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ML4825IQ

器件型号:ML4825IQ
器件类别:电源_电源管理   
厂商名称:Micro Linear (Qorvo)
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ML4825IQ器件文档内容

                                                                                                                          May 1997

                                                           ML4825*
                High Frequency Power Supply Controller

GENERAL DESCRIPTION                                            FEATURES

The ML4825 High Frequency PWM Controller is an IC              s Practical operation at switching frequencies to 1.0MHz
controller optimized for use in Switch Mode Power              s High current (2A peak) dual totem pole outputs
Supply designs running at frequencies to 1MHz.                 s Wide bandwidth error amplifier
Propagation delays are minimal through the comparators         s Fully latched logic with double pulse suppression
and logic for reliable high frequency operation while slew     s Pulse-by-pulse current limiting
rate and bandwidth are maximized on the error amplifier.       s Soft start and maximum duty cycle control
This controller is designed to work in either voltage or       s Under voltage lockout with hysteresis
current mode and provides for input voltage feed forward.      s Precision trimmed 5.1V bandgap reference
                                                               s Pin compatible improved replacement for UC1825
A 1V threshold current limit comparator provides cycle-        s Fast shut down path from current limit to outputs
by-cycle current limit while exceeding a 1.4V threshold        s Outputs preset to known condition after under voltage
initiates a soft-start cycle. The soft start pin doubles as a
maximum duty cycle clamp. An under-voltage lockout                lockout
circuit with 800mV of hysteresis assures low startup           s Soft start latch ensures full soft start cycle
current and drives the outputs low.                            s Outputs pull low for undervotage lockout

This controller is similar in architecture and performance
to the UC1825 controller, however the ML4825 includes
many features not found on the 1825. These features are
set in Italics.

BLOCK DIAGRAM (Pin configuration shown for 16-pin version) *Some Packages Are Obsolete or End Of Life

5 RT            OSC                                                                                   CLOCK OUT
    CT
                                                                                                                             4
6
                1.25V    + COMP                                R
    RAMP        +        �                                     SQ

7                 ERROR                                                      POWER GND                       PWR VC 13
            + AMP                                                            POWER VC                          OUT A
   E/A OUT
            �                 V+     CQ                                                                                      11
3
                                        TF.F.                                                                  OUT B 14
2 NI                                                                                                      PWR GND
1 INV                    9�A         P          Q
                                                                                                                             12
   SS
                                                                                                         4V
8
                                                                                                           1.5V VREF 16
                                  �                                                                +
                                                                                                                  VCC 15
                                            1V+                                                    �  SIGNAL GND

1V �                              RQ                                                      ENABLE                             10
                                  S                                                         VREF
   ILIM/SD  +
                                                                                         VREF GEN
9

             +                                                                      9V+  INTERNAL
1.4V �                                                                                �     BIAS
                                                                 UNDER
                                                               VOLTAGE
                                                               LOCKOUT

                                                                                                                                 1
ML4825

PIN CONFIGURATION

              ML4825                                                      ML4825
            16-Pin PDIP                                                 20-Pin PLCC
            16-Pin SOIC
                                                                        NI
            INV 1     16 5.1V REF                                             INV
                                                                                    NC
                                                                                           5.1V REF
                                                                                                 VCC

            NI 2      15        VCC                                     3 2 1 20 19

           E/A OUT 3  14 OUT B                     E/A OUT           4                                18  OUT B
                                                     CLOCK                                                VC
                                                          NC         5                                17  NC
                                                           RT                                             PWR GND
            CLOCK 4   13        VC                         CT                                             OUT A

                                                                     6                                16

            RT 5      12 PWR GND                                     7                                15

            CT 6      11 OUT A                                       8                                14

                                                                        9 10 11 12 13

            RAMP 7    10 GND

            SS 8      9         ILIM/SD                                 RAMP
                                                                              SS
                                                                                    NC

                                                                                           ILIM/SD
                                                                                                 GND

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PIN DESCRIPTION (Pin number in parentheses is for PLCC version)

PIN NAME    FUNCTION                               PIN NAME             FUNCTION

1 (2) INV   Inverting input to error amp.          9 (12) ILIM/SD       Current limit sense pin. Normally
                                                                        connected to current sense resistor.
2 (3) NI    Non-inverting input to error amp.
                                                                        Analog signal ground
3 (4) E/A OUT Output of error amplifier and input  10 (13) GND
                           to main comparator      11 (14) OUT A        High current totem pole output. This
                                                                        output is the first one energized after
4 (5) CLOCK Oscillator output                                           power on reset

5 (7) RT    Timing resistor for oscillator--       12 (15) PWR GND Return for the high current totem
6 (8) CT    sets charging current for oscillator                              pole outputs
7 (9) RAMP  timing capacitor (pin 6)
                                                   13 (17) VC           Positive supply for the high current
8 (10) SS   Timing capacitor for oscillator                             totem pole output

            Non-inverting input to main            14 (18) OUT B High current totem pole output
            comparator. Connected to CT for
            voltage mode operation or to current   15 (19) VCC          Positive supply for the IC
            sense resistor for current mode        16 (20) 5.1V REF
                                                                        Buffered output for the 5.1V voltage
            Normally connected to soft start                            reference
            capacitor

2
                                                                                                               ML4825

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Absolute maximum ratings are those values beyond which                              Junction Temperature
the device could be permanently damaged. Absolute                                     ML4825IX, ML4825CX ....................................... 150�C
maximum ratings are stress ratings only and functional
device operation is not implied.                                                    Storage Temperature Range ..................... �65�C to 150�C
                                                                                    Lead Temperature (soldering 10 sec.) ..................... 260�C
Supply Voltage (VC, VCC) ........................................... 30V            Thermal Resistance (JA)
Output Current, Source or Sink (OUT A, OUT B)
                                                                                       Plastic DIP or SOIC ......................................... 65�C/W
   DC ....................................................................... 0.5A    Plastic Chip Carrier (PCC) ................................ 60�C/W
  Pulse (0.5�s) ......................................................... 2.0A
Analog Inputs                                                                       OPERATING CONDITIONS
  (INV, NI, RAMP) ................................ GND �0.3V to 7V
  (SS, ILIM) ........................................... GND �0.3V to 6V            Temperature Range
CLOCK Output Current ........................................... �5mA                 ML4825CX ................................................ 0�C to 70�C
E/A OUT Output Current .......................................... 5mA                 ML4825IX .............................................. �40�C to 85�C
Soft Start Sink Current ............................................ 20mA
RT Charging Current ................................................ �5mA

ELECTRICAL CHARACTERISTICS

Unless otherwise specified, RT = 3.65k, CT = 1000pF, TA = Operating Temperature Range, VCC = 15V (Note 1).

             PARAMETER            CONDITIONS                                                  MIN   TYP   MAX   UNITS

OSCILLATOR

Initial Accuracy        TJ = 25�C                                                             360   400   440   kHz
Voltage Stability       10V < VCC < 30V, TA = 25�C
Temperature Stability                                                                         �2    0.2   2     %

                                                                                                          5     %

Total Variation         Line, temperature                                                     340         460   kHz

Clock Out High                                                                                3.9   4.5         V

Clock Out Low                                                                                       2.3   2.9   V

Ramp Peak                                                                                     2.6   2.8   3.0   V

Ramp Valley                                                                                   0.7   1.0   1.25  V

Ramp Valley to Peak                                                                           1.6   1.8   2.0   V

REFERENCE

Output Voltage          TJ = 25�C, IO = 1mA                                         C suffix  5.00  5.10  5.20  V

                                                                                    I suffix  5.00  5.10  5.20  V

Line Regulation         10V < VCC < 30V                                                       �20   2     20    mV
Load Regulation
Temperature Stability   1mA < IO < 10mA                                                       �20   5     20    mV
Total Variation
                        �55�C < TJ < 150�C                                                          0.2   0.4   %

                        Line, load, temperature C suffix                                      4.95        5.25  V

                                                                                    I suffix  4.95        5.25  V

Output Noise Voltage    10Hz to 10kHz                                                               50          �V

Long Term Stability    TJ = 125�C, 1000 hours                                                      5     25    mV
Short Circuit Current  VREF = 0V
ERROR AMPLIFIER                                                                               �15   �50   �100  mA

Input Offset Voltage    C suffix                                                              �15         15    mV

                        I suffix                                                              �15         15    mV

Input Bias Current                                                                                  0.6   3     �A

Input Offset Current                                                                                0.1   1     �A

Open Loop Gain          1 < VO < 4V                                                           60    96          dB

                                                                                                                       3
ML4825

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Continued)

            PARAMETER                   CONDITIONS                                                        MIN   TYP   MAX   UNITS

ERROR AMPLIFIER (Continued)  1.5V < VCM < 5.5V      C suffix                                               75    95         dB
CMRR                                               I suffix                                               75    95
                             10V < VCC < 30V        C suffix                                               80   110         dB
PSRR                                               I suffix                                               80   110
                             VEA OUT A = 1.0V                                                               1   2.5         dB
Output Sink Current         VEA OUT A = 4.0V                                                             �0.5  �1.3
Output Source Current       IEA OUT A = �0.5mA                                                           4.0   4.7         dB
Output High Voltage         IEA OUT A = 1mA                                                                0   0.5
Output Low Voltage                                                                                         3   5.5         mA
Unity Gain Bandwidth                                                                                       6    12
                                                                                                                            mA
                                                                                                           85    �1
                                                                                                           80         5.0   V
                                                                                                          1.1   1.25
                                                                                                                 50   1.0   V
                                                                                                           �3
                                                                                                            1    �9         MHz

Slew Rate                                                                                                 �10     1         V/�s
                                                                                                          �10   1.4
PWM COMPARATOR               VRAMP = 0V, TA > 0�C   C suffix                                              0.9   1.4   �5    �A
Ramp Bias Current           VRAMP = 0V             I suffix                                              1.25   40
                                                    C suffix                                              1.25        �5    �A
Duty Cycle Range                                   I suffix                                                    0.25
                                                                                                          13.0  1.2   100   %
E/A OUT Zero DC Threshold                                                                                12.0  13.5
Delay to Output                                                                                                13.0  100   %
                                                                                                          8.8   100
                                                                                                          0.3    30   1.7   V

                                                                                                          0.1   9.2   80    nS
                                                                                                          0.1   0.8
SOFT START                                                                                                 10
                                                                                                                1.1
Charge Current               SS = 0.5V                                                                                �20   �A
                                                                                                                 26
Discharge Current            SS = 1V                                                                                        mA

CURRENT LIMIT/SHUTDOWN       0V < VI(LIM) < 0.5V    C suffix                                                          10    �A
ILIM Bias Current                                  I suffix
                             TA > 0�C                                                                                 10    �A
Current Limit Threshold     TA < 0�C
Shutdown Threshold                                                                                                   1.1   V

Delay to Output                                                                                                      1.55  V

                                                                                                                      1.60  V

                                                                                                                      70    ns

OUTPUT                       IOUT = 20mA                                                                              0.4   V
Output Low Level            IOUT = 200mA
                             IOUT = �20mA                                                                             2.2   V
Output High Level           IOUT = �200mA
                             VC = 30V                                                                                       V
Collector Leakage           CL = 1000pF
Rise/Fall Time                                                                                                             V
UNDERVOLTAGE LOCKOUT
Start Threshold                                                                                                      500   �A
UVLO Hysteresis
                                                                                                                      60    ns

                                                                                                                      9.6   V

                                                                                                                      1.2   V

SUPPLY                       VCC = 8V               C suffix                                                          2.5   mA
Start Up Current                                   I suffix

                                                                                                                      3.5   mA

ICC                          VINV, VRAMP, VI(LIM)/SD = 0V,                                                            33    mA

                             VNI = 1V, TA = 25�C

Note 1: Limits are guaranteed by 100% testing, sampling, or correlation with worst-case test conditions.

4
                                                                                                                             ML4825

FUNCTIONAL DESCRIPTION                                              100k
                                                                             100nF

OSCILLATOR                                                                          47nF

The ML4825 oscillator charges the external capacitor (CT)                                 22nF
with a current (ISET) equal to 3/RSET. When the capacitor
voltage reaches the upper threshold (Ramp Peak), the       RT ()                                       0nF
comparator changes state and the capacitor discharges to            10k
the lower threshold (Ramp Valley) through Q1. While the
capacitor is discharging, Q2 provides a high pulse.                                                            4.7nF

                                                                                                                      2.2nF

The oscillator period can be described by the following                                                                      1nF
relationship:                                                                                                                    470pF

tOSC = tRAMP + tDEADTIME                                            1k              1k           10k      100k               1M
                                                                      100

where:                                                                                    FREQUENCY (Hz)

      tRAMP   =  C  (Ramp  Valley  to  Peak)               Figure 2. Oscillator Timing Resistance vs Frequency
                            ISET

and:                   C   (Ramp  Valley  to  Peak)
                                   IQ1
      tDEADTIME     =                                               160
                                                                                          1.0nF

                                                                    140

        ISET

                 5                          5.1V           TD (ns)
                                   ISET
        RT                                                          120

                       3V

                 6  IQ1                +                            100

        CT                             �

                           Q1                        4                              470pF

                                                                    80                           100k                 1M
                                                                      10k

                                                                                          FREQUENCY (Hz)

                                                           Figure 3. Oscillator Deadtime vs Frequency

                CLOCK                                               4.70

                                          tD                        2.20
           RAMP PEAK
                                                                    1.00
                               CT
        RAMP VALLEY

           Figure 1. Oscillator Block Diagram

                                                           TD (�s)  0.47

                                                                    0.22

                                                                    0.10

                                                           0.047                                                             47 100
                                                                0.47 1.0 2.2 4.7 10.0 22

                                                                                                 CT (nF)

                                                           Figure 4. Oscillator Deadtime vs CT (3k  RT  100k)

                                                                                                                                        5
ML4825                                                                           SOFT START AND CURRENT LIMIT

ERROR AMPLIFIER                                                                  The ML4825 employs two current limits. When the
The ML4825 error amplifier is a 5.5MHz bandwidth 12V/�s                          voltage at ILIM/SD exceeds 1V, the outputs are
slew rate op-amp with provision for limiting the positive                        immediately shut off and the cycle is terminated for the
output voltage swing (Output Inhibit line) for ease in                           remainder of the oscillator period by resetting the RS flip
implementing the soft start function.                                            flop.

OUTPUT DRIVER STAGE                                                              If the output current is rising quickly such that the voltage
                                                                                 on ILIM/SD reaches 1.4V before the outputs have turned
The ML4825 Output Driver is a 2A peak output high                                off, a soft start cycle is initiated. The soft start capacitor is
speed totem pole circuit designed to quickly switch the                          discharged and outputs are held "off" until the voltage at
gates of capacitive loads, such as power MOSFET                                  SS reaches 1V, ensuring a complete soft start cycle. The
transistors.                                                                     duty cycle on start up is limited by limiting the output
                                                                                 voltage of the error amplifier voltage to the voltage at SS.

        5                                                                                  100

                                                                                           80

        4                                                                        AV (dB)   60
             VIN                                                                                                            AV

        3                                                                                  40
                           VOUT
   (V)
        2
                                                                                           20

                                                                                           0                                               0

                                                                                                                       0                   0

                                                                                           �20                                             �90

        1                                                                                                                                                           �180
                                                                                           100 1k 10k 100k 1M 10M 100M
           0  0.2                0.4  0.6   0.8                             1.0
                                                                                                                   FREQUENCY (Hz)
                                 TIME (�s)

           Figure 5. Unity Gain Slew Rate                                        Figure 6. Open Loop Frequency Response

              VCC                                                                          3
                                               POWER VC
                                                                        13       VSAT (V)  2
                                                                                                    SOURCE
                                          Q2
                                                     OUT A                                 1
                                                                        11                                       SINK
                                                     OUT B
                                                                        14

                                          Q1
                                                    POWER
                                                       GND 12

                                                                                           0

                                                                                                0           0.5                  1.0  1.5

                                                                                                                       IOUT (A)

              Figure 7. Simplified Schematic                                                       Figure 8. Saturation Curves

6
                                                               0.2                                      ML4825
                                                               IL (A)
                                                                                                                      2
                                                               0                                                      IL (A)

                                                                                                                      0

VOUT (V)               15                                      �0.2    VOUT (V)  15                               �2

                       10                                                        10

                       5                                                         5

                       0                                                         0

                           0  40  80  120    160               200                   0  100  200  300   400  500

                                  TIME (ns)                                                  TIME (ns)

                       Figure 9. Rise/Fall Time (CL = 1000pF)          Figure 10. Rise/Fall Time (CL = 10,000pF)

ICC -- SUPPLY CURRENT     40
                          35
                          30
                          25
                          20
                          15
                          10

                            5
                            0
                            �60 �40 �20 0 20 40 60 80 100 120 140

                                                    TEMPERATURE (�C)

                     Figure 11. Supply Current vs. Temperature

                                                                                                                      7
PHYSICAL DIMENSIONS inches (millimeters)                                                                                  ML4825

                                                       Package: P16                                              0.008 - 0.012
                                                        16-Pin PDIP                                              (0.20 - 0.31)

                                               0.740 - 0.760
                                              (18.79 - 19.31)

                            16

                            PIN 1 ID                             0.240 - 0.260 0.295 - 0.325
                                                                 (6.09 - 6.61) (7.49 - 8.26)

0.02 MIN                    1                     0.100 BSC
(0.50 MIN)                                        (2.54 BSC)
(4 PLACES)                        0.055 - 0.065
                                   (1.40 - 1.65)

0.170 MAX                                                                             0.015 MIN
(4.32 MAX)                                                                            (0.38 MIN)

                            0.016 - 0.022         SEATING PLANE                                   0� - 15�
                            (0.40 - 0.56)
               0.125 MIN
               (3.18 MIN)

                                                   Package: S16W
                                                  16-Pin Wide SOIC

                              0.400 - 0.414
                             (10.16 - 10.52)
               16

                                                  0.291 - 0.301 0.398 - 0.412
                                                  (7.39 - 7.65) (10.11 - 10.47)

                            PIN 1 ID

                         1  0.050 BSC             0.095 - 0.107
0.024 - 0.034               (1.27 BSC)            (2.41 - 2.72)
(0.61 - 0.86)
(4 PLACES)

                                                                                      0� - 8�

0.090 - 0.094               0.012 - 0.020     SEATING PLANE 0.005 - 0.013                         0.022 - 0.042  0.009 - 0.013
(2.28 - 2.39)               (0.30 - 0.51)                              (0.13 - 0.33)              (0.56 - 1.07)  (0.22 - 0.33)

                                                                                                                                11
ML4825

PHYSICAL DIMENSIONS inches (millimeters) (Continued)

                                                               Package: Q20
                                                               20-Pin PLCC

                                      0.385 - 0.395                                                         0.042 - 0.056
                                      (8.89 - 10.03)                                                        (1.07 - 1.42)
                                      0.350 - 0.356
                                      (8.89 - 9.04)                                                                       0.025 - 0.045
                                                                                                                           (0.63 - 1.14)
                                             1                                                                              (RADIUS)

                     0.042 - 0.048 6  PIN 1 ID        16  0.350 - 0.356     0.385 - 0.395                                                   0.200 BSC 0.290 - 0.330
                     (1.07 - 1.22)                        (8.89 - 9.04)     (8.89 - 10.03)                                                  (5.08 BSC) (7.36 - 8.38)

                                               11                                                           0.009 - 0.011
                                                                                                            (0.23 - 0.28)
                                      0.050 BSC
                                      (1.27 BSC)                                                                            0.100 - 0.110
                                                                                                                             (2.54 - 2.79)
                                      0.026 - 0.032 0.165 - 0.180 0.146 - 0.156
                                      (0.66 - 0.81) (4.19 - 4.57) (3.71 - 3.96)

                     0.013 - 0.021
                     (0.33 - 0.53)

                                                SEATING PLANE

ORDERING INFORMATION                                           TEMPERATURE RANGE                                   PACKAGE

                                    PART NUMBER                       0�C to 70�C                           16-Pin PDIP (P16)
                                                                      0�C to 70�C                           16-Pin Wide SOIC (S16W)
                                     ML4825CP                         0�C to 70�C                           20-Pin PLCC (Q20) (End Of Life)
                                     ML4825CS
                                     ML4825CQ                        �40�C to 85�C                          16-Pin PDIP (P16) (End Of Life)
                                                                     �40�C to 85�C                          16-Pin Wide SOIC (S16W) (End Of Life)
                                     ML4825IP                        �40�C to 85�C                          20-Pin PLCC (Q20) (Obsolete)
                                     ML4825IS
                                     ML4825IQ

� Micro Linear 1997  is a registered trademark of Micro Linear Corporation

Products described in this document may be covered by one or more of the following patents, U.S.: 4,897,611; 4,964,026; 5,027,116; 5,281,862; 5,283,483; 5,418,502; 5,508,570; 5,510,727; 5,523,940;

5,546,017; 5,559,470; 5,565,761; 5,592,128; 5,594,376; Japan: 2598946; 2619299. Other patents are pending.

Micro Linear reserves the right to make changes to any product herein to improve reliability, function or design.                           2092 Concourse Drive
Micro Linear does not assume any liability arising out of the application or use of any product described herein,                               San Jose, CA 95131
neither does it convey any license under its patent right nor the rights of others. The circuits contained in this                               Tel: 408/433-5200
data sheet are offered as possible applications only. Micro Linear makes no warranties or representations as to                                  Fax: 408/432-0295
whether the illustrated circuits infringe any intellectual property rights of others, and will accept no responsibility
or liability for use of any application herein. The customer is urged to consult with appropriate legal counsel
before deciding on a particular application.

9                                                                                                                                                                     DS4825-01
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