AN2713
Application note
LNB power supply based on the LNBH23 supply
and control IC with step-up and I²C interface
Introduction
This application note is intended to provide additional information and suggestions for the
correct use of the LNBH23 device. All waveforms shown are based on the demonstration
board (order code STEVAL-CBL003V1) described in
Section 5.
The LNBH23 is an integrated solution for supplying/interfacing satellite LNB modules. It
provides good performance in a simply and cheaply way, with minimum external
components necessary. It includes all functions needed for LNB supply and interfacing, in
accordance with international standards. Moreover, it includes an I
2
C bus interface and,
thanks to a fully integrated step-up DC-DC converter, it functions with a single input voltage
supply ranging from 8 V to 15 V.
Figure 1.
LNBH23 internal block diagram
ISEL
TTX
ADDR
SDA SCL
Vcc
Byp Vcc-
L
LX
PWM
Controller
Preregulator
+U.V.lockout
+P.ON reset
EN
VSEL
VSEL
TTX
ITEST
EN
Rsense
P-GND
I²C interface
Vup
VOUT Control
TEN
VoRX
Linear Post-reg
+Modulator
+Protections
+Diagnostics
22KHz
Oscill.
I²C Diagnostics
VoTX
TTX
22KHz Tone
Amp. Diagn.
22KHz Tone
Freq. Detector
DETIN
EXTM
DSQOUT
DSQIN
VCTRL
LNBH23
A-GND
November 2009
Doc ID 14431 Rev 1
1/40
www.st.com
Content
AN2713
Content
1
Block diagram description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
Step-up controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Pre-regulator block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
I
2
C interface and diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
22 kHz oscillator and EXTM function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Tone detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
DiSEqC communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Linear post-regulator, modulator and protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2
3
Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Component selection guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
Input capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Ferrite bead . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
DC-DC converter output capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
DC-DC converter Schottky diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
DC-DC converter inductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Output current limit-RSEL selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Undervoltage diode protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
DiSEqC implementation and inductor selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
TVS diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4
Other application circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.1
4.2
18 V to 13 V fast transition with high bus capacitance . . . . . . . . . . . . . . . 17
Reverse voltage and lightning surge protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5
Layout guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.1
5.2
PCB layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Startup procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2/40
Doc ID 14431 Rev 1
AN2713
Content
6
Software installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.1
How to use the LNBH23 demonstration board with the LNBxxx control suite
software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
7
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Doc ID 14431 Rev 1
3/40
List of tables
AN2713
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
LNBH23 pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
LNBH23 demonstration board BOM list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Recommended Schottky diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Recommended inductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Recommended inductors for output R-L filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Recommended LNBTVS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4/40
Doc ID 14431 Rev 1
AN2713
List of figures
List of figures
Figure 1.
Figure 2.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Figure 10.
Figure 11.
Figure 12.
Figure 13.
Figure 14.
Figure 15.
Figure 16.
Figure 17.
Figure 18.
Figure 19.
Figure 20.
Figure 21.
Figure 22.
Figure 23.
Figure 24.
Figure 25.
Figure 26.
Figure 27.
Figure 28.
Figure 29.
Figure 30.
Figure 31.
Figure 32.
Figure 33.
Figure 34.
Figure 35.
Figure 36.
Figure 37.
Figure 38.
LNBH23 internal block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
EXTM timing control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
DiSEqC timing control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
LNBH23 pin configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
LNB power supply schematic using the LNBH23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
External circuit to reduce 18 V to 13 V fall time transition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Fast transition timing sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Fast transition timing control with 22 kHz tone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
External circuit protection schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
STEVAL-CBL003V1 demonstration board photo (PowerSSO-24 package). . . . . . . . . . . . 21
STEVAL-CBL005V1 demonstration board photo (QFN32 package) . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
STEVAL-CBL003V1 PCB top layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
STEVAL-CBL003V1 PCB bottom layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
STEVAL-CBL003V1 component layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
STEVAL-CBL005V1 PCB top layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
STEVAL-CBL005V1 PCB bottom layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
STEVAL-CBL005V1 component layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
STEVAL-CBL003V1 connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
STEVAL-CBL005V1 connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
STEVAL-CBL003V1 bench test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
STEVAL-CBL005V1 bench test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
PC to I
2
C main window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
I
2
C bus communication error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Main settings window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Device selection window. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Parallel port setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
LPT1 setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Password setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
I
2
C device address setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Autoread setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Power-on at 13.4 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Power-on at 18.5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
LLC activation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Tone activation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Overload detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Overtemperature detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
PCL deactivation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
AUX activation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Doc ID 14431 Rev 1
5/40
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