCB pin provides a means to regulate a flyback winding        FCB pin starts a new cycle. The FCB pin must not be driven
output (refer to Figure 3a). During continuous mode,          when the device is in shutdown (RUN/SS pin low).
current flows continuously in the transformer primary.
The secondary winding(s) draw current only when the           The range of synchronization is from 0.9fO to 1.3fO, with
bottom, synchronous switch is on. When primary load           fO set by COSC. Attempting to synchronize to a higher
currents are low and/or the VIN/VOUT ratio is low, the        frequency than 1.3fO can result in inadequate slope com-
synchronous switch may not be on for a sufficient amount      pensation and cause loop instability with high duty cycles
of time to transfer power from the output capacitor to the    (duty cycle > 50%). If loop instability is observed while
secondary load. Forced continuous operation will support      synchronized, additional slope compensation can be ob-
secondary windings provided there is sufficient synchro-      tained by simply decreasing COSC.
nous switch duty factor. Thus, the FCB input pin removes
the requirement that power must be drawn from the             The following table summarizes the possible states avail-
inductor primary in order to extract power from the           able on the FCB pin:
auxiliary windings. With the loop in continuous mode, the
auxiliary outputs may nominally be loaded without regard      Table 1                        Condition
to the primary output load.                                   FCB Pin
                                                              DC Voltage: 0V to 0.7V         Burst Disabled/Forced Continuous
The secondary output voltage VSEC is normally set as                                         Current Reversal Enabled
shown in Figure 3a by the turns ratio N of the transformer:   DC Voltage:  0.9V
                                                                                             Burst Mode Operation,
         VSEC  (N + 1)VOUT                                    Feedback Resistors             No Current Reversal
                                                              Ext Clock: (0V to VFCBSYNC)
However, if the controller goes into Burst Mode operation                                    Regulating a Secondary Winding
and halts switching due to a light primary load current,                  (VFCBSYNC > 1.5V)
then VSEC will droop. An external resistive divider from                                     Burst Mode Operation Disabled
VSEC to the FCB pin sets a minimum voltage VSEC(MIN):                                        No Current Reversal

VSEC(MIN)           1+  R4                                    Efficiency Considerations
             0.8V       R3
                                                              The percent efficiency of a switching regulator is equal to
If VSEC drops below this level, the FCB voltage forces        the output power divided by the input power times 100%.
continuous switching operation until VSEC is again above      It is often useful to analyze individual losses to determine
its minimum.                                                  what is limiting the efficiency and which change would
                                                              produce the most improvement. Percent efficiency can be
In order to prevent erratic operation if no external connec-  expressed as:
tions are made to the FCB pin, the FCB pin has a 0.17A
internal current source pulling the pin high. Remember to        %Efficiency = 100% (L1 + L2 + L3 + ...)

                                                              where L1, L2, etc. are the individual losses as a percentage
                                                              of input power.

                                                                                             1735fc

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                                                               4) Transition losses apply only to the topside MOSFET(s)
Although all dissipative elements in the circuit produce       and only become significant when operating at high input
losses, 4 main sources usually account for most of the         voltages (typically 12V or greater). Transition losses can
losses in LTC1735 circuits: 1) VIN current, 2) INTVCC          be estimated from:
current, 3) I2R losses, 4) Topside MOSFET transition
losses.                                                           Transition Loss = (1.7) VIN2 IO(MAX) CRSS f

1) The VIN current is the DC supply current given in the       Other "hidden" losses such as copper trace and internal
electrical characteristics which excludes MOSFET driver        battery resistances can account for an additional 5% to
and control currents. VIN current results in a small (<0.1%)   10% efficiency degradation in portable systems. It is very
loss that increases with VIN.                                  important to include these "system" level losses in the
                                                               design of a system. The internal battery and fuse resis-
2) INTVCC current is the sum of the MOSFET driver and          tance losses can be minimized by making sure that CIN has
control currents. The MOSFET driver current results from       adequate charge storage and very low ESR at the switch-
switching the gate capacitance of the power MOSFETs.           ing frequency. A 25W supply will typically require a
Each time a MOSFET gate is switched from low to high to        minimum of 20F to 40F of capacitance having a maxi-
low again, a packet of charge dQ moves from INTVCC to          mum of 0.01 to 0.02 of ESR. Other losses including
ground. The resulting dQ/dt is a current out of INTVCC that    Schottky conduction losses during dead-time and induc-
is typically much larger than the control circuit current. In  tor core losses generally account for less than 2% total
continuous mode, IGATECHG = f(QT+QB), where QT and QB          additional loss.
are the gate charges of the topside and bottom-side
MOSFETs.                                                       Checking Transient Response

Supplying INTVCC power through the EXTVCC switch input         The regulator loop response can be checked by looking at
from an output-derived or other high efficiency source will    the load current transient response. Switching regulators
scale the VIN current required for the driver and control      take several cycles to respond to a step in load current.
circuits by a factor of (Duty Cycle)/(Efficiency). For ex-     When a load step occurs, VOUT shifts by an amount equal
ample, in a 20V to 5V application, 10mA of INTVCC current      to ILOAD (ESR), where ESR is the effective series resis-
results in approximately 3mA of VIN current. This reduces      tance of COUT. ILOAD also begins to charge or discharge
the mid-current loss from 10% or more (if the driver was       COUT, generating the feedback error signal that forces the
powered directly from VIN) to only a few percent.              regulator to adapt to the current change and return VOUT
                                                               to its steady-state value. During this recovery time VOUT
3) I2R losses are predicted from the DC resistances of the     can be monitored for excessive overshoot or ringing,
MOSFET, inductor and current shunt. In continuous mode         which would indicate a stability problem. OPTI-LOOP
the average output current flows through L and RSENSE,         compensation allows the transient response to be opti-
but is "chopped" between the topside main MOSFET and           mized over a wide range of output capacitance and ESR
the synchronous MOSFET. If the two MOSFETs have                values. The availability of the ITH pin not only allows
approximately the same RDS(ON), then the resistance of         optimization of control loop behavior but also provides a
one MOSFET can simply be summed with the resistances           DC coupled and AC filtered closed loop response test
of L and RSENSE to obtain I2R losses. For example, if each     point. The DC step, rise time and settling at this test point
RDS(ON) = 0.03, RL = 0.05 and RSENSE = 0.01, then              truly reflects the closed loop response. Assuming a pre-
the total resistance is 0.09. This results in losses ranging   dominantly second order system, phase margin and/or
from 2% to 9% as the output current increases from 1A to       damping factor can be estimated using the percentage of
5A for a 5V output, or a 3% to 14% loss for a 3.3V output.     overshoot seen at this pin. The bandwidth can also be
Effeciency varies as the inverse square of VOUT for the        estimated by examining the rise time at the pin. The ITH
same external components and output power level. I2R           external components shown in the Figure 1 circuit will
losses cause the efficiency to drop at high output currents.   provide an adequate starting point for most applications.

                                                                                                                                                                                    1735fc

                                                                                     21
LTC1735

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                                                               Active voltage positioning improves transient response
The ITH series RCCC filter sets the dominant pole-zero        and reduces the output capacitance required to power a
loop compensation. The values can be modified slightly         microprocessor where a typical load step can be from 0.2A
(from 0.5 to 2 times their suggested values) to optimize       to 15A in 100ns or 15A to 0.2A in 100ns. The voltage at the
transient response once the final PC layout is done and the    microprocessor must be held to about 0.1V of nominal
particular output capacitor type and value have been           in spite of these load current steps. Since the control loop
determined. The output capacitors need to be selected          cannot respond this fast, the output capacitors must
because the various types and values determine the loop        supply the load current until the control loop can respond.
feedback factor gain and phase. An output current pulse of     Capacitor ESR and ESL primarily determine the amount of
20% to 100% of full load current having a rise time of 1s     droop or overshoot in the output voltage. Normally, sev-
to 10s will produce output voltage and ITH pin waveforms      eral capacitors in parallel are required to meet micropro-
that will give a sense of the overall loop stability without   cessor transient requirements.
breaking the feedback loop. The initial output voltage step
may not be within the bandwidth of the feedback loop, so       Active voltage positioning is a form of deregulation. It sets
the standard second-order overshoot/DC ratio cannot be         the output voltage high for light loads and low for heavy
used to determine phase margin. The gain of the loop will      loads. When load current suddenly increases, the output
be increased by increasing RC and the bandwidth of the         voltage starts from a level higher than nominal so the
loop will be increased by decreasing CC. If RC is increased    output voltage can droop more and stay within the speci-
by the same factor that CC is decreased, the zero frequency    fied voltage range. When load current suddenly decreases
will be kept the same, thereby keeping the phase the same      the output voltage starts at a level lower than nominal so
in the most critical frequency range of the feedback loop.     the output voltage can have more overshoot and stay
The output voltage settling behavior is related to the         within the specified voltage range. Less output capaci-
stability of the closed-loop system and will demonstrate       tance is required when voltage positioning is used be-
the actual overall supply performance. For a detailed          cause more voltage variation is allowed on the output
explanation of optimizing the compensation components,         capacitors.
including a review of control loop theory, refer to Applica-
tion Note 76.                                                  Active voltage positioning can be implemented using the
                                                               OPTI-LOOP architecture of the LTC1735 and two resistors
A second, more severe transient is caused by switching in      connected to the ITH pin. An input voltage offset is intro-
loads with large (>1F) supply bypass capacitors. The          duced when the error amplifier has to drive a resistive load.
discharged bypass capacitors are effectively put in parallel   This offset is limited to 30mV at the input of the error
with COUT, causing a rapid drop in VOUT. No regulator can      amplifier. The resulting change in output voltage is the
alter its delivery of current quickly enough to prevent this   product of input offset and the feedback voltage divider
sudden step change in output voltage if the load switch        ratio.
resistance is low and it is driven quickly. If the ratio of
CLOAD to COUT is greater than1:50, the switch rise time        Figure 8 shows a CPU-core-voltage regulator with active
should be controlled so that the load rise time is limited to  voltage positioning. Resistors R1 and R4 force the input
approximately (25)(CLOAD). Thus a 10F capacitor would         voltage offset that adjusts the output voltage according to
require a 250s rise time, limiting the charging current to    the load current level. To select values for R1 and R4, first
about 200mA.                                                   determine the amount of output deregulation allowed. The
                                                               actual specification for a typical microprocessor allows
Improve Transient Response and Reduce Output                   the output to vary 0.112V. The LTC1735 reference accu-
Capacitance with Active Voltage Positioning                    racy is 1%. Using 1% tolerance resistors, the total
                                                               feedback divider accuracy is about 1% because both
Fast load transient response, limited board space and low      feedback resistors are close to the same value. The result-
cost are requirements of microprocessor power supplies.        ing setpoint accuracy is 2% so the output transient

22                                                                                                                                                                                  1735fc
                                                                                                                                   LTC1735

                        U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO

                                   R3                                                                                                          VIN
                                  680k                                                                                                         7.5V TO
                                                                                                                                               24V
       R1                           R4                                  C7                                                         C12 TO C14
      27k                                                                                                                                      GND
                                  100k                                  0.1F                                                      10F
                C1                                                                                                                 35V
              39pF                                                                             C9, C19: TAIYO YUDEN JMK107BJ105
  C2                    1                           16                             M1          C10: KEMET T494A475M010AS
0.1F                       COSC              TG                                   FDS6680A    C12 TO C14: TAIYO YUDEN GMK325F106
                C3                                                                             C15 TO C18: PANASONIC EEFUE0G181R
       R2 100pF         2                           15                                         D1: CENTRAL SEMI CMDSH-3
      100k                  RUN/SS       BOOST                                                 D2: MOTOROLA MBRS340
  C4                                                                                           L1: PANASONIC ETQP6F1R0SA
100pF                   3                         14            C8                             M1 TO M3: FAIRCHILD FDS6680A
                            ITH             SW                  0.22F                         R5: IRC LRF2512-01-R003-J
C5                                                                                            U1: LINEAR TECHNOLOGY LTC1735CS
47pF                                                     D1
                                     U1                  CMDSH-3                                  L1
                    C6
              1000pF    4         LTC1735         13                                                   R5

                           FCB              VIN                                                   1H 0.003                                         VOUT
                                                                                                                                                    1.5V
                        5                           12                                     D2                      C11                              15A
                            SGND         INTVCC                                    MBRS340                         330pF
                                                                                                                                          C19
                                                                                   M2, M3
                                                                                   FDS6680A                                R6             1F
                                                                                   2
                        6                         11                                                                  10k      + C15 TO
                            VOSENSE         BG
                                                         C9 +               C10                                                    C18
                        7 SENSE                     10                                                               R7
                                            PGND         1F                4.7F                                  11.5k           180F
                                                                            10V                                                    4V
                                                                                                                                               GND

                        8 SENSE+         EXTVCC   9      5V (OPTIONAL)

                                                                                                                 1735 F08

                                        Figure 8. CPU-Core-Voltage Regulator with Active Voltage Positioning

voltage cannot exceed 0.082V. At VOUT = 1.5V, the                                 voltage required for a given load current. VITH controls the
maximum output voltage change controlled by the ITH pin                            peak sense resistor voltage, which represents the DC
would be:
                                                                                   output current plus one half of the peak-to-peak inductor
VOSENSE  =              Input  Offset      VOUT
                                VREF                                               current. The no load to full load VITH range is from 0.3V to
                                                                                   2.4V, which controls the sense resistor voltage from 0V to
         = 0.03V 1.5 = 56mV
                0.8V                                                               the VSENSE(MAX) voltage of 75mV. The calculated VITH
                                                                                   scale factor with a 0.003 sense resistor is:

                                                                                   VITH  Scale Factor  =   VITH  Range Sense Resistor        Value
                                                                                                                       VSENSE(MAX)
With the optimum resistor values at the ITH pin, the output
voltage will swing from 1.55V at minimum load to 1.44V                                                 = (2.4V 0.3V) 0.003 = 0.084V/A
                                                                                                                 0.075V
at full load. At this output voltage, active voltage position-
                                                                                   VITH at any load current is:
ing provides an additional 56mV to the allowable tran-
sient voltage on the output capacitors, a 68% improve-                             VITH        =  IOUTDC  +  IL      VITH     Scale Factor
                                                                                                              2
ment over the 82mV allowed without active voltage
positioning.

The next step is to calculate the scale factor for VITH, the                                      +VITH Offset
ITH pin voltage. The VITH scale factor reflects the ITH pin

                                                                                                                                                      1735fc

                                                                                                                                               23
LTC1735

                U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO
                                                                The Thevenin equivalent of the gain limiting resistance
At full load current:                                           value of 17.54k is made up of a resistor R4 that sources
                                                                current into the ITH pin and resistor R1 that sinks current
VITH(MAX)  =          +  5AP-P                     +  0.3V     to SGND.
              15A           2          0.084V/A
                                                                To calculate the resistor values, first determine the ratio
                                                                between them:

           = 1.77V

At minimum load current:

                          2AP-P                                 k = VINTVCC VITH(NOM) = 5.2V 1.085V = 3.79
                 0.2A        2            0.084V/A              VITH(NOM)  1.085V
VITH(MIN)  =           +                              +  0.3V
                                                     
                                                                VINTVCC is equal to VEXTVCC or 5.2V if EXTVCC is not used.
           = 0.40V                                              Resistor R4 is:

In this circuit, VITH changes from 0.40V at light load to          R4 = (k + 1) RITH = (3.79 + 1) 17.54 = 84.0k
1.77V at full load, a 1.37V change. Notice that IL, the         Resistor R1 is:
peak-to-peak inductor current, changes from light load to
                                                                R1= (k + 1) RITH = (3.79 + 1) 17.54k = 22.17k
full load. Increasing the DC inductor current decreases the     k          3.79

permeability of the inductor core material, which de-           Unfortunately, PCB noise can add to the voltage developed
                                                                across the sense resistor, R5, causing the ITH pin voltage
creases the inductance and increases IL. The amount of          to be slightly higher than calculated for a given output
inductance change is a function of the inductor design.         current. The amount of noise is proportional to the output
                                                                current level. This PCB noise does not present a serious
To create the 30mV input offset, the gain of the error         problem but it does change the effective value of R5 so the
amplifier must be limited. The desired gain is:                 calculated values of R1 and R4 may need to be adjusted to
                                                                achieve the required results. Since PCB noise is a function
AV  =  Input  VITH    Error   =   1.37V      =  22.8            of the layout, it will be the same on all boards with the same
              Offset             2(0.03V)                       layout.

Connecting a resistor to the output of the transconductance
error amplifier will limit the voltage gain. The value of this
resistor is:

RITH  =  Error    AV       gm    =   22.8    =  17.54k          Figures 9 and 10 show the transient response before and
                Amplifier           1.3mS                       after active voltage positioning is implemented. Notice
                                                                that active voltage positioning reduced the transient re-
To center the output voltage variation, VITH must be            sponse from almost 200mVP-P to a little over 100mVP-P.
centered so that no ITH pin current flows when the output
voltage is nominal. VITH(NOM) is the average voltage be-        Refer to Design Solutions 10 for more information about
tween VITH at maximum output current and minimum                active voltage positioning.
output current:

VITH(NOM)  =    VITH(MAX)    VITH(MIN)   +  VITH(MIN)
                           2

           = 1.77V 0.40V + 0.40V = 1.085V
                     2

                                                                                                                                                                                                                                                              1735fc

24
                                                                                                                     LTC1735

                                U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO

                   VIN = 12V    OUTPUT    FIGURE 8 CIRCUIT     The network shown in Figure 11 is the most straight
                   VOUT = 1.5V  VOLTAGE                        forward approach to protect a DC/DC converter from the
                                                               ravages of an automotive power line. The series diode
       1.5V                                                    prevents current from flowing during reverse-battery,
100mV/DIV                                                      while the transient suppressor clamps the input voltage
                                                               during load-dump. Note that the transient suppressor
        15A                       LOAD                         should not conduct during double-battery operation, but
10A/DIV                         CURRENT                        must still clamp the input voltage below breakdown of the
                                                               converter. Although the LTC1735 has a maximum input
          0A                                                   voltage of 36V, most applications will be limited to 30V by
                                                               the MOSFET BVDSS.
                                50s/DIV  1735 F09

Figure 9. Normal Transient Response (Without R1, R4)

                   VIN = 12V              FIGURE 8 CIRCUIT                 50A IPK RATING
                   VOUT = 1.5V
                                                                                                           VIN
           1.582V               OUTPUT                                12V                                       LTC1735
100mV/DIV 1.5V                  VOLTAGE
                                                                        TRANSIENT VOLTAGE
           1.418V                                                                 SUPPRESSOR

                                                                      GENERAL INSTRUMENT
                                                                                       1.5KA24A

        15A                       LOAD                                                                                                                                                1735 F11
10A/DIV                         CURRENT
                                                                   Figure 11. Plugging into the Cigarette Lighter
          0A

                                50s/DIV  1735 F10             Design Example

Figure 10. Transient Response with Active Voltage Positioning  As a design example, assume VIN = 12V(nominal),
                                                               VIN = 22V(max), VOUT = 1.8V, IMAX = 5A and f = 300kHz.
Automotive Considerations: Plugging into the                   RSENSE and COSC can immediately be calculated:
Cigarette Lighter
                                                                  RSENSE = 50mV/5A = 0.01
As battery-powered devices go mobile, there is a natural          COSC = 1.61(107)/(300kHz) 11pF = 43pF
interest in plugging into the cigarette lighter in order to
conserve or even recharge battery packs during operation.      Assume a 3.3H inductor and check the actual value of the
But before you connect, be advised: you are plugging           ripple current. The following equation is used:
into the supply from hell. The main power line in an
automobile is the source of a number of nasty potential        IL  =  VOUT      1  VOUT  
transients, including load-dump, reverse-battery and                  (f)(L)         VIN  
double-battery.
                                                               The highest value of the ripple current occurs at the
Load-dump is the result of a loose battery cable. When the     maximum input voltage:
cable breaks connection, the field collapse in the alternator
can cause a positive spike as high as 60V which takes          IL  =        1.8V            1  1.8V              =  1.7A
several hundred milliseconds to decay. Reverse-battery is             300kHz(3.3H)             22V
just what it says, while double-battery is a consequence of
tow-truck operators finding that a 24V jump start cranks       The maximum ripple current is 33% of maximum output
cold engines faster than 12V.                                  current, which is about right.

                                                                                                                                                                                                       1735fc

                                                                                                                                                                                                25
LTC1735

                     U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO
                                                             CIN is chosen for an RMS current rating of at least 2.5A at
Next verify the minimum on-time of 200ns is not violated.    temperature. COUT is chosen with an ESR of 0.02 for low
The minimum on-time occurs at maximum VIN:                   output ripple. The output ripple in continuous mode will be
                                                             highest at the maximum input voltage. The worst-case
tON(MIN)     =    VOUT     =      1.8V      =  273ns         output voltage ripple due to ESR is approximately:
                VIN(MAX)f     22V(300kHz)
                                                                VORIPPLE = RESR(IL) = 0.02(2.3A) = 46mVP-P
Since the output voltage is below 2.4V the output resistive
divider will need to be sized to not only set the output     PC Board Layout Checklist
voltage but also to absorb the sense pin current.
                                                             When laying out the printed circuit board, the following
R1(MAX)      =  24k      0.8V                                checklist should be used to ensure proper operation of the
                     2.4V VOUT                             LTC1735. These items are also illustrated graphically in
                                                             the layout diagram of Figure 12. Check the following in
             =  24k      0.8V       =  32k                   your layout:
                     2.4V 1.8V
                                                             1) Are the signal and power grounds segregated? The
Choosing 1% resistors: R1 = 25.5k and R2 = 32.4k yields      LTC1735 PGND pin should tie to the ground plane close to
an output voltage of 1.816V.                                 the input capacitor(s). The SGND pin should then connect
                                                             to PGND, and all components that connect to SGND
The power dissipation on the topside MOSFET can be           should make a single point tie to the SGND pin. The
easily estimated. Choosing a Siliconix Si4412ADY results     synchronous MOSFET source pins should connect to the
in RDS(ON) = 0.035, CRSS = 100pF. At maximum input           input capacitor(s) ground.
voltage with T(estimated) = 50C:
                                                             2) Does the VOSENSE pin connect directly to the feedback
PMAIN  =  1.8V  (5)2[1+  (0.005)(50C    25C)](0.035)      resistors? The resistive divider R1, R2 must be connected
          22V                                                between the (+) plate of COUT and signal ground. The 47pF
                                                             to 100pF capacitor should be as close as possible to the
       +1.7(22V)2(5A)(100pF)(300kHz)                         LTC1735. Be careful locating the feedback resistors too far
                                                             away from the LTC1735. The VOSENSE line should not be
       = 204mW                                               routed close to any other nodes with high slew rates.

Because the duty cycle of the bottom MOSFET is much          3) Are the SENSE and SENSE + leads routed together with
                                                             minimum PC trace spacing? The filter capacitor between
greater than the top, a larger MOSFET, Siliconix Si4410DY,   SENSE + and SENSE should be as close as possible to the
                                                             LTC1735. Ensure accurate current sensing with Kelvin
(RDS(ON) = 0.02) is chosen. The power dissipation in the     connections as shown in Figure 13. Series resistance can
bottom MOSFET, again assuming TA = 50C, is:                 be added to the SENSE lines to increase noise rejection.

PSYNC     =  22V 1.8V  (5A)2(1.1)(0.02)                    4) Does the (+) terminal of CIN connect to the drain of the
                 22V                                         topside MOSFET(s) as closely as possible? This capacitor
                                                             provides the AC current to the MOSFET(s).
          = 505mW
                                                             5) Is the INTVCC decoupling capacitor connected closely
Thanks to current foldback, the bottom MOSFET dissipa-       between INTVCC and the power ground pin? This capaci-
tion in short-circuit will be less than under full load      tor carries the MOSFET driver peak currents. An addi-
conditions.                                                  tional 1F ceramic capacitor placed immediately next to

                                                                                                                                                                                                                                                              1735fc

26
                                                                                             LTC1735

                                                    +APPLICATIO S I FOR ATIOfeedback pins. All of these nodes have very large and fast
                                                         moving signals and therefore should be kept on the
U W UUthe INTVCC and PGND pins can help improve noise    "output side" (Pin 9 to Pin 16) of the LTC1735 and occupy
performance.                                             minimum PC trace area.

6) Keep the switching node (SW), top gate node (TG) and
boost node (BOOST) away from sensitive small-signal
nodes, especially from the voltage and current sensing

             COSC                                                  M1                                  +

                   1  COSC            TG  16                                                          VIN

CSS                                                                                     CIN            
                                                                                                      
                   2  RUN/SS BOOST        15                                   D1                    VOUT
                                                                                      M2               +
                                                                               +
                                                                                             1735 F12
RC CC              3                        14
CC2                    ITH            SW

                             LTC1735

                   4                        13
                       FCB            VIN

                                                         DB        CB

                   5                       12
                       SGND     INTVCC

     47pF                                            +

                   6                        11              4.7F
                       VOSENSE        BG

                   7 SENSE              10
                                PGND

     1000pF

                   8 SENSE+                 9
                                EXTVCC
                                                                       L1

                                          R1                           RSENSE
                                                         COUT

                                          R2

                                Figure 12. LTC1735 Layout Diagram

                                          HIGH CURRENT PATH

                                                                           1735 F13

                                               SENSE + SENSE          CURRENT SENSE
                                                                       RESISTOR
                                                                       (RSENSE)

                                Figure 13. Kelvin Sensing RSENSE

                                                                                                                  1735fc

                                                                                                           27
LTC1735

TYPICAL APPLICATIO S                               U

                                 1.8V/5A Converter from Design Example with Burst Mode Operation Disabled

                                                                                                VIN
                                                                                           4.5V TO 22V

                                 COSC                                                                          CIN
                                                                                                               22F
                                 43pF                                                                          50V

                                          1  COSC                 TG  16                     M1                CER
                                                                                             Si4412DY
               CSS                                                                      CB
                                                                                      0.1F
           0.1F
                                                                                   DB
                                          2  RUN/SS BOOST             15           CMDSH-3

                    RC     CC                                               +
                         470pF
                    33k                                                            4.7F
                                          3                             14
            CC2                               ITH                 SW
           220pF
                                                    LTC1735                                               L1          RSENSE
                                                                                                        3.3H         0.01
                                          4                             13                                                                            VOUT
                                              FCB                 VIN                                                                                 1.8V
                                                                                                                                                      5A
                                          5                       12                                                                 R2
                                              SGND     INTVCC                                                                        32.4k     COUT
                                                                                                                                               150F
           47pF                                                                                                                      1% +      6.3V
                                                                                                                                               2
                                          6                             11                   M2                                      R1        PANASONIC SP
                                              VOSENSE             BG                         Si4410DY                                25.5k
                                                                                                                                     1%
                                                                                               MBRS140T3
                                          7 SENSE              10
                                                       PGND

                         1000pF                                                                                                             SGND

                                          8 SENSE+                 9        OPTIONAL:                                         COUT: PANASONIC EEFUEOG151R
                                                       EXTVCC               CONNECT TO 5V                                     CIN: MARCON THCR70LE1H226ZT
                                                                                                                              L1: PANASONIC ETQP6F3R3HFA
                                                                                                                              RSENSE: IRC LR 2010-01-R010F

                                                                                                                               1735 TA02

                                             CPU Core Voltage Regulator for 2-Step Applications (VIN = 5V)

                                                                                       VIN
                                                                                       5V

                                             100k*

                    COSC 39pF                                                                        +         CIN
                                                                                                               150F
     CSS                         1                           16               CB           M1                  6.3V
    0.1F                            COSC              TG                   0.22F         FDS6680A
                                                                                                               2

                                 2  RUN/SS BOOST             15

           RC      CC
                 220pF
    20k
                                 3                           14
     CC2                             ITH               SW
    220pF
                                             LTC1735                                           L1              RSENSE
                                                                                             0.78H            0.004
                                 4                           13             DB                                                                                    VOUT
                                     FCB               VIN                  MBR0530                                                                               1.5V
                                                                                                                                                                  12A
                                 5                            12                                                                     R2
                                     SGND          INTVCC                                                                                                    CO
                                                                       +                                                      100pF  22.6k  +  COUT          47F
                                                                                                                                     1%        180F         10V
    47pF                                                                        4.7F                                                          4V
                 1000pF          6                           11                            M2, M3                                    R1
                                     VOSENSE           BG             1F                  FDS6680A                                  25.5k     3
                                                                                           2                                        1%

                                 7 SENSE                    10                               MBRD835L
                                                    PGND

                                 8 SENSE+                      9      VIN                                                                            SGND
                                                   EXTVCC
                                                                                                                                  COUT: PANASONIC EEFUEOG181R
                                                                                                                                  CIN: PANASONIC EEFUEOJ151R
                                                                                                                                  CO: TAIYO YUDEN LMK550BJ476MM-B
                                                                                                                                  L1: COILCRAFT 1705022P-781HC
                                                                                                                                  RSENSE: IRC LRF 2512-01-R004-J

                                                                                                                              1735 TA03

    *OPTIONAL TO DEFEAT OVERCURRENT LATCHOFF

                                                                                                                                                                   1735fc

28
                                                                                                                                                                          LTC1735

TYPICAL APPLICATIO S                                 U

                          Selectable Output Voltage Converter with Burst Mode Operation Disabled for CPU Power

                                                                            0.1F                   VIN
                                                                                              4.5V TO 24V

                                                                                      4.7

                                 NC    1                         NC  20     NC
                     COSC                  NC
                     43pF                                                                                         CIN
                                                                                                                  22F
               CSS                     2                               19               CB          M1
              0.1F                        COSC                  TG                   0.22F        FDS6680A      2

                                                                                                                  CER

                                       3    RUN/SS BOOST             18                                                          CIN: MARCON THCR70EIH226ZT
                                                                                                                                 COUT: KEMET T510X447M006AS
                     RC     CC                                                                                                   L1: PANASONIC ETQP6F1R2HFA
                          330pF
                     33k                                                                                                         RSENSE: IRC LRF2512-01-R004F
                                       4                               17
              CC2                          ITH                   SW
              47pF
                                                 LTC1735F                                                    L1          RSENSE
                                                                                                           1.2H         0.004
                                       5                               16                                                                                                    VOUT
                                           FCB                   VIN                                                                                                         1.35V/1.60V
                                                                                                                                                                             12A
                                       6                               15             DB                                                            R2
                                           SGND             INTVCC                    CMDSH-3                                                                        COUT
                                                                                                                                            47pF                     470F
                                                                                                                                                    10k              6.3V
                                                                               +                                                                    1% +             3
              47pF                                                                                                                                                   KEMET
                                                                            1F       4.7F
                                       7                               14   CER
                                           VOSENSE               BG                                 M2                           R3                           R1
                                                                                                                                 33.2k              47pF 14.3k
                                                                                                    FDS6680A                     1%
                                                                                                                                                              1%
                                                                                                    2
                                       8                             13                               MBRS340T3
                                                            PGND
                     POWER GOOD             PGOOD

                                       9 SENSE                         12  OPTIONAL:                                                       VN2222                   ON: VOUT = 1.60V
                                                            EXTVCC          CONNECT TO 5V                                                      10k                   OFF: VOUT = 1.35V

                          1000pF

                                        10  SENSE+               NC  11     NC                                                                                 SGND
                                   10

                                   10

                                                                                                                                 1735 TA05

                                                                     4V to 40V Input to 12V Flyback Converter

                          CMDSH-3                                                                   VIN
                                                                                                4V TO 40V

                    VOUT                    FMMT625

                                                            10k                 CIN                 T1                                                                                         VOUT
                                                                                22F                                                                                                           12V
                                                                                50V             10         6                                                              R2                   3A
                                                                                                                                                                         113k
                                                           6.2V                 2                                                                                                       COUT
                          1M                                                                                                                                              1% +            220F
                                                                                                3          7                                                                              16V
                                                                                                                                                                          R1              4
COSC                                                                                                                                                              47      8.06k
150pF                                                                                                                                                                     1%
                                                                                                                                                                    1nF
               CSS        1                            16                                           M1                           M2                 MBRS1100        100V
              0.1F           COSC               TG                                                 IRL2910S                     Si4850EY

                          2                            15                                                            22
                              RUN/SS        BOOST
  CC
2200pF  RC

        3.3k              3                           14                                            RSENSE        1nF
                              ITH               SW                                                  0.004         100V
               CC2
              100pF                  LTC1735

                          4                           13
                              FCB               VIN

                          5                            12
                              SGND          INTVCC

        47pF                                                                             0.1F

                          6                           11             +
                              VOSENSE           BG
                                                                            4.7F

                          7 SENSE                      10
                                              PGND
        3300pF                                                                                                                   CIN: MARCON THCR70EIH226ZT
                                                        9                                                                        COUT: AVX TPSV227M016R0150
                          8 SENSE+          EXTVCC                                                                               T1: COILTRONICS VP5-0155

                     100                                                                                                         RSENSE: IRC LRF2512-01-R004F

                                                                                                                                                                          1735 TA07

                                                                                                                                                                                          1735fc

                                                                                                                                                                                          29
LTC1735

TYPICAL APPLICATIO S                          U

                                                 5V/3.5A Converter with 12V/200mA Auxiliary Output

                                                                                          VIN
                                                                                     5.5V TO 28V

                       COSC                                                                          +      CIN
                       51pF                                                                                 22F
                                                                                           M1               30V
CSS                                 1                             16          CB          Si4802DY         OS-CON     1000pF
0.1F                                    COSC                TG               0.1F
                                                                                                                 22
                                     2                             15
                      CC                 RUN/SS         BOOST                                             MBRS1100T3
                    470pF
               RC

               33k                   3                        14
                                         ITH            SW
CC2                                                                                                                   +       CSEC
220pF                                                                                                                          22F
                                               LTC1735
                                                                                                               RSENSE          35V
                                     4                        13              DB                               0.012
                                         FCB            VIN                   CMDSH-3                                          AVX                    VOUT
                                                                                                                                                      5V
                                     5                             12  +                            T1                         R2
                                         SGND           INTVCC                                     1:1.8                       105k                   3.5A
                                                                              4.7F                10H
100pF                                                                                                                          1% +           COUT
                                                                                           M2                                                 100F
                                     6                        11                           Si4802DY                            R1             10V
                                         VOSENSE        BG                                                                     20k
                                                                                                                               1%             3
                                                                                                                                              AVX

                                     7 SENSE                    10                        MBRS140T3
                                                        PGND

               1000pF                                                                                                               SGND

                                     8 SENSE+                   9                                                      CIN: SANYO OS-CON 30SC22M
                                          100       EXTVCC                                                             COUT: AVX TPSD107M010R0068
                                                    100                                                                T1: 1:8 DALE LPE6562-A262

                       10k           140k                                                                                                                               VOUT2
                                                                                                                                                                        12V
                                                                                                                                                               1735 TA04 120mA
                                                                                                                                                                        UNREG

                                                        Dual Output 15W 3.3V/5V Power Supply

                                                                                   VIN
                                                                              4.5V TO 28V

               COSC                                                                                   CIN                                         T1C                           VOUT2
               47pF                                                                                   22F                                                                      5V
                                                                                                                                             
                       1                            16                               M1               50V                                                                       1.5A
                           COSC               TG                                     Si4412DY                                                 3        6
         CSS                                                             CB                                 0.01F
        0.1F                                                          0.1F                                                                                +  COUT2
                                                                                                                                          M3                   100F
   RC                    2                      15             DB                                                                                              10V
  33k                        RUN/SS  BOOST                     CMDSH-3                                                                    Si4412DY
                                                                                                                                                               2
          CC2    CC                             14                                                                    CMDSH-3  4.7k MBRS140T3
        100pF  470pF                     SW
100pF
                         3
                             ITH

                                 LTC1735                                                                       RSENSE
                                                                                                               0.01
                       4                            13                                  T1A T1B                                                                              VOUT1
                           FCB                VIN                                                                                                                               3.3V

                                                                                       1          82        7                             R2                                    2.5A
                                                                                                                                          62.6k
                       5             INTVCC       12
                           SGND                                                                                                           1% +
                                                        +                                                                                              COUT1
                                                                                                                                          R1           100F
                       6                            11         4.7F                                                                      20k          10V
                           VOSENSE            BG                                                                                          1%
                                                                                     M2           MBRS140T3                                            2
                                                                                     Si4412DY

                       7 SENSE               10
                                     PGND

1000pF                                                                                                                                           SGND

                       8 SENSE+                  9      VOUT2
                                     EXTVCC

                                                                                                                               1735 TA08  CIN: MARCON THCR70EIH226ZT
                                                                                                                                          COUT1, 2: AVX TPSD107M010R0065
                                                                                                                                          T1: BI TECHNOLOGIES HM00-93839

                                                                                                                                          RSENSE: IRC LRF2512-01-R010 F

                                                                                                                                                                                                                                                              1735fc

30
                                                                                                                                                                                                   LTC1735

PACKAGE DESCRIPTION                                                         U

                                                                                                    F Package
                                                                                        20-Lead Plastic TSSOP (4.4mm)
                                                                                        (Reference LTC DWG # 05-08-1650)

                           4.30 4.50**                                                                     1.10                             6.40 6.60*
                          (.169 .177)                                                                     (.0433)                          (.252 .260)

                                                                                                             MAX               20 19 18 17 16 15 14 13 12 11

                                                                                                                                                                                                      1.05 0.10

                                                          0 8

      0.09 0.20          0.45 0.75                                    0.65                               0.05 0.15                                      6.40  6.60 0.10                        4.50 0.10
    (.0036 .0079)       (.018 .030)                                  (.0256)                            (.002 .006)                                     BSC

                                                                          BSC     0.195 0.30

                                                                                  (.0077 .0118)

    NOTE:

    1. CONTROLLING DIMENSION: MILLIMETERS *DIMENSIONS DO NOT INCLUDE MOLD FLASH. MOLD FLASH

    2.  DIMENSIONS   ARE  IN  MILLIMETERS                 SHALL NOT EXCEED .152mm (.006") PER SIDE                                                                                                    F20 TSSOP 0502
                                 (INCHES)              **DIMENSIONS DO NOT INCLUDE INTERLEAD FLASH. INTERLEAD
                                                                                                                               1 2 3 4 5 6 7 8 9 10                         0.45 0.05                0.65 TYP
                                                          FLASH SHALL NOT EXCEED .254mm (.010") PER SIDE
    3. DRAWING NOT TO SCALE

                                                                                                                                                                               RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT

                                                                                                   GN Package
                                                                                  16-Lead Plastic SSOP (Narrow .150 Inch)

                                                                                        (Reference LTC DWG # 05-08-1641)

                  .015 .004     45                             .053 .068                      .004 .0098                          .189 .196*         .009                                   .045 .005
                 (0.38 0.10)                                   (1.351 1.727)                   (0.102 0.249)                     (4.801 4.978)
                                                                                                                                                              (0.229)
                                                0 8 TYP                                                                    16 15 14 13 12 11 10 9           REF

.007 .0098
(0.178 0.249)

                        .016 .050                      .008 .012                                .0250     .229 .244                                       .150 .157**  .254 MIN               .150 .165
                      (0.406 1.270)                  (0.203 0.305)                             (0.635)  (5.817 6.198)                                   (3.810 3.988)
                                                                                                                                                                                                              GN16 (SSOP) 0502
NOTE:                                                                                              BSC
                                                                                                                                                                                                             .0250 TYP
1. CONTROLLING DIMENSION: INCHES *DIMENSION DOES NOT INCLUDE MOLD FLASH. MOLD FLASH

2.  DIMENSIONS   ARE  IN       INCHES        SHALL NOT EXCEED 0.006" (0.152mm) PER SIDE
                          (MILLIMETERS)   **DIMENSION DOES NOT INCLUDE INTERLEAD FLASH. INTERLEAD

3. DRAWING NOT TO SCALE                         FLASH SHALL NOT EXCEED 0.010" (0.254mm) PER SIDE                                  1 234 5678                                   .0165 .0015

                                                                                                                                                                               RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT

                                                                                                  S Package
                                                                            16-Lead Plastic Small Outline (Narrow .150 Inch)

                                                                                       (Reference LTC DWG # 05-08-1610)

                                                                                  .045 .005                                                     .386 .394
                                                                                                                                              (9.804 10.008)
                                                      .050 BSC
                                                    N                                                                                              NOTE 3

                                                                                                                    16 15 14 13 12 11 10 9

                                          .245                                    .160 .005                                N

                                          MIN                                                        .228 .244                                                                        .150 .157
                                                                                                   (5.791 6.197)                                                                   (3.810 3.988)

                                                    1     2              3        N/2                                                                                                     NOTE 3

                                                                                                                                                                            N/2

                                .030 .005
                                        TYP RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT

                                                                                                                    1          2  3  4  5               6     7             8

                                                 .010    .020      45                             .053 .069
                                               (0.254    0.508)                                   (1.346 1.752)

                                     .008 .010                                  0 8 TYP                                                                                     .004 .010
                                   (0.203 0.254)                                                                                                                              (0.101 0.254)

                                                            .016 .050                                       .014 .019                .050                                            S16 0502
                                                          (0.406 1.270)                                   (0.355 0.483)
                                                                                                                                        (1.270)
                                                                                                                  TYP                    BSC

                                                NOTE:                IN       INCHES    3. THESE DIMENSIONS DO NOT INCLUDE MOLD FLASH OR PROTRUSIONS.
                                                1. DIMENSIONS            (MILLIMETERS)     MOLD FLASH OR PROTRUSIONS SHALL NOT EXCEED .006" (0.15mm)

                                                2. DRAWING NOT TO SCALE

                                                          Information furnished by Linear Technology Corporation is believed to be accurate and reliable.                                                            1735fc
                                                          However, no responsibility is assumed for its use. Linear Technology Corporation makes no represen-
                                                          tation that the interconnection of its circuits as described herein will not infringe on existing patent rights.                                    31
LTC1735

TYPICAL APPLICATIO                         U

                 3.3V to 2.5V/5A Converter with External Clock Synchronization Operating at 500kHz

                                                                                          VIN

                                                                       5V 0.1F           3.3V

                                     COSC                                                           +  CIN
                                                                                                       100F
                                     20pF                                                 M1           10V
                                                                                          Si4410DY
                                           1  COSC           TG   16                                   OS-CON

                 CSS                                                              CB
                                                                                 0.1F
                 0.1F

                                           2  RUN/SS BOOST        15                                      CIN: SANYO OS-CON 10SL100M
                                                                                                          COUT: AVX TPSD107M010R0065
                        CC                                                                                L1: COILCRAFT DO3316P-152

                        330pF                                                                             RSENSE: IRC LR2010-01-R010-F

                                           3  ITH            SW   14

                 RC                                 LTC1735                                       L1   RSENSE
                 33k                                                                            1.5H  0.01
                                           4                      13             DB
                               EXT            FCB            VIN                 CMDSH-3                                                       VOUT
                                                                                                                                               2.5V
                       CC2     CLOCK
                       51pF    500kHz      5                       12                                                     R2                   5A
                                                        INTVCC
                                              SGND                                                             47pF       43.2k         COUT
                                                                                                                                        100F
                 47pF                                                  +                                                  1% +

                                           6                       11         4.7F                                                     10V
                                               VOSENSE       BG
                                                                                          M2                              R1            AVX
                                                                                          Si4410DY
                                                                                                                          20k           3
                                                                                            MBRS140T3
                                                                                                                          1%

                                           7 SENSE              10
                                                        PGND

                             1000pF                                                                                            SGND

                                           8 SENSE+                 9
                                                        EXTVCC

                                                                                                               1735 TA06

RELATED PARTS

PART NUMBER      DESCRIPTION                                                                    COMMENTS

LTC1530          High Power Step-Down Synchronous DC/DC Controller High Efficiency 5V to 3.3V Conversion at Up to 15A
                 in SO-8

LTC1628/LTC3728  2-Phase, Dual Output Synchronous Step-Down                                     Reduces CIN and COUT, Power Good Output Signal, Synchronizable,
LTC1629/LTC3729  DC/DC Controllers                                                              3.5V  VIN  36V, IOUT up to 20A, 0.8V  VOUT  5V
LTC1702          20A to 200A PolyPhase Synchronous Controllers
                                                                                                Expandable from 2-Phase to 12-Phase, Uses All
                 No RSENSETM 2-Phase Dual Synchronous Step-Down                                 Surface Mount Components, No Heat Sink, VIN up to 36V
                 Controller
                                                                                                550kHz, No Sense Resistor

LTC1708-PG       2-Phase, Dual Synchronous Controller with Mobile VID                           3.5V  VIN  36V, VID Sets VOUT1, PGOOD
LTC1736          High Efficiency Synchronous Controller with 5-Bit Mobile
                 VID Control                                                                    Output Fault Protection, 24-Pin SSOP,
LTC1778          No RSENSE Current Mode Synchronous Step-Down                                   3.5V  VIN  36V
                 Controller
LTC1929/         2-Phase Synchronous Controllers                                                Up to 97% Efficiency, 4V  VIN  36V, 0.8V  VOUT  (0.9)(VIN),
LTC1929-PG                                                                                      IOUT up to 20A
LTC3711          No RSENSE Current Mode Synchronous Step-Down
                 Controller with Digital 5-Bit Interface                                        Up to 42A, Uses All Surface Mount Components,
LTC3729          20A to 200A, 550kHz PolyPhase Synchronous Controller                           No Heat Sinks, 3.5V  VIN  36V
                                                                                                Up to 97% Efficiency, Ideal for Pentium III Processors,
LTC3730          IMVP III 3-Phase Synchronous Controller                                        0.925V  VOUT  2V, 4V  VIN  36V, IOUT up to 20A
LTC3732          VRM 9.0/9.1 3-Phase DC/DC Synchronous Step-Down
                 Controller                                                                     Expandable from 2-Phase to 12-Phase, Uses all Surface Mount
                                                                                                Components, VIN up to 36V

                                                                                                IOUT Up to 60A, 0.6V  VOUT  1.75V, Integrated MOSFET Drivers

                                                                                                1.1V  VOUT  1.85V, 4.5V  VIN  32V, SSOP-36

LTC3778          Optional RSENSE Current Mode Synchronous Step-Down 4V  VIN  36V, Adjustable Frequency Up to 1.2MHz, TSSOP-20
                 Controller

LTC3832          Low VIN High Power Synchronous Controller                                      VOUT  0.6V, IOUT  20A, 3V  VIN  8V

LTC4008          4A Multichemistry Multicell Battery Charger                                    NiCd, NiMH, Lead Acid, Li-Ion Batteries; 6V  VIN  28V;
                                                                                                1.19V  VOUT  28V

No RSENSE is a trademark of Linear Technology Corporation. Pentium is a registered trademark of Intel Corporation.

                                                                                                                                                        1735fc

32 Linear Technology Corporation                                                                                                     LT/TP 0104 REV C 1K PRINTED IN USA
             1630 McCarthy Blvd., Milpitas, CA 95035-7417                                                                      LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 1998
              (408) 432-1900 q FAX: (408) 434-0507 q www.linear.com
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     Convenient Electronic Dictionary

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             www.EEworld.com.cn

                                                 All Datasheets Cannot Be Modified Without Permission
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