CS51033

CS51033

快PFET降压控制器

不要求赔偿

描述

该CS51033是一种开关CON-

控制器在DC- DC转换器的使用。

它可以在降压拓扑结构中使用

与克斯特的最小数量

最终的组件。该CS51033 CON-

用于信号的一个1.0A电源驱动的sists

曳离散的P的栅极

沟道晶体管，固定频率

振荡器，短路保护

定时器，可编程软启动，预

Cision公司参考，快速输出电压

监测比较器，并输出

与锁存级驱动器逻辑。

所述高频振荡器

允许使用小型电感器

和输出电容，最小化

PC板面积和系统成本。

可编程软启动

降低浪涌电流在启动时。

短路保护定时器

显著降低PFET占空比

周期约为1/30 ，其

在短路正常循环

条件。

该CS51033是8L SO可用

和8L PDIP塑料封装。

特点

s

1A图腾柱输出

司机

s

高速振荡器

（ 700kHz的最大值）

s

没有稳定

要求赔偿

s

无损短路

保护

s

2 ％精密基准

s

可编程软启动

典型应用图

3.3V

IN

D

2

1N4148

C

IN

100F

R

C

10

D

4

1N5818

D

3

1N4148

C

1

0.1F

封装选项

8引脚SO窄& PDIP

V

门

1

V

C

CS

V

CC

V

FB

V

C

V

CC

V

门

U1

CS51033

C

OSC

V

FB

R

G

10

IRF 7404

0.01F

4.7H

100

1.5V

OUT

@3Amp

.1F

D

1

1N5821

保护地

C

OSC

GND

C

2

1F

C

3

100F

C

OSC

150pF

GND

保护地

CS

CS

0.1F

C

0

100F

C

4

0.1F

100F

GND

R

A

1.5k

注意：

用电容器C

2

, C

3

和C

4

低ESR的钽

用于降噪帽。

R

B

300

GND

樱桃半导体公司

2000县南径，东格林威治， RI 02818

联系电话： (401)885-3600传真： (401)885-5786

电子邮件： info@cherry-semi.com

网站： www.cherry-semi.com

牧师98年2月13日

1

A

公司

CS51033

绝对最大额定值

电源电压，V

CC

..........................................................................................................................................................5V

驱动器电源电压，V

C

..........................................................................................................................................................20V

驱动器输出电压，V

门

...................................................................................................................................................20V

C

OSC

， CS ，V

FB

（逻辑引脚） ............................................................................................................................................................5V

峰值输出电流................................................................................................................................................................. 1.0A

稳态输出电流................................................................................................................................................200mA

工作结温，T

J

..................................................................................................................................... 150°C

存储温度范围，T

S

...................................................................................................................................-65至150℃下

ESD （人体Model).........................................................................................................................................................2kV

无铅焊接温度

波峰焊（只通过孔样式） .......................................... ........................................... 10秒。最大260 ° C峰值

回流焊（仅限SMD样式） ............................................ .......................................... 60秒。上面最大183 ° C， 230 ° C峰值

电气特性：规格适用于3.135

≤

V

CC

≤

3.465V, 3V

≤

V

C

≤

16V,

-40°C

≤

T

A

≤

125°C, -40°C

≤

T

J

≤

125℃ ，除非另有规定。

参数

测试条件

民

典型值

最大

单位

s

振荡器

频率

充电电流

放电电流

最大占空比

s

短路计时器

充电电流

快速放电电流

慢速放电电流

启动故障禁止时间

有效的故障时间

GATE禁止时间

占空比

s

CS比较

故障使CS电压

马克斯。 CS电压

故障检测电压

禁止故障电压

保持关闭释放电压

调节阈值

电压钳位

s

V

FB

比较

调节阈值电压

故障阈值电压

门槛线路调整

输入偏置电流

电压跟踪

输入电压滞后

V

FB

= 1.2V

C

OSC

= 470pF的

1.4V < V

COSC

＆ LT ; 2V

2.7V > V

COSC

＆ GT ; 2V

1 – (t

关闭

/t

ON

)

V

FB

= 1.0V ; CS = 0.1μF ; V

COSC

= 2V

1V < V

CS

＆ LT ; 2V

2.55V > V

CS

＆ GT ; 2.4V

2.4V > V

CS

> 1.5V

2.6V > V

CS

＆ GT ; 2.4V

2.4V > V

CS

> 1.5V

160

80.0

200

110

660

83.3

240

千赫

A

A

%

175

40

4

0.70

0.2

9

2.5

264

66

6

0.85

0.3

15

3.1

325

80

10

1.40

0.45

23

4.6

A

A

A

ms

ms

ms

%

V

FB

= 1V

V

FB

= 1.5V

V

CS

当GATE变高

最小V

CS

V

FB

= 0V

V

CS

= 1.5V

2.5

2.6

2.4

1.5

0.7

0.866

V

V

V

V

V

V

0.4

0.725

1.0

1.035

V

COSC

= V

CS

= 2V

T

J

= 25 ° C（注1 ）

T

J

= -40 125 ℃的

T

J

= 25 ° C（注1 ）

T

J

= -40 125 ℃的

3.135V

≤

V

CC

≤

3.465

V

FB

= 0V

（调节阈值电压 -

故障阈值电压）

1.225

1.210

1.12

1.10

70

1.250

1.250

1.15

1.15

6

1

100

4

1.275

1.290

1.17

1.19

15

4

120

20

V

V

V

V

mV

A

mV

mV

2

CS51033

电气特性：规格适用于3.135

≤

V

CC

≤

3.465V, 3V

≤

V

C

≤

16V,

-40°C

≤

T

J

≤

125℃ ，除非另有规定。

参数

测试条件

民

典型值

最大

单位

s

功率级

GATE直流低饱和

电压

GATE DC高饱和

电压

上升时间

下降时间

V

C

= 10V; V

FB

= 1.2V

V

COSC

= 1V ; 200毫安水槽

V

COSC

= 2.7V ; 200毫安来源; V

C

= V

门

C

门

= 1nF的; 1.5V < V

门

< 9V

C

门

= 1nF的; 9V > V

门

> 1.5V

1.2

1.5

25

25

1.5

2.1

60

60

V

V

ns

ns

s

漏电流

I

CC

I

C

3.135V < V

CC

< 3.465V ，门开关

3V < V

C

< 16V ，门无开关

3.5

2.7

6.0

4.0

mA

mA

注1 ：设计保证在生产中没有100 ％测试。

封装引脚说明

封装引脚＃

引脚符号

功能

8L过于狭窄& PDIP

1

2

3

4

5

6

7

8

V

门

保护地

C

OSC

GND

V

FB

V

CC

CS

V

C

驱动引脚与外部PFET的栅极。

输出功率级的接地连接。

振荡器频率编程电容。

逻辑地。

反馈电压输入。

逻辑电源电压。

软启动和故障定时电容。

驱动器电源电压。

3

CS51033

框图

V

CC

I

C

C

OSC

7I

C

RG

振荡器

比较

A1

G1

V

门

倒装佛罗里达州运

R

F2

G2

1.5V

V

CC

V

CC

-

故障

COMP

V

C

V

门

Q

保护地

Q

-

A6

+

HOLD

关闭

COMP

S

V

FB

比较

V

FB

1.25V

2.5V

+

-

0.7V

G4

G3

I

T

CS

CS

比较

A2

I

T

5

1.5V

2.5V

+ 1.15V

CS充电

SENSE

比较

A4

+

-

2.3V

R

F1

G5

S

Q

I

T

55

Q

放电缓慢

倒装佛罗里达州运

A3

+

放电缓慢

比较

GND

2.4V

图1 ：框图CS51033

电路描述

工作原理

控制方案

该CS51033监视输出电压，以确定

当打开PFET 。如果V

FB

属于内部REF-下方

1.25V的电压erence在振荡器的充电周期，

在PFET导通，并保持对的持续时间

充电时间。在PFET被关闭并保持关闭状态能很好地协同

荷兰国际集团振荡器的充放电循环时的最大

占空比为80％。它需要7MV典型和20mV的马克西

妈妈纹波在V

FB

针是必需的操作。这

控制的方法不需要任何环路稳定性的COM

补偿。

启动

该CS51033具有外部可编程软启动为特色的

TURE ，允许输出电压慢慢上来，预

放空的输出电压过冲。

在启动时，所有引脚上的电压为零。由于V

CC

上升，则

V

C

电压随着内部电阻R

G

保持

PFET关闭。由于V

CC

和V

C

继续上升，振荡器

电容（C

OSC

）和软启动/故障定时电容

通过内部电流源（ CS）的费用。

OSC

被收费

由电流源I

C

和CS得到由我收取

T

源组合描述：

I

CS

= I

T

-

(

I

T

I

T

+

55

5

)

内部触发释抑比较器确保了外部

PFET处于关闭状态，直到V

CS

> 0.7V防止门触发器

（F2）被设定。这使得振荡器达到其

启用驱动器输出前的工作频率。软

开始是由夹紧V获得

FB

比较器（ A6 ） REF-

erence输入到大约的电压的1/2处的CS

在启动过程中销，允许控制环和所述输出

把电压缓慢增加。一旦CS引脚收费

高于0.7V的抑比较跳变点，低

4

线路简介：继续

反馈到V

FB

比较器设置门触发器能很好地协同

ING

OSC

的充电周期。一旦门触发器被置位，

V

门

变为低电平，导通该PFET 。当V

CS

超过

2.4V时， CS充电检测比较器（ A4）设置V

FB

COM-

parator参考1.25V完成启动周期。

无损短路保护

该CS51033具有“无损”，因为短路保护

也无需电流检测电阻。当电压

在CS引脚（故障定时电容电压）达到

2.5V ，故障定时电路被使能。在正常

操作CS电压为2.6V 。在短路CON-

DITION或瞬态条件下，输出电压的动作

下和在V的电压

FB

下降。如果V

FB

下面滴

1.15V ，故障比较器的输出变高，并且

CS51033进入一个快速放电模式。故障时间

电容CS ，放电至2.4V 。如果在V

FB

电压仍

下面，当CS引脚达到2.4V ，有效的故障CON- 1.15V

DITION已被检测到。慢放比较

输出变高，使门G5这台慢

放电触发器。在VGATE触发器复位，输出

开关被关断。故障定时电容是慢慢显示

充电到1.5V 。该CS51033然后进入正常启动

例程。如果故障依旧存在，当故障定时

电容器电压达到2.5V时，快和慢放

周期重复，如图2 。

如果在V

FB

电压高于1.15V时， CS达到2.4V一

未检测到故障状态，恢复正常工作

和CS回充电至2.6V 。这降低的可能性

错误地检测到负载瞬变为故障状态。

2.6V

CS51033

降压稳压器工作

Q1

V

IN

C

IN

R

1

C

O

R

2

R

负载

L

D

1

控制

反馈

图3.降压稳压器的框图。

一个典型的降压型稳压器的框图如图

图3，如果我们假设在输出晶体管是最初

断，并在系统处于不连续操作时，电感

器电流i

L

是零，并且输出电压是在其标称

值。由负载汲取的电流由输出供给

把电容C

O

。当C两端的电压

O

下面滴

通过该反馈确定的阈值电阻R1和

R2和参考电压V

REF

中，功率晶体管Q1

通过电感器对上的开关和电流流

输出。电感电流上升，在通过所确定的速率

(V

IN

-V

OUT

） /负载。占空比（或“开”的时间）的

CS51033被限制为80％。如果输出电压保持

比在整个C较高的名义

OSC

充电的时候，该

Q1不导通，跳跃的脉搏。

电荷泵电路

V

CS

2.4V

S1

S2

S1

S2

S3

S3

S1

S2

S3

S3

2.5V

（请参阅CS51033应用框图）

外部电荷泵电路是必要的，当输入

电压低于5V ，以确保有足够的栅

驱动电压为外部FET 。当V

IN

被施加，

电容器C1和C2被充电至一个二极管下方落下

V

IN

通过二极管分别D2和D4 。当PFET

导通时，它的漏极电压将近似等于

V

IN

。由于C1两端的电压不能改变instanta-

neously ， D2反向偏置，阳极电压上升到

约2 * 3.3V - VD2 。 C1转移其部分存储的

通过D3充电C2 。几个周期之后有足够的栅

驱动电压。

1.5V

0V

T

开始

开始

正常工作

td1

t

故障

t

重新开始

td2

故障

t

故障

0V

V

门

1.25V

1.15V

V

FB

图2.电压上启动电容（V

GS

） ，门（V

门

） ，并在

反馈回路（V

FB

） ，在启动过程中，正常和故障情况。

应用信息

设计具有的CS51033电源

特定网络阳离子

V

IN

= 3.3V +/- 10 ％（即3.63V最大值， 2.97V分钟）

V

OUT

= 1.5V +/- 2%

I

OUT

= 0.3A到3A

输出纹波电压< 33mV 。

F

SW

= 200kHz的。

1 ）占空比估计

由于最大占空比D ，该CS51033是有限

5

到80 ％以上。最好是估计的占空比将得到变量

OU中输入条件看，该设计将工作过

整个工作范围内。

占空比的降压稳压器在continu-操作

OU的传导模式由下式给出：

V

OUT

+ V

D

D = V

IN -

V

SAT

其中，V

SAT

是导通电阻

×

I

OUT

马克斯。

在这种情况下，我们可以假设V

D

= 0.6V和V

SAT

= 0.6V

所以公式简化为：

CS51033

快PFET降压控制器

该CS51033是用于DC-DC转换器采用开关控制器。

它可以用在降压拓扑的最小数量

的外部元件。该CS51033由一个1.0的功率驱动器

用于控制分立P沟道晶体管的栅极，固定

高频振荡器，短路保护定时器，可编程软

开始，精密基准源，快速输出电压监测比较，

和锁存器输出级驱动器逻辑。

高频振荡器，允许使用小的电感器和

输出电容器，最大限度地减少PCB面积和系统成本。该

可编程软启动降低浪涌电流在启动时。短

电路保护定时器显著降低PFET占空比来

大约在短路情况下它的正常周期的1/30 。

该CS51033是采用8引脚SO封装。

特点

1.0图腾柱输出驱动器

高速振荡器（ 700 kHz的最大值）

没有稳定的补偿要求

无损短路保护

2.0 ％精密基准

可编程软启动

宽工作温度范围：

工业级： -40 ° C至85°C

商业级： 0 ° C至70℃

http://onsemi.com

记号

图

8

SO–8

后缀

CASE 751

1

A

WL ，L

YY, Y

WW, W

=大会地点

=晶圆地段

=年

=工作周

51033

ALYW

8

1

引脚连接

V

门

保护地

C

OSC

GND

1

V

C

CS

V

CC

V

FB

订购信息*

设备

CS51033YD8

CS51033YDR8

CS51033GD8

CS51033GDR8

包

SO–8

SO–8

SO–8

SO–8

航运

95单位/铁

2500磁带&卷轴

95单位/铁

2500磁带&卷轴

*附加订购信息页上找到

9本数据手册。

半导体元件工业有限责任公司， 2002年

1

2002年10月 - 修订版8

出版订单号：

CS51033/D

CS51033

3.3V

IN

C

IN

100

F

R

C

10

D

4

1N5818

D

2

1N4148

D

3

1N4148

C

1

0.1

F

V

C

V

门

R

G

10

IRF7404

U1

CS51033

V

CC

V

FB

0.1

F

4.7

H

1.5V

OUT

@ 3.0安培

100

C

OSC

C

2

1.0

F

C

3

100

F

C

OSC

150 pF的

GND地线CS

0.1

F

CS

0.1

F

D

1

C

0

100

F

C

4

0.1

F

100

F

1N5821

GND

R

A

1.5 k

注意：

用电容器C

2

, C

3

和C

4

，低

用于降噪ESR的钽帽。

R

B

300

GND

图1.典型应用图

最大额定值*

等级

电源电压，V

CC

驱动器电源电压，V

C

驱动器输出电压，V

门

C

OSC

， CS ，V

FB

（逻辑引脚）

峰值输出电流

稳态输出电流

工作结温，T

J

存储温度范围，T

S

ESD（人体模型）

封装热阻：

焊接温度焊接：

1. 60秒。上面最大183℃ 。

*最大包装功耗必须遵守。

结到外壳，R

θJC

结到环境，R

θJA

回流焊（仅限SMD样式） （注1 ）

价值

5.0

20

20

5.0

1.0

200

150

-65到150

2.0

45

165

230峰

单位

V

V

V

V

A

mA

°C

°C

kV

° C / W

° C / W

°C

http://onsemi.com

2

CS51033

电气特性

（规格适用于3.135

≤

V

CC

≤

3.465, 3.0 V

≤

V

C

≤

16 V;

工业级： -40°C <牛逼

A

< 85°C ; -40°C <牛逼

J

< 125°C ：商业级：0°C <牛逼

A

< 70 ℃; 0 ℃的<牛逼

J

< 125 ℃，除非另有说明）。

特征

振荡器

频率

充电电流

放电电流

最大占空比

短路计时器

充电电流

快速放电电流

慢速放电电流

启动故障禁止时间

有效的故障时间

GATE禁止时间

占空比

CS比较

故障使CS电压

马克斯。 CS电压

故障检测电压

禁止故障电压

保持关闭释放电压

调节阈值电压钳位

V

FB

比较

调节阈值电压

故障阈值电压

门槛线路调整

输入偏置电流

电压跟踪

输入电压滞后

功率级

GATE直流低饱和电压

GATE DC高饱和电压

上升时间

下降时间

漏电流

I

CC

I

C

3.135 V < V

CC

< 3.465 V，门开关

3.0 V < V

C

< 16 V ，门无开关

–

–

3.5

2.7

6.0

4.0

mA

mA

V

FB

= 1.5 V

V

CS

当GATE变高

最小V

CS

V

FB

= 0 V

V

CS

= 1.5 V

V

COSC

= V

CS

= 2.0 V

T

J

= 25 ° C（注2 ）

T

J

= -40 125 ℃的

T

J

= 25 ° C（注2 ）

T

J

= -40 125 ℃的

3.135 V

≤

V

CC

≤

3.465

V

FB

= 0 V

（调节阈值 - 故障阈值电压）

–

V

C

= 10 V; V

FB

= 1.2 V

V

COSC

= 1.0 V ; 200毫安水槽

V

COSC

= 2.7 V ; 200毫安来源; V

C

= V

门

C

门

= 1.0 nF的; 1.5 V < V

门

< 9.0 V

C

门

= 1.0 nF的; 9.0 V > V

门

> 1.5 V

–

–

–

–

1.2

1.5

25

25

1.5

2.1

60

60

V

V

ns

ns

1.225

1.210

1.12

1.10

–

–

70

–

1.250

1.250

1.15

1.15

6.0

1.0

100

4.0

1.275

1.290

1.17

1.19

15

4.0

120

20

V

V

V

V

mV

A

mV

mV

V

FB

= 1.0 V

–

–

–

–

–

0.4

0.725

2.5

2.6

2.4

1.5

0.7

0.866

–

–

–

–

1.0

1.035

V

V

V

V

V

V

2.6 V > V

CS

> 2.4 V

2.4 V > V

CS

> 1.5 V

–

V

FB

= 1.2 V

C

OSC

= 470 pF的

1.4 V < V

COSC

＆ LT ; 2.0 V

2.7 V > V

COSC

> 2.0 V

1 – (t

关闭

/t

ON

)

V

FB

= 1.0 V ; CS = 0.1

μF的;

V

COSC

= 2.0 V

1.0 V < V

CS

＆ LT ; 2.0 V

2.55 V > V

CS

> 2.4 V

2.4 V > V

CS

> 1.5 V

–

175

40

4.0

0.70

0.2

9.0

2.5

264

66

6.0

0.85

0.3

15

3.1

325

80

10

1.40

0.45

23

4.6

A

A

A

ms

ms

ms

%

160

–

–

80.0

200

110

660

83.3

240

–

–

–

千赫

A

A

%

测试条件

民

典型值

最大

单位

2.通过设计保证，而不是100 ％生产测试。

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3

CS51033

封装引脚说明

引脚数

1

2

3

4

5

6

7

8

引脚符号

V

门

保护地

C

OSC

GND

V

FB

V

CC

CS

V

C

驱动引脚与外部PFET的栅极。

输出功率级的接地连接。

振荡器频率编程电容。

逻辑地。

反馈电压输入。

逻辑电源电压。

软启动和故障定时电容。

驱动器电源电压。

功能

V

CC

RG

I

C

C

OSC

7I

C

振荡器

比较

G1

V

门

触发器

R

F2

G2

2.5 V

S

Q

A6

+

–

V

FB

比较

1.25 V

–

+

–

+

–

+

Q

V

C

+

A1

–

V

门

保护地

V

FB

1.5 V

0.7 V

–

+

CS充电

SENSE

比较

–

A4

–

+

+

2.3 V

GND

V

CC

V

CC

故障

COMP

拖延

COMP

1.15 V

–

+

G4

G3

I

T

CS

CS

比较

+

A2

–

–

+

–

+

I

T

55

I

T

5

R

F1

G5

S

Q

Q

1.5 V

2.5 V

–

A3

+

放电缓慢

比较

放电缓慢

触发器

2.4 V

图2.框图

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4

+

–

–

+

–

+

CS51033

电路描述

工作原理

控制方案

该CS51033监视输出电压，以确定

当打开PFET 。如果V

FB

低于内部

1.25 V振荡器的充电过程中参考电压

周期中， PFET导通并保持接通的持续时间

的充电时间。在PFET被关闭并保持关闭状态

在与所述振荡器的排出周期的时间

最大占空比为80％。它需要7.0毫伏典型，并

在V 20 mV的最大纹波

FB

引脚工作。这

控制的方法不需要任何环路的稳定性

补偿。

启动

在启动过程中销，允许控制环和所述输出

电压缓慢增加。一旦CS引脚上述收费

0.7 V，低反馈抑比较器跳变点

于V

FB

比较的过程中设置的门触发器

C

OSC

的充电周期。一旦门触发器被置位，

V

门

变为低电平，导通该PFET 。当V

CS

超过

2.4 V时， CS充电检测比较器（ A4）设置V

FB

比较基准为1.25 V完成启动周期。

无损短路保护

该CS51033具有外部可编程软启动

功能，允许输出电压慢慢上来了，

抑制了对输出电压的过冲。

在启动时，所有引脚上的电压为零。由于V

CC

上升，则

V

C

电压随着内部电阻R

G

保持

PFET关闭。由于V

CC

和V

C

继续上升，振荡器

电容（C

OSC

）和软启动/故障定时电容

通过内部电流源（ CS）的费用。

OSC

被收费

由电流源I

C

和CS得到由我收取

T

来源

组合描述：

I

I

ICS

+

IT

*

T

)

T

55

5

内部触发释抑比较器确保了外部

PFET处于关闭状态，直到V

CS

> 0.7 V时，防止了门的触发器

（F2）被设定。这使得振荡器达到其

启用驱动器输出前的工作频率。软

开始是由夹紧V获得

FB

比较器（ A6 ）

参考输入到大约的电压的1/2处的CS

该CS51033具有“无损”，因为短路保护

也无需电流检测电阻。当电压

在CS引脚（故障定时电容电压）达到

2.5伏，则故障定时电路被使能。在正常

操作CS电压是2.6 V.在短路期间或

瞬变状态时，输出电压降低移动和

电压V

FB

下降。如果V

FB

降到低于1.15伏，输出

的故障比较器变为高电平， CS51033进入

快速放电模式。故障定时电容， CS ，

放电到2.4伏。如果在V

FB

电压仍低于1.15 V

当CS引脚达到2.4V时，一个有效的故障条件

被检测到。慢放，比较器输出变

高，使门G5这台放电缓慢翻转

翻牌。在V

门

触发器复位并输出开关是

关闭。故障定时电容缓慢放电

1.5 V的CS51033然后进入正常的启动程序。

如果故障依旧存在，当故障定时电容

电压达到2.5V，快和慢放电的周期

重复如图3 。

如果在V

FB

电压高于1.15 V时， CS达到2.4 V

未检测到故障状态，正常操作履历

和CS充电回至2.6 V.这降低的可能性

错误地检测到负载瞬变为故障状态。

2.6 V

V

CS

2.4 V

S1

1.5 V

0V

T

开始

开始

正常工作

S2

S1

S2

S3

S3

S1

S2

S3

S3

2.5 V

0V

td1

t

故障

t

重新开始

故障

td2

t

故障

V

门

1.25 V

1.15 V

V

FB

图3.电压的启动电容（V

GS

） ，门（V

门

） ，并在

反馈回路（V

FB

） ，在启动过程中，正常和故障情况。

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