ホットスワップ可能なスーパーキャパシタ・チャージャ ......1 CAP2 3 CAP4 CFP CFN 5 29 28 27 26 5 24 3 3 31 3 33 3 35 3 3 8 9 1 11 1 13 1 15 7 6 5 4 3 2 1 TJMAX

LTC3351

13351f

詳細： www.linear-tech.co.jp/LTC3351

標準的応用例

特長概要

ホットスワップ可能なスーパーキャパシタ・チャージャ、バックアップ・コントローラ、およびシステム・モニタ

LTC®3351は、1個～4個の直列スーパーキャパシタ・スタックを充電してモニタリングするバックアップ・パワー・コントローラです。LTC3351の同期整流式降圧コントローラは、NチャネルMOSFETを駆動して定電流 /定電圧の充電に対応しており、プログラム可能な入力電流制限回路を内蔵しています。更に、降圧コンバータは昇圧コンバータとして逆向きに動作し、スーパーキャパシタ・スタックからバックアップ電源レールに電力を供給します。バランサを内蔵しているのでバランス抵抗を外付けする必要がありません。また、各スーパーキャパシタには過電圧保護用のシャント・レギュレータが接続されています。

LTC3351は、システムの電圧、電流、スタック容量、ESRをモニタリングしており、これらのデータはI2C/SMBusポートを介して読み取ることができます。ホットスワップ・コントローラは、突入電流を制御するためと、入力から出力までの低損失経路として、NチャネルMOSFETを使用しています。理想ダイオード・コントローラは、スーパーキャパシタから出力までの低損失の電力経路にNチャネルMOSFETを使用しています。LTC3351は、熱特性が改善された、高さの低い44ピン4mm×7mm×0.75mm QFN表面実装パッケージで供給されます。全ての登録商標および商標の所有権は、それぞれの所有者に帰属します。特許出願中。

nn 回路ブレーカを備えた一体型ホットスワップ・コントローラ

nn 1個～4個の直列スーパーキャパシタを高効率の同期整流式降圧モードで定電流 /定電圧充電

nn バックアップ時の昇圧モードにより、スーパーキャパシタの蓄積エネルギーを大量に利用

nn システムの電圧 /電流、容量、ESRをモニタリングする 16ビットA/Dコンバータ

nn 35Vまでプログラム可能な低電圧しきい値と過電圧しきい値

nn VIN：4.5V～35V、VCAP(n)：コンデンサ当たり最大5V、充電電流 /バックアップ電流：>10A

nn プログラム可能な入力電流制限により、システム負荷をコンデンサの充電電流より優先

nn 全てNチャネルFETのチャージャ・コントローラおよびPowerPathコントローラ

nn 小型44ピン4mm×7mm QFNパッケージ

アプリケーションnn NVM対応の交換可能なPCIeカードnn 大電流12VライドスルーUPSnn サーバー /マス・ストレージ /高可用性システム

VIN

UV OUTFB

OUTFET

TGATE

SW

BGATE

ICAPVCAPCAP4

CAP3

CAP2

CAP1

CAPRTN

CAPFB

HS_GATE ISNSP_HS/ ISNSM

ICHG (STEP-DOWN) IBACKUP

VCAP < VOUT(STEP-UP)

VCAP > VOUT(DIRECTCONNECT)

VOUT

LTC3351

10FVCAP

10F

10F

10F

3351 TA01a

I2C

OV

ISNSP_CHG

5ms/DIV

3351 TA01

IIN0.2A/DIV

VOUT2V/DIV

VIN2V/DIV

12Vからのホットスワップの例

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LTC3351

23351f


目次

特長.................................................................................................................................................... 1アプリケーション ................................................................................................................................... 1標準的応用例 ....................................................................................................................................... 1概要.................................................................................................................................................... 1絶対最大定格........................................................................................................................................ 3発注情報.............................................................................................................................................. 3ピン配置 .............................................................................................................................................. 3電気的特性........................................................................................................................................... 4標準的性能特性..................................................................................................................................... 8ピン機能 ............................................................................................................................................. 10ブロック図 ........................................................................................................................................... 13タイミング図 ........................................................................................................................................ 14動作................................................................................................................................................... 15アプリケーション情報 ............................................................................................................................ 26レジスタ・マップ .................................................................................................................................... 43パッケージ .......................................................................................................................................... 55標準的応用例 ....................................................................................................................................... 56関連製品............................................................................................................................................. 56

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LTC3351

33351f


ピン配置絶対最大定格

VIN、VOUT、ISNSP_HS、ISNSP_CHG、ISNSM、 UV、OV、RETRYB、OUTFB ...................................–0.3V～40V

VCAP ........................................................................–0.3V～22VCAP4-CAP3、CAP3-CAP2、CAP2-CAP1、

CAP1-CAPRTN ...................................................–0.3V～5.5VDRVCC、CAPFB、SMBALERT、CAPGD、

VINGD、GPI、SDA、SCL ..................... –0.3V～INTVCC＋0.3VBST .......................................................................–0.3V～45.5VCAP_SLCT0、CAP_SLCT1 ......................–0.3V～VCC2P5＋0.3VBST～SW................................................................–0.3V～5.5VISNSP_HS～ISNSM、

ISNSP_CHG～ISNSM、ICAP～VCAP .................–0.3V～0.3VIINTVCC .............................................................................. 100mAICAP(1,2,3,4)、ICAPRTN ......................................................... 600mAICAPGD、IVINGD、ISMBALERT .................................................. 10mA動作接合部温度範囲（Note 2、3） ...................... –40°C～125°C保存温度範囲..................................................... –65°C～150°C

（Note 1）

16 17

TOP VIEW

45PGND

UFF PACKAGE44-LEAD (4mm × 7mm) PLASTIC QFN

18 19 20 21 22

44 43 42 41 40 39 38CAP_SLCT0

CAP_SLCT1

VINGD

SCL

SDA

SMBALERT

CAPGD

VC

CAPFB

OUTFB

SGND

RT

GPI

ITST

CAPRTN

ISNS_HS

ISNSP_CHG

ISNSM

RETRYB

VOUT

INTVCC

DRVCC

BGATE

BST

TGATE

SW

VCC2P5

ICAP

VCAP

OUTFET

CTIM

ER

OV UV V IN

HS_G

ATE

SRC

CSS

CAP1

CAP2

CAP3

CAP4 CFP

CFN

VCAP

P5

29

28

27

26

25

24

23

30

31

32

33

34

35

36

37

8

9

10

11

12

13

14

15

7

6

5

4

3

2

1

TJMAX = 125°C, θJA = 36.4°C/W, θJC = 2.6°C/W EXPOSED PAD (PIN 45) IS PGND, MUST BE SOLDERED TO PCB

発注情報

無鉛仕上げテープ・アンド・リール製品マーキングパッケージ温度範囲LTC3351EUFF#PBF LTC3351EUFF#TRPBF 3351 44-Lead (4mm×7mm) Plastic QFN –40°C to 125°CLTC3351IUFF#PBF LTC3351IUFF#TRPBF 3351 44-Lead (4mm×7mm) Plastic QFN –40°C to 125°C更に広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。無鉛仕上げの製品マーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/をご覧ください。テープ・アンド・リールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/をご覧ください。一部のパッケージは、接尾辞#TRMPBFが付いた指定販売チャネルから500リール単位でご購入いただけます。

http://www.linear-tech.co.jp/product/LTC3351#orderinfo

http://www.linear-tech.co.jp/LTC3351http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/http://www.linear-tech.co.jp/product/LTC3351#orderinfo

LTC3351

43351f


電気的特性

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

スイッチング・レギュレータVIN Input Supply Voltage l 4.5 35 V

IQ Input Quiescent Current, IVOUT (Note 4) 2.25 mA

VCAPFBHI Maximum Regulated VCAP Feedback Voltage Full Scale (1111b) l 1.188 1.2 1.212 V

VCAPFB_DEF Default VCAPFB_DAC Setting （1010b） l 0.997 1.0125 1.028 VVCAPFBLO Minimum Regulated VCAP Feedback Voltage Zero Scale (0000b) l 0.625 0.6375 0.650 V

ICAPFB CAPFB Input Leakage Current VCAPFB = 1.2V l –50 50 nA

VOUTFB Regulated VOUT Feedback Voltage l 1.182 1.2 1.218 V

VOUTFB(TH) OUTFET Turn-Off Threshold Falling Threshold 1.27 1.3 1.33 V

IOUTFB OUTFB Input Leakage Current VOUTFB = 1.2V l –50 50 nA

VOUTBST VOUT Voltage in Step-Up Mode VIN = 0V l 4.5 35 V

VUVLO INTVCC Undervoltage Lockout Rising Threshold Falling Threshold

l

l

3.85

4.3 4

4.45 V V

VDRVUVLO DRVCC Undervoltage Lockout Rising Threshold Falling Threshold

l

l

3.75

4.2 3.9

4.35 V V

VDUVLO VOUT – VCAP Differential Undervoltage Lockout Rising Threshold Falling Threshold

l

l

160 55

200 90

240 125

mV mV

VOVLO Switcher VIN Overvoltage Lockout Rising Threshold Falling Threshold

l

l

37.7 36.3

38.6 37.2

39.5 38.1

V V

VVCAPP5 Charge Pump Output Voltage Relative to VCAP, 0V < VCAP < 20V 5 V

入力電流検出アンプVSNSI Regulated Input Current Sense Voltage

(ISNSP_CHG – ISNSM)l 31.04 32 32.96 mV

充電電流検出アンプVSNSC Regulated Charge Current Sense Voltage

(ICAP – VCAP)VCAP = 10V, Charge Mode l 31.04 32 32.96 mV

VCMC Common Mode Range (ICAP, VCAP) 0 20 V

VPEAK Peak Inductor Current Sense Voltage Active in Both Step-Up/Step-Down Modes

l 51 58 65 mV

IICAP ICAP Pin Current Step-Down Mode, VSNSC = 32mV Step-Up Mode, VSNSC = 32mV

27 100

µA µA

エラーアンプgMV VCAP Voltage Loop Transconductance 1 mmho

gMC Charge Current Loop Transconductance 64 μmho

gMI Input Current Loop Transconductance 64 μmho

gMO VOUT Voltage Loop Transconductance 350 μmho

発振器fSW Switching Frequency RT = 107k l 493 500 507 kHz

Maximum Programmable Frequency RT = 53.6k 1 MHz

Minimum Programmable Frequency RT = 267k 200 kHz

DCMAX Maximum Duty Cycle Step-Down Mode, 53.6k

LTC3351

53351f


電気的特性


ゲート・ドライバRUP-TG TGATE Pull-Up On-Resistance 2 Ω

RDOWN-TG TGATE Pull-Down On-Resistance 0.6 Ω

RUP-BG BGATE Pull-Up On-Resistance 2 Ω

RDOWN-BG BGATE Pull-Down On-Resistance 0.6 Ω

tNO Non-Overlap Time 50 ns

tON(MIN) 85 ns

INTVCCリニア・レギュレータVINTVCC Internal VCC Voltage 5.2V < VIN < 35V 5 V

DVINTVCC Load Regulation IINTVCC = 50mA –1.5 –2.5 %

理想ダイオードVFTO Fast On Threshold Voltage 65 mV

VFR Forward Regulation Voltage 30 mV

VRTO Reverse Turn Off Threshold Voltage –30 mV

UV/OVコンパレータVUV/OVI(TH) UV/OV Input Threshold (Rising Edge) l 1.182 1.2 1.218 V

VUV/OVI(HYS) UV/OV Hysteresis 60 mV

IUV/OV UV/OV Input Leakage Current VUV/OV = 0.5V l –50 50 nA

VVINGD VINGD Output Low Voltage ISINK = 5mA 300 mV

IVINGD VINGD High-Z Leakage Current VINGD = 5V l 1 μA

UV Falling to VINGD Low Delay 1 µs

CAPGD

VCAPFB(TH) CAPGD Rising Threshold as % of Regulated VCAP Feedback Voltage

vcapfb_dac = Full Scale (1111b) l 90 92 94 %

VCAPFB(HYS) CAPGD Hysteresis at CAPFB as a % of Regulated VCAP Feedback Voltage

vcapfb_dac = Full Scale (1111b) 2.5 %

VCAPGD CAPGD Output Low Voltage ISINK = 5mA 200 mV

ICAPGD CAPGD High-Z Leakage Current VCAPGD = 5V l 1 μA

アナログ /デジタル・コンバータVRES Measurement Resolution 16 Bits

VGPI General Purpose Input Voltage Range Unbuffered Buffered

0 0

5 3.5

V V

IGPI General Purpose Input Pin Leakage Current Buffered Input 1 μA

RGPI GPI Pin Resistance Buffer Disabled 1.25 MΩ

l は規定動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTJ = 25°Cの値（Note 2）。注記がない限り、 VIN = VOUT = 12V、VDRVCC = VINTVCC。


LTC3351

63351f


電気的特性


測定システム誤差VERR Measurement Error (Note 5) VIN = 0V

VIN = 30V100 1.5

mV %

VOUT = 5V VOUT = 30V

100 1.5

mV %

VCAP = 0V VCAP = 10V

100 1.5

mV %

VGPI = 0V, Unbuffered VGPI = 5V, Unbuffered

2 1

mV %

VCAP1 = 0V VCAP1 = 2V

2 1

mV %


2 1

mV %


2 1

mV %


2 1

mV %

VSNSI = 0mV VSNSI = 32mV

200 2

µV %

VSNSC = 0mV VSNSC = 32mV

200 2

µV %

CAP1～CAP4 RSHNT Shunt Resistance 0.5 Ω

DVCAPMAX Maximum Shunt Operating Voltage 3.6 V

ピンの設定VITST ITST Voltage RTST = 20 Ω l 1.182 1.2 1.209 V

I2C/SMBus – SDA、SCL、SMBALERTIIL,SDA,SCL Input Leakage Low –1 1 μA

IIH,SDA,SCL Input Leakage High –1 1 μA

VIH Input High Threshold 1.5 V

VIL Input Low Threshold 0.8 V

fSCL SCL Clock Frequency 400 kHz

tLOW Low Period of SCL Clock 1.3 μs

tHIGH High Period of SCL Clock 0.6 μs

tBUF Bus Free Time Between Start and Stop Conditions 1.3 μs

tHD,STA Hold Time, After (Repeated) Start Condition 0.6 μs

tSU,STA Setup Time After a Repeated Start Condition 0.6 μs

tSU,STO Stop Condition Set-Up Time 0.6 μs

tHD,DATO Output Data Hold Time 0 900 ns

tHD,DATI Input Data Hold Time 0 ns

tSU,DAT Data Set-Up Time 100 ns

tSP Input Spike Suppression Pulse Width 50 ns

VSMBALERT SMBALERT Output Low Voltage ISINK = 5mA 200 mV

ISMBALERT SMBALERT High-Z Leakage Current VSMBALERT = 5V l 1 μA

l は規定動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTJ = 25°Cの値（Note 2）。注記がない限り、VIN = VOUT = 12V、 VDRVCC = VINTVCC。


LTC3351

73351f


Note 1：絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可能性がある。また、長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に悪影響を与えるおそれがある。 Note 2：LTC3351はTJがTAにほぼ等しいパルス負荷条件でテストされる。LTC3351Eは0°C～125°Cの接合部温度範囲で仕様に適合することが保証されている。–40°C～125°Cの動作接合部温度範囲での仕様は、設計、特性評価および統計学的なプロセス・コントロールとの相関で確認されている。LTC3351Iは–40°C～125°Cの動作接合部温度範囲で保証されている。これらの仕様を満たす最大周囲温度は、基板レイアウト、パッケージの定格熱インピーダンスおよび他の環境要因と関連した特定の動作条件によって決まることに注意。接合部温度（TJ（°C））は周囲温度（TA（°C））および電力損失（PD（W））から次式に従って計算される。 TJ = TA + (PD • θJA)

ここで、UFFパッケージの場合θJAは36.4°C/W。

電気的特性


ホットスワップ・コントローラVIN(UVLO_HS) Hot Swap Input Supply Undervoltage Lockout VIN rising, Hot Swap operation l 3.7 3.85 4 V

VILIM(TH) Current Limit Threshold (ISNS_HS-ISNSM) VOUT < VIN – 11V VOUT = VIN

l

l

7 46

10 48

13 50

mV mV

I(OV,UV,RETRYB) OV, UV, RETRYB Pin Input Current l –50 0 50 nA

VTH(RETRYB) RETRYB Threshold l 185 200 215 mV

VTIMER(TH) CTIMER Pin Threshold Rising Falling

l 1.188 1.2 0.3

1.212 mV mV

ITIMER(DN) CTIMER Pull Down Current l 1.4 2 2.6 μA

ITIMER(UP) CTIMER Pull Up Current l 320 400 480 μA

ITIMER(RATIO) CTIMER Pull-Down/Pull-Up Current l 0.5 0.6 %

IHS_GATE(UP) HS_GATE Pull Up Current l 16 24 30 μA

IHS_GATE(FST) HS_GATE Fast Pull-Down Resistance VHS_GATE = VOUT 25 Ω

l は規定動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTJ = 25°Cの値（Note 2）。注記がない限り、VIN = VOUT = 12V、 VDRVCC = VINTVCC。

Note 3：LTC3351は、瞬間的な過負荷状態時にデバイスを保護するための過熱保護機能を備えている。過熱保護機能が作動すると、スイッチャはシャットダウンする。過熱保護機能が動作しているとき、接合部温度は125°Cを超える。規定された最大動作接合部温度を超えた状態で動作が継続すると、デバイスの信頼性を損なう恐れがある。 Note 4：動作時の電源電流は、スイッチング周波数で供給されるゲート電荷によって増加する。「アプリケーション情報」のセクションを参照してください。Note 5：測定誤差とは、実際に測定された値と理想値の間の差の大きさのことである。VSNSIは、ISNS_CHGとISNSMの間の電圧であり、入力電流を表す。VSNSCは、ICAPとVCAPの間の電圧であり、充電電流を表す。VSNSIおよびVSNSCの誤差は、μVで表される。これらの電圧を検出抵抗RSNSIおよびRSNSCでそれぞれ割ることにより、等価電流に変換できる。


LTC3351

83351f


標準的性能特性

ホットスワップ電流制限のフォールドバック曲線ホットスワップの例、12V ホットスワップとフル充電サイクル

ホットスワップと充電の開始出力短絡状態でのホットスワップによる起動

短絡状態でのホットスワップの詳細

バックアップ動作、1A バックアップ動作、2A バックアップ動作、3.5A

VIN – VOUT (V)0 2 5 7 10 12

10

18

26

34

42

50

ISNS

_HS

– IS

NSM

(mV)

3351 G01

5ms/DIV

3351 G02

IIN0.2A/DIV

VOUT2V/DIV

VIN2V/DIV

500ms/DIV

3351 G03

IIN0.5A/DIV

VOUT2V/DIV

VCAP2V/DIV

VIN2V/DIV

10ms/DIV

3351 G04

IIN0.5A/DIV

VOUT2.0V/DIV

VCSS0.5V/DIV

VIN2.0V/DIV

10ms/DIV

3351 G05

IIN0.2A/DIV

VCSS0.5V/DIVVCTIMER0.5V/DIV

VIN2.0V/DIV

500ms/DIV

3351 G08

IIN0.5A/DIV

VOUT2.0V/DIV

VCAP2.0V/DIV

VIN2.0V/DIV

300ms/DIV

3351 G09

IIN0.5A/DIV

VOUT2V/DIV

VCAP2V/DIV

VIN2V/DIV

100µs/DIV

3351 G06

IIN0.2A/DIV

HS_GATE0.5V/DIV

VCTIMER0.5V/DIV

1.2s/DIV

3351 G07

IIN0.5A/DIV

VOUT2.0V/DIV

VCAP2.0V/DIV

VIN2.0V/DIV

注記がない限り、TA = 25°C。


LTC3351

93351f


標準的性能特性

IINおよび ICHARGE とVIN ICHARGEとVCAP ICHARGEとVCAP

IINおよび ICHARGEとIOUT 昇圧モードでの効率 VCAPとvcapfb_dac

VCAPと温度充電効率とVCAP 充電電流とシャント電圧

VCAP (V)0

I CHA

RGE

(A)

2.50

3.75

8

3351 G11

1.25

02 4 6

5.00

VIN = 12VVIN = 24VVIN = 35V

IIN(MAX) = 2AICHARGE = 4AIOUT = 0A

VCAP (V)0

I CHA

RGE

(A)

2.50

3.75

8

3351 G12

1.25

02 4 6

5.00


IIN(MAX) = 2AICHARGE = 4AIOUT = 1A

IOUT (A)

EFFI

CIEN

CY (%

)

0.001 0.01 0.1 1 10

3351 G14

VCAP = 2VVCAP = 3VVCAP = 4V

VOUT = 10V

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

vcapfb_dac (CODE)0 3 6 9 12 15

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

V CAP

(V)

3351 G15

vcapfb_dac = 0xF

TEMPERATURE (C)–40 –10 20 50 80 110 140

1.195

1.196

1.197

1.198

1.199

1.200

VCAP

FB (V

)

3351 G16

VIN (V)11

CURR

ENT

(A)

2.9

3.5

36

3351 G10

2.3

1.716 21 26 31

IIN

4.1

125°C25°C–40°C

IIN(MAX) = 2A, ICHARGE = 4AIOUT = 1A, VCAP = 6V

ICHARGE

IOUT (A)0

CURR

ENT

(A)

2.50

3.75

3.00

3351 G13

1.25

00.75 1.50 2.25

IIN

5.00


IIN(MAX) = 2A, ICHARGE = 4A

ICHARGE

IIN(MAX) = 2AIOUT = 0A

0 1.7 3.4 5.1 6.8 8.50

20

40

60

80

100

EFFI

CIEN

CY (%

)

3351 G17


VCAP (V) MAXIMUM CAPACITOR VOLTAGE – VSHUNT (mV)–100 –75 –50 –25 0 250

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

CHAR

GE C

URRE

NT (%

OF

MAX

IMUM

)

3351 G18

注記がない限り、TA = 25°C。


LTC3351

103351f


ピン機能

CAP_SLCT0、CAP_SLCT1（ピン1、2）：CAP_SLCT0とCAP_SLCT1は、使用するスーパーキャパシタの数を設定します。「アプリケーション情報」のセクションの表1を参照してください。

VINGD（ピン3）：パワーフェイル状態出力。VOUTの電力がVINから供給されていない場合、このオープンドレイン出力は“L”になります。

SCL（ピン4）：I2C/SMBusシリアル・ポートのクロック・ピン。

SDA（ピン5）：I2C/SMBusシリアル・ポートの双方向データ・ピン。

SMBALERT（ピン6）：割り込み出力。このオープンドレイン出力は、アラームしきい値を超えると“L”になり、デバイスがSMBus ARAに対してアクノリッジを応答するまで“L”のままになります。

CAPGD（ピン7）：コンデンサのパワーグッドこのオープンドレイン出力は、CAPFBの電圧がVCAPFB(TH)より低くなると“L”になります。

VC（ピン8）：制御電圧ピン。これは、充電電流、入力電流、スーパーキャパシタ・スタック電圧、および出力電圧制御ループ用の補償ノードです。VCとSGNDの間にはRC回路網が必要です。このピンと直列に内部補償抵抗があります。降圧モードでは1kΩであり、昇圧モードでは2kΩです。このピンの公称電圧範囲は1V～3Vです。

CAPFB（ピン9）：コンデンサ・スタックの帰還ピン。このピンは、定電圧レギュレーション用の帰還ループを閉じます。VCAPとSGNDの間にある外付け抵抗分割器のセンタータップをCAPFBに接続して、スーパーキャパシタ・スタックの最終的な電圧を設定します。同期整流式コントローラが定電圧モードで充電している場合、このピンの公称電圧はVCAP DACの出力と等しくなります。

OUTFB（ピン10）：昇圧モード帰還ピン。このピンは、昇圧モードで同期整流式コントローラを使用して入力電源障害が発生したときに、VOUTの電圧レギュレーションの帰還ループを閉じます。VOUTおよびSGND間の外付け抵抗分割器のセンタータップをOUTFBに接続して、入力電源を使用できない場合の最小バックアップ電源レール電圧を設定します。このピンの電圧は、バックアップ中に同期整流式コントローラが電流制限状態でない場合、公称で1.2Vになります。昇圧モードをディスエーブルするには、OUTFBをINTVCCに接続します。

SGND（ピン11）：信号グランド。全ての小信号用部品および補償部品はこのピンに接続し、このピン自体はPGNDに接続します。SGNDは、LTC3351の下にある上部金属面のPGNDに接続します。PGNDはビアのあるグランド・プレーンと露出パッド（ピン45）の下で接続します。これをSGNDとグランド・プレーンの間の唯一の接続箇所にします。

RT（ピン12）：タイミング抵抗。同期整流式コントローラのスイッチング周波数は、このピンとSGNDの間に抵抗RTを接続することによって設定します。この抵抗は常に必要です。抵抗が存在しない場合、同期整流式コントローラは起動しません。

GPI（ピン13）：汎用入力。このピンの電圧は、A/Dコンバータによって直接デジタル化されます。高インピーダンス入力の場合は、内部バッファを選択し、A/Dコンバータを駆動するために使用できます。GPIピンを負温度係数（NTC）サーミスタに接続し、スーパーキャパシタ・スタックの温度をモニタできます。低ドリフトのバイアス抵抗をINTVCCとGPIの間に接続し、サーミスタをGPIとグランドの間に接続する必要があります。使用しない場合は、GPIをSGNDに接続してください。デジタル化されたこのピンの電圧は、meas_gpiレジスタで読み出します。

ITST（ピン14）：容量テスト電流の設定ピン。この電流は、容量を測定するために、コンデンサ・スタックを正確な速度で部分的に放電します。このピンは、容量の測定時に1.2Vにサーボ制御されます。このピンとSGNDの間に抵抗RTSTを接続してテスト電流を設定します。このピンの抵抗は20Ω以上にする必要があります。このテスト中にVCAP4からこのピンに電流が流れるので、デバイス内部での電力損失を300mW以下に抑える必要があります。

CAPRTN（ピン15）：コンデンサ・スタックのシャント・リターン・ピン。このピンは、シャント抵抗を介して、スタック内の第1スーパーキャパシタの接地された下側プレートに接続します。

CAP1（ピン16）：第1スーパーキャパシタ・ピン。第1スーパーキャパシタの上側プレートおよび第2スーパーキャパシタの下側プレートを、シャント抵抗を介してこのピンに接続します。CAP1とCAPRTN は、第1スーパーキャパシタの両端の電圧を測定し、スーパーキャパシタ前後の電流をシャントしてバランスを調整し、過電圧を防ぐために使用されます。このピンとCAPRTNの間の電圧はデジタル化され、meas_vcap1レジスタで読み出されます。


LTC3351

113351f


ピン機能CAP2（ピン17）：第2スーパーキャパシタ・ピン。第2スーパーキャパシタの上側プレートおよび第3スーパーキャパシタの下側プレートを、シャント抵抗を介してこのピンに接続します。CAP2とCAP1は、第2スーパーキャパシタの両端の電圧を測定し、スーパーキャパシタ前後の電流をシャントしてバランスを調整し、過電圧を防ぐために使用されます。使用しない場合は、このピンをCAP1に短絡します。このピンとCAP1の間の電圧はデジタル化され、meas_vcap2レジスタで読み出されます。

CAP3（ピン18）：第3スーパーキャパシタ・ピン。第3スーパーキャパシタの上側プレートおよび第4スーパーキャパシタの下側プレートを、シャント抵抗を介してこのピンに接続します。CAP3とCAP2は、第3スーパーキャパシタの両端の電圧を測定し、スーパーキャパシタ前後の電流をシャントしてバランスを調整し、過電圧を防ぐために使用されます。使用しない場合は、このピンをCAP2に短絡します。このピンとCAP2の間の電圧はデジタル化され、meas_vcap3レジスタで読み出されます。

CAP4（ピン19）：第4スーパーキャパシタ・ピン。第4スーパーキャパシタの上側プレートを、シャント抵抗を介してこのピンに接続します。CAP4とCAP3は、スーパーキャパシタの電圧とを測定し、スーパーキャパシタ前後の電流をシャントしてバランスを調整し、過電圧を防ぐために使用されます。使用しない場合は、このピンをCAP3に短絡します。このピンとCAP3の間の電圧はデジタル化され、meas_vcap4レジスタで読み出されます。ITSTピンによって設定された容量テスト電流は、このピンから流れます。

CFP（ピン20）：VCAPP5チャージポンプ・フライング・コンデンサの正端子。6.3V/0.1μFのコンデンサをCFPとCFNの間に配置します。

CFN（ピン21）：VCAPP5チャージポンプ・フライング・コンデンサの負端子。6.3V/0.1μFのコンデンサをCFPとCFNの間に配置します。

VCAPP5（ピン22）：チャージポンプの出力。内部チャージポンプはこのピンをVCAP + INTVCCまで駆動します。これはOUTFETゲート駆動回路と電流検出アンプのハイサイド・レールとして使用します。6.3V/0.1μFのコンデンサをVCAPP5とVCAPの間に接続します。

OUTFET（ピン23）：出力理想ダイオードのゲート駆動出力。このピンは、VOUTとVCAPの間の理想ダイオードとして使用される外付けNチャネルMOSFETのゲートを制御します。このゲート駆動は、内部チャージポンプ出力VCAPP5から電力を受け

取ります。NチャネルMOSFETのソースをVCAPに接続し、ドレインをVOUTに接続します。出力理想ダイオードMOSFETを使用しない場合は、OUTFETをフロートさせたままにします。

VCAP（ピン24）：スーパーキャパシタ・スタック電圧および充電電流検出アンプの負入力。このピンをスーパーキャパシタ・スタックの上部に接続します。このピンの電圧はデジタル化され、meas_vcapレジスタで読み出されます。

ICAP（ピン25）：充電電流検出アンプの正入力。ICAPピンとVCAPピンは、検出抵抗RSNSC両端の電圧を測定して、制御ループとESR測定システムに瞬時の電流信号を伝える役割を果たします。最大充電電流は、32mV/RSNSCです。このピンとVCAPの間の電圧は、meas_ichgレジスタで読み出された充電 /放電電流です。

VCC2P5（ピン26）：2.5V内部レギュレータの出力。このレギュレータは、内部ロジック回路だけに電力を供給します。1μF以上の低ESRセラミック・コンデンサを使用して、このピンをSGNDにデカップリングします。

SW（ピン27）：スイッチ・ノードのインダクタへの接続ピン。ブートストラップ・コンデンサCBの負端子をこのピンに接続します。このピンの電圧は、上側NチャネルMOSFETゲート駆動のためのソースのリファレンス電圧としても使用されます。降圧モードでは、このピンの電圧振幅は、グランドよりも（外付け）ダイオードの順方向電圧降下分だけ低い電圧からVOUTまでです。昇圧モードでの電圧振幅は、グランドから、VOUTよりダイオードの順方向電圧降下分だけ高い電圧までです。

TGATE(ピン28）：上側のゲート・ドライバ出力。このピンは、外付けの上側NチャネルMOSFETのフローティング・ゲート・ドライバの出力です。このピンの電圧振幅は、グランドからVOUT + DRVCCまでです。

BST（ピン29）：TGATEドライバの電源入力。ブートストラップ・コンデンサCBの正端子をこのピンに接続します。このピンは、DRVCCよりもダイオードの電圧降下分だけ低い電圧からVOUT + DRVCCまで振幅します。

BGATE(ピン30）：下側のゲート・ドライバ出力。このピンは、外付け下側NチャネルMOSFETをPGNDとDRVCCの間で駆動します。

DRVCC（ピン31）：下側ゲート・ドライバの電力レール。INTVCCまたは外部電源に接続します。このピンは、6.3V/2.2μF以上の低ESRセラミック・コンデンサを使用してグランドにデカップリングします。このピンの電圧が5.5Vを超えないようにしてください。


LTC3351

123351f


INTVCC（ピン32）：5V内部レギュレータの出力。このピンをDRVCCに接続した場合、制御回路とゲート・ドライバは、この電源から給電されます。DRVCCに接続しない場合は、4.7μF以上の低ESRセラミック・コンデンサを使用して、このピンをグランドにデカップリングします。

VOUT（ピン33）：出力電圧電源。このピンは、ホットスワップ起動後、LTC3351に電力を供給します。スイッチング･コントローラはこのピンの電圧からスーパーキャパシタ・スタックを充電し、入力電圧がOV/UVの範囲外になるか、入力電流フォルトが発生すると、LTC3351はこのピンの電圧をバックアップします。

RETRYB（ピン34）：再試行コンパレータの入力。ホットスワップ・コントローラは、このピンの電圧が200mVより低くならない限り、VINとVOUTのいずれにも接続しようとしません。電力損失やバックアップ後で電源を再投入する前にシステムの電源を完全に遮断する必要がある場合は、この高電圧対応ピンをVOUTに接続してもかまいません。

ISNSM（ピン35）：入力電流検出ピン。ホットスワップ電流検出アンプとスイッチング・チャージャ入力電流検出アンプの両方の負入力です。

ISNSP_CHG（ピン36）：入力電流検出ピン。これはスイッチング・チャージャ入力電流検出アンプの正入力です。スイッチング・チャージャは充電電流を低減して、このピンとISNSMの間の電圧を32mVに維持します。電流は、このピンとISNSMの間の検出抵抗を使用して測定され、ADCによって測定されて、meas_iinレジスタでレポートされます。

ISNSP_HS（ピン37）：入力電流検出ピン。これはホットスワップ入力電流検出アンプの正入力です。ホットスワップ・コントローラはこのピンとISNSMの間の電圧を48mVに制限します。このピンは、回路ブレーカ機能の入力電流検出ピンでもあります。

CSS（ピン38）：ソフトスタート・ピンおよび遅延コンデンサ・ピン。このピンとVOUTの間に接続するコンデンサにより、起動時のVOUTのdV/dt最大値と、OVとUVの電圧が良好な値になってからVINおよびVOUTへの再接続を試行するまでのデバウンス遅延時間の両方が決まります。

SRC（ピン39）：ホットスワップ /入力FETのソース・ピン。このピンは、ホットスワップFET兼入力FETのソース電圧を検出します。

HS_GATE（ピン40）：ホットスワップ /入力FETのゲート・ピン。このピンは外付けのホットスワップ /入力FETを制御します。このピンが引き上げられる電圧値は、最大でもVOUTピンの電圧よりVINTVCC高い電圧値までです。

VIN（ピン41）：外部DC電源の入力ピンおよび検出ピン。VINの電圧が8Vより高い場合は、このピンと直列に100Ωの抵抗を接続することが必要です。このピンの電圧はデジタル化され、meas_vinレジスタでレポートされます。

UV（ピン42）：パワーフェイル・コンパレータ入力。このピンの電圧がVUV(TH)より低くなると、ホットスワップ・コントローラは切断され、デバイスはバックアップ・モードになってVINGDは“L”になります。

OV（ピン43）：パワーフェイル・コンパレータ入力。このピンの電圧がVOV(TH)を超えると、ホットスワップ・コントローラは切断され、デバイスはバックアップ・モードになってVINGDは“L”になります。

CTIMER（ピン44）：フォルトおよび再試行のタイミング・コンデンサ。このピンとSGNDの間にコンデンサを接続することにより、フォルトのタイミングおよび再試行のタイミングがプログラムされます。過電流フォルト状態の時、このコンデンサはITIMER(UP)（400µA）で充電されます。いったんこのピンの電圧がVTIMER(TH)（1.2V）を超えると、フォルトが宣言され、VOUTはVINから切り離されます。このピンはITIMER(DN)（2µA）により常に放電されるので、300mVまで放電されてRETRYBが“L”になると、ホットスワップ・コントローラはもう一度VINとVOUTを再接続しようとします。

PGND（露出パッドのピン45）：電源グランド。定格の熱性能を得るには、LTC3351の直下に複数のビアを配置して、露出パッドをプリント回路基板の第2層にある切れ目のないグランド・プレーンに接続します。露出パッドは最上層の銅パターンでSGNDピンに接続します。

ピン機能


LTC3351

133351f


ブロック図

16

+–

VFR

INTVCC

VREF

vcapfb_dac[3:0]

Vcapfb_dac

vcapfb_dac

VIN

CAPFB

OUTFB

VC

RT

INTVCC

VOUT

+–

x37.5

ICHG

5V LDO

D/A

16-BITA/D

VREF

INTVCC

+ –x37.5

IIN

VREF

+–

VREF

VOUT

IREF

+–

+–

+–

OUTFET CFN

VCAPP5

CFP

VCAP

ICAP

BST

TGATE

SW

+ –

CHARGEPUMP

DRVCC

BGATE

CAP4

BIDIRECTIONALSWITCHING

CONTROLLER

LOGIC

VCC2P5

IINICHGVCAPVOUTVINCAP4CAP3CAP2CAP1CAPRTNDTEMP

CAPGD

GPI

SGND

BANDGAP VREF

OSC

2.5V LDO

START-UPLDO

SHUNTCONTROLLER

CAP3

BALANCER

SHUNTCONTROLLER

CAP2

BALANCER

SHUNTCONTROLLER

CAP1

BALANCER

SHUNTCONTROLLER

CAPRTN

ITST

BALANCER

+–

VREF

3351 BD

GPIBUF

+– CAPFB

MU

LTIP

LEXE

R

CAP_SLCT0

CAP_SLCT1

SMBALERT

SDA

SCL

+–

41

44

40 35 33 23 20 21

22

24

25

29

28

27

31

30

19

18

17

16

15

14

13

11PGND

45

4

5

6

2

1

3

7

26

32

12

8

10

9

38

VREF

43

42 UV

OV

CSS

CTIMER

39

HOT SWAPCONTROLLER

HS_GATE SRC

ISNSM

36

ISNSP_CHG

37

ISNSP_HS

RETRYB34

VINGD

VIN

1k (BUCK)2k (BOOST)

VPEAK


LTC3351

143351f


タイミング図I2Cバス上のF/Sモード・デバイスのタイミングの定義

SDA

SCL

S Sr P StHD(SDA)

S = START, Sr = REPEATED START, P = STOP

tHD(DAT)tSU(STA) tSU(STO)

tSU(DAT)tLOW tHD(SDA)tSP

tBUFtr tf trtf

tHIGH3351 TD

I2C/SMBusの凡例S 開始条件Sr 繰り返し開始条件Rd 読み出し（ビット値は1）Wr 書き込み（ビット値は0）A アクノリッジN 否定アクノリッジP 停止条件PEC* パケット・エラー・コード

マスタからスレーブへ

スレーブからマスタへ

SMBusのワード書き込みプロトコルS スレーブ・アドレス Wr A コマンド・コード A データ・バイト“L” A データ・バイト“H” A P

SMBusのPEC付きワード書き込みプロトコルS スレーブ・アドレス Wr A コマンド・コード A データ・バイト“L” A データ・バイト“H” A PEC* A P

SMBusのワード読み出しプロトコルS スレーブ・アドレス Wr A コマンド・コード A Sr スレーブ・アドレス Rd A データ・バイト“L” A データ・バイト“H” N P

SMBusのPEC付きワード読み出しプロトコルS スレーブ・アドレス Wr A コマンド・コード A Sr スレーブ・アドレス Rd A データ・バイト“L” A データ・バイト“H” A PEC* N P

SMBusのアラート応答アドレス・プロトコルS アラート応答アドレス Rd A デバイス・アドレス Rd N P

SMBusのPEC付きアラート応答アドレス・プロトコルS アラート応答アドレス Rd A デバイス・アドレス Rd A PEC* N P

*パケット・エラー検査の使用はオプション


LTC3351

153351f


動作はじめにLTC3351は、高度に統合されたバックアップ電力コントローラおよびシステム・モニタです。このデバイスは、双方向スイッチング・コントローラ、ホットスワップ・コントローラ、出力理想ダイオード、スーパーキャパシタのシャント/バランサ、低電圧および過電圧コンパレータ、16ビットA/Dコンバータ、およびステータス・レポート機能付きのI2C/SMBusプログラミング性を特長としています。

VINが外部からプログラム可能なUV/OVしきい値電圧の範囲内である場合、ホットスワップ・コントローラはVINをVOUTに接続し、同期整流式のスイッチング･コントローラは降圧モードで動作して、スーパーキャパシタのスタックを充電します。プログラム可能な入力電流制限は、入力が対応できる最大充電電流でスーパーキャパシタが自動的に充電されるのを保証します。VINがUV/OVしきい値の範囲から外れた場合、ホットスワップ・コントローラの回路ブレーカが作動した場合、またはシミュレーションによる障害が要求された場合、ホットスワップ・コントローラはVOUTをVINから切り離し、同期整流式コントローラは昇圧コンバータとして逆方向に動作して、スーパーキャパシタ・スタックからVOUTへ電力を供給するようになります。

理想ダイオード・コントローラは外付けMOSFETを駆動して、VCAPからVOUTまでの低損失の電力経路となります。この理想ダイオードは、双方向コントローラと継ぎ目なく連動して、スーパーキャパシタからVOUTに電力を供給します。ホットスワップ・コントローラは2つのバック・トゥ・バックMOSFETを使用して突入電流を制御し、短絡回路ブレーカ機能を提供して、バックアップ・モード時にVINを逆駆動しないようにします。

LTC3351は、1個～4個のスーパーキャパシタの直列スタックのバランスを調整し、過電圧保護を提供します。内部コンデンサ電圧バランサにより、外付けバランス抵抗が不要になります。過電圧保護は、内部スイッチおよび各スーパーキャパシタの両端の外付け抵抗を使用するシャント・レギュレータによって提供されます。

LTC3351は、システムの電圧、電流、およびデバイス自体のダイ温度をモニタリングします。汎用入力（GPI）ピンは、その他のシステム・パラメータを測定したり、サーミスタ測定を実装するために提供されています。更に、LTC3351は、スーパーキャパシタ・スタックの容量と等価直列抵抗を測定できます。この機能は、スーパーキャパシタの健全性をVCAP電圧の測定値と共に示し、蓄積された全エネルギーと供給可能な最大電力に関する情報を提供します。

動作の例LTC3351は、多くの機能と動作モードを備えた高度な集積回路です。LTC3351の動作をうまく説明するため、簡単な例を使用します。この例は図1に図示しており、データシート全体を通じて参照されます。LTC3351の動作が伴うイベントの時間スケールは大きく変化するため、図1の時間軸は正確ではありません。

この例はVINとVCAPが0Vの条件で始まります。VINは「hot plug」（ホットプラグ）と表記された点で急に印加されます。VINに接続されているホットスワップFETのドレイン容量に流れ込む突入電流は非常に少量であり、IINの波形にはわずかな「スパイク」として現れます。この「スパイク」は持続時間または振幅が非常にわずかであり、VINの立ち上がり速度によって異なります。「debounce」（デバウンス）と表記された時間中、LTC3351はUVコンパレータとOVコンパレータをうまく使用して入力を制限し、CSSピンを使用して入力デバウンス・タイマを期限切れにします。いったんこのデバウンス時間が経過すると、LTC3351はホットスワップFETを導通し始め、入力電流とVOUTの立ち上がり速度が両方とも制御されている時間中、制御された方法でVOUTの容量を充電します。これにより、VOUTの容量が充電されている間は、IINの電流が少量で一定になります。

VOUTがVINまで充電されると、チャージャはスーパーキャパシタの充電を開始することができます。この例では、充電サイクルの開始時に、スーパーキャパシタは完全に放電されています。チャージャはスーパーキャパシタの定電流充電から始めます。スーパーキャパシタの電圧は非常に低いので、供給されている電力は非常に少量です。この低い電力供給量の結果、充電電流が多いにもかかわらず入力電流は少なくて済みます。スーパーキャパシタの電圧が上昇するのにつれて、供給される電力も増加するので、入力電流も増加します。この定電流充電段階は「CC Charging」（定電流充電）と表記されています。

この例では、IOUTが下流のシステム負荷に流れるのは、定電流充電段階の間です。この動作がいつ起こるかはLTC3351の制御範囲外であり、この例ではそのタイミングが決まっていません。出力電流はホットスワップFETを介してVINから供給されるので、負荷電流にこのステップが生じると、入力電流にステップが生じる直接の原因になります。LTC3351の入力電流は制限されていないため、充電電流はこの負荷ステップに影響されません。


LTC3351

163351f


動作

スーパーキャパシタが充電されるにつれて、スーパーキャパシタに供給される電力が増えるので、その電圧は高くなり、入力電流も増えます。この例では、増加する入力電流が、「CP charging」（定電力充電）と表記されている時間の開始時に入力電流制限値に達します。入力電圧が一定の場合、LTC3351の入力電力は実質的に入力電流制限によって制限されます。入力電流制限、充電電流制限、充電電圧、システム負荷電流、および入力電圧の設定によっては、充電動作段階のうちに入力電流制限に到達する場合もしない場合もあります。

定電力充電段階の間、充電電流は充電電圧が高くなるにつれて減少し、一定の入力電力を維持します。このため、チャージャが定電圧充電に近づくにつれて、充電速度は低下します。VCAPが設定充電電圧に達すると、定電圧充電段階が始まります。これは「CV charging」（定電圧充電）と表記されます。

定電圧充電の間は、電流がスーパーキャパシタに供給されており、その内部ESR（等価直列抵抗）の両端に電圧降下が生じます。LTC3351はこの段階の間、VCAPの電圧を一定に保ちます。VCAPの電圧を一定に保つことにより、内部容量が充

電されVCAPに近づくにつれて、このESR両端の電圧は低下してゼロに近づきます。この時間中、充電電流は減少してスーパーキャパシタのリーク電流に近づきます。

LTC3351は定電圧充電を際限なく行い、停電の発生待ち状態となっていると同時に、スーパーキャパシタを充電してバランス調整状態を維持し、バックアップの準備を整えます。フル充電状態でバックアップを待機しているとき、LTC3351は必要に応じてバッテリのESRおよび容量を測定することもできます（図1には表示していません）。たいていの場合はそうであるように、入力電源の停電が珍しいと仮定すると、これはLTC3351が大半の時間を費やす可能性が高い条件です。

停電が発生すると、図1に「power failure」（停電）と表記されているように、OVコンパレータまたはUVコンパレータが入力での停電を検出します。ホットスワップFETはオフになり、VOUTはVINから切り離されます。FETがオフになると。VOUTはただちにVCAPまで低下します（設定昇圧電圧の方が高い場合はその電圧までですが、この例の場合は該当しません）。VCAPとVOUTの間の理想ダイオードFETは、「ideal diode backup」（理想ダイオード・バックアップ）と表記された時間中

VIN

VCAPVOUT

IIN

ICAP

IOUT

HOTPLUG

DEBOUNCE CC CHARGINGCP CHARGING

CV CHARGING AND BALANCING

POWER FAILUREIDEAL DIODE BACKUP

TIME (NOT TO SCALE)

0

0

VOLT

AGE

CURR

ENT

INRUSHCONTROL

3351 F01

BOOST BACKUP

図1.


LTC3351

173351f


動作

+

+

+

+

+–INPUT

CURRENTCONTROLLER

CHARGECURRENT

CONTROLLER


CONTROLLER

STEP-DOWN MODE

VREF

IIN

VIN

VIN

LTC3351

HS_GATE

ISNSP_CHG

ISNSM

VOUT(TO SYSTEM)

TGATE

ICHG

BGATE

ICAP

VCAPRSNSC

RSNSI

3351 F02

+–

IREF

VREFCAPACITORVOLTAGE

CONTROLLER+–

+–

CAPFB

VC

37.5

D/Avcapfb_dac[3:0]

+–

SRC

ISNSP_HS

HOT SWAPCONTROLLER

37.5

図2. 電力経路のブロック図 - VINから得られる電力

にオンになります。理想ダイオード・バックアップで動作している間、電力は変換されずにスーパーキャパシタから直接供給されます。VCAPはこの時間中に放電され、VOUTはVCAPと同様に低下します。

VOUTの電圧が設定昇圧電圧に近づくと、昇圧コンバータがオンになって理想ダイオードがオフになります。その後、昇圧コンバータは一定の電圧で出力を供給します。キャパシタの電圧が低下するのに伴って、スーパーキャパシタの電流を増加させてVOUTで定電力負荷を供給する必要があります。この状態は、昇圧コンバータがその電流制限値に達するか、スーパーキャパシタの供給可能エネルギーを消耗するまで続きます。この時間は「boost backup」（昇圧バックアップ）と表記されています。

双方向スイッチング・コントローラ - 降圧モード双方向スイッチング・コントローラは、スーパーキャパシタの直列スタックを充電するように設計されています（図2）。充電は、スーパーキャパシタが最大充電電圧に達するまで定電流で継続されます。最大充電電圧は、CAPFBのサーボ電圧およびVCAPとCAPFBの間の抵抗分割器によって決まります。最大充電電流は、インダクタと直列に接続された検出抵抗RSNSCの値によって決まります。充電電流ループは、検出抵抗の両端の電圧を32mVにサーボ制御します。充電が開始されると、内部のソフトスタート・ランプによって充電電流が次第に増加します。VCAPの電圧はmeas_vcapレジスタから読み出され、充電電流はmeas_ichgレジスタから読み出されます。


LTC3351

183351f


動作LTC3351は、降圧モードでスイッチング・コントローラに流れる入力電流を制限することによって、（VINが固定されている場合に）定電力充電を提供します。チャージャ入力電流制限回路は、充電電流を低減して、ISNSP_CHGとISNSMの間の電圧（通常はRSNSI両端の電圧）を32mVに制限します。システムの負荷とスーパーキャパシタの充電電流の合計が、スイッチング・コントローラの設定された入力電流制限に達するほど大きい場合、入力電流制限ループが、外部負荷に十分な電力を供給するのに必要な分だけ充電電流を正確に減らします。充電電流が許容入力電流を超えるように設定されている場合でも、入力電流が制限を超えることはありません。スーパーキャパシタ・チャージャは、必要に応じて電流を低減するからです。入力電流はmeas_iinレジスタから読み出されます。

双方向スイッチング・コントローラ̶昇圧モード双方向スイッチング・コントローラは、入力電力が得られないときに昇圧コンバータとして機能し、スーパーキャパシタからVOUTに電力を供給します（図3）。VINGDを“L”にすると、昇圧モードがイネーブルされます。VOUTのレギュレーションは、VOUTとOUTFBの間の抵抗分割器によって設定します。昇圧

モードをディスエーブルするには、OUTFBをINTVCCに接続します。

昇圧モードは、多くの場合、出力理想ダイオードと組み合わせて使用されます。VOUTのレギュレーション電圧をスーパーキャパシタ・スタック電圧より低い値に設定した場合は、入力電力が遮断されると、VOUTへの電力は出力理想ダイオードを介してスーパーキャパシタ・スタックから供給されます。VCAPおよびVOUTは、負荷電流がスーパーキャパシタ・スタックを放電するにつれて低下します。OUTFBの電圧が1.3V（VOUTFB(TH)）より低くなると、出力理想ダイオードは遮断され、VOUTはVCAPよりPNダイオードの順方向電圧（約700mV）だけ低くなります。出力理想ダイオードが遮断されたときにOUTFBの電圧が1.2Vより低くなった場合は、同期整流式昇圧コントローラが即座にオンして、スーパーキャパシタ・スタックから電力を供給することにより、OUTFBの電圧を1.2Vに安定化します。出力理想ダイオードが遮断されたときにOUTFBが1.2を超えていると、OUTFBが1.2Vに低下するまでの間、負荷電流が出力理想ダイオードNチャネルMOSFETのボディ・ダイオードに流れます。

+

+

+

+

+–

+–

VFR

OUTPUTVOLTAGE

CONTROLLER


CONTROLLER

STEP-UP MODE

VREF

LTC3351VOUT

VOUT(TO SYSTEM)

VCAP > VOUT

VCAP < VOUT

TGATE

OUTFET

OUTFB

BGATE

ICAP

VCAP

RSNSC

3351 F03

VC

+–

図3. 電力経路のブロック図 - 電力のバックアップ


LTC3351

193351f


動作昇圧モードでの同期整流式コントローラは、VCAPがVOUTよりも90mV（降下時のVDUVLO）を超えて低下すると、非同期で動作します。同期整流式コントローラは、VCAPがVOUTよりも200mV（上昇時のVDUVLO）低下すると、同期的に動作します。

ホットスワップ・コントローラVINに電力が加わると、LTC3351はHS_GATEピンの強力なプルダウン回路をただちにオンして、外付けFETがVINからVOUTに電流を流さないようにします。VINの最初の立ち上がり時に、LTC3351はVINピンと直列に接続されている100Ωの抵抗に電流を流すことにより、このピンの電圧の立ち上がり速度を制限することができます。LTC3351は、その後VINピンから流れる電流を使用して、INTVCCピンを3.6Vに駆動します。INTVCCの電圧が3.3Vより高くなると、ホットスワップ・コントローラのターンオン・シーケンスが始まります。

低電圧（UV）コンパレータと過電圧（OV）コンパレータが両方とも範囲内にある場合、CSSピンは1μAの電流を供給し始め、CSSコンデンサを充電します。CSSピンの電圧が1.2Vに達してRETRYBピンの電圧が200mV（VTH(RETRYB)）より低くなると、LTC3351は外付けFETを使用してVINとVOUTの接続処理を開始します。LTC3351は、24μA（IHS_GATE(UP)）の電流を使用して、HS_GATEピンをプルアップし始めます。VOUTが上昇し始めるにつれて、VOUTとCSSピンの間のコンデンサは、出力の上昇率をLTC3351に帰還します。したがって、VOUTの最大スルーレートおよび突入電流は、CSSコンデンサの大きさによって決まります。

HS_GATEおよびVOUTの電圧上昇時には、電流制限回路と回路ブレーカの両方が作動します。VINとVOUTの間の差動フォールドバックにより、出力スーパーキャパシタの充電中に電流制限値と回路ブレーカしきい値の両方が減少します。これにより、ホットスワップFETに必要なSOAが狭まります。

いずれかの時点で低電圧（UV）コンパレータまたは過電圧（OV）コンパレータが範囲から外れるか、CTIMERピンの電圧が1.2V（VTIMER(TH)）に達すると、LTC3351はフォルトを宣言して、HS_GATEを接地することによって外付けFETをすばやくオフにします。FETのソースは、SRCピンによってゲートの安全な電圧範囲内に維持されます。いったんフォルトが宣言されると、LTC3351のバックアップ・コントローラは、スーパーキャパシタ・スタックに蓄積されたエネルギーからVOUTに電力を供給し始めます。この動作は、新しいターンオン・シーケ

ンスが始まるか、スーパーキャパシタに蓄積されたエネルギーを使い果たすか、または昇圧コンバータが I2C/SMBusを介してディスエーブルされるまで続行されます。

LTC3351は、ISNSP_HSピンとISNSMピンを使用して検出した電流検出抵抗両端の電圧を使用して、VINからVOUTへ外付けFETを通って流れる電流を制限します。VOUTがVINの1V以内の場合、LTC3351はISNSP_HSピンとISNSMピンの間の電圧を48mV（VILIM(TH)）に制限します。外付けFETの電力を制限するため、VINからVOUTまでの電圧が1Vから10Vに増加すると、この制限値は折り返されて10mVになります。10Vを超えても、制限値は10mVのままです。この電流制限は、スイッチング・チャージャの入力電流制限とは全く別のものです。スイッチング・チャージャの入力電流制限は、前述したフォールドバックには影響を受けません。

入力電流が入力電流制限値の1.66%以内にある場合、LTC3351のCTIMERピンは電流を供給します。入力電流制限の場合と同様に、このしきい値はVINとVOUTの間の電圧が増加すると折り返されます。CTIMERピンからCTIMERのコンデンサに供給される電流は約400µA（ITIMER(UP)）です。CTIMERピンの電圧が1.2V（上昇時のVTIMER(TH)）を超えると、フォルトが宣言され、ターンオフ・シーケンスが開始されます。CTIMERピンには、CTIMERのコンデンサを放電する2μA（ITIMER(DN)）の静的な負荷があります。フォルトが宣言されると、ターンオン・シーケンスが再試行される前に、CTIMERピンの電圧は300mVより低くなる必要があります。

RETRYBピンLTC3351のRETRYBピンは、フォルト後にLTC3351がVINとVOUTを接続しようとするかどうか判別する役割を果たします。フォルトはUV、OV、回路ブレーカ（CTIMER）、またはシミュレートされたフォルト（ctl_hotswap_disableを設定することによってI2C/SMBusポートを介してプログラムされるフォルト）です。RETRYBピンが“L”である（VTH(RETRYB)が200mVより低い）場合、LTC3351はホットスワップ・コントローラを使用してVINとVOUTを接続しようとします。RETRYBピンは高電圧に対する耐性があり、高インピーダンスです。VOUTとRETRYBの間の抵抗分割器により、高精度のしきい値を設定することができます。これを使用して、障害発生後、電源が再投入される前に、システムの電源が完全に遮断されることを保証できます。


LTC3351

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動作VINGDピンVINGDピンは、入力電圧がOV/UVの範囲内にあることと、システムがVINから電力を供給されていることを示します。VINGDが“H”になるためには、以下の条件を全て満たす必要があります。UVの電圧が1.2V（上昇時のVOV）より高くなること、OVの電圧が1.17V（下降時のVUV）より低くなること、回路ブレーカが作動しないこと、ホットスワップ・コントローラがI2C/SMBusを介してディスエーブルされないこと、およびホットスワップ・コントローラがVINとVOUTの接続を完了していることです。VINGDプルダウン回路の状態は、sys_statusレジスタのvingdビットから読み出されます。

UVの電圧をスーパーキャパシタの充電電圧に近いかそれより低いレベルに設定すると、VINが高インピーダンスになってVOUTの負荷が非常に軽くなるので、最大デューティ・サイクル動作により、VCAPからVINまでVOUTを通って少量の電流が流れる可能性があります。この条件では、高デューティ・サイクルの降圧出力は実質的に低デューティ・サイクルの昇圧出力を反転したものです。昇圧コンバータの出力電流は少量なので、VINがVCAPより高い電圧、場合によってはUVしきい値より高い電圧に保持されて、デバイスはVINGDの表示を誤る可能性があります。最終的には、VCAPは放電されてUVの設定しきい値より低くなり、VINGDの表示は正しくなります。この状況は、スーパーキャパシタ充電電圧の3%以上高いUVしきい値をプログラミングすれば回避できます。

理想ダイオードLTC3351は、VCAPとVOUTの間の外付けNチャネルMOSFET を駆動する理想ダイオード・コントローラを内蔵しています。理想ダイオードは高精度アンプで構成されており、VOUTの電圧がVCAPの電圧よりも約30mV（VFR）低いときは、常にNチャネルMOSFETのゲートを駆動します。アンプのリニア範囲内では、理想ダイオードの小信号抵抗はきわめて低く、順方向電圧低下を約30mVに維持します。これよりも高い電流レベルでは、MOSFETは完全に導通します。

理想ダイオードは、VINを使用できない場合やホットスワップ・コントローラが切断されている場合に、スーパーキャパシタがVOUTに電力を供給するための経路となります。理想ダイオードは、高速オフ・コンパレータに加えて、VOUTがVCAPよりも65mV（VFTO）低下したときに外付けMOSFETをオンにする高速オン・コンパレータも備えています。理想ダイオードは、OUTFBの電圧がレギュレーション電圧よりわずかに高くなると遮断され、同期整流式コントローラが昇圧モードでVOUTに給電できるようにします。

ゲート駆動電源（DRVCC）下側のゲート・ドライバの電力はDRVCCピンから供給されます。このピンは、通常はINTVCCピンに接続されています。また、外部LDOを使用して各ゲート・ドライバに電力を供給し、LTC3351内部の電力損失を最小限に抑えることもできます。詳細については「アプリケーション情報」のセクションを参照してください。

スイッチャ/チャージャの低電圧ロックアウト（UVLO）内部低電圧ロックアウト回路は、INTVCCピンとDRVCCピンの両方をモニタします。スイッチング・コントローラは、INTVCCの電圧がVUVLO（4.3V）を超え、DRVCCの電圧がVDRVUVLO（4.2V）を超えるまでオフのままです。INTVCCの電圧が4Vより低くなるか、DRVCCの電圧が3.9Vより低くなると、コントローラはディスエーブルされます。

VOUTがスーパーキャパシタの電圧よりVDUVLO（200mV）だけ高くなり、VINGDが“H”になるまで、充電はディスエーブルされます。VOUTがスーパーキャパシタの電圧から90mV以内で低下するか、VINGDが“L”になると、充電はディスエーブルされます。

RT発振器とスイッチング周波数RTピンは、スイッチング周波数を設定するときに使用します。このピンとグランドの間に抵抗RTを接続し、次式に従ってスイッチング周波数を設定します。

fSW MHz( ) =

53.5RT kΩ( )

また、RTは、meas_capレジスタでレポートされるコンデンサの測定値の倍率も設定します。これについては、このデータシートの「ESRと容量の測定」のセクションで説明しています。

スイッチング・コントローラの入力過電圧保護 VINがVOVLO（38.6V）を超えると、入力過電圧保護により、スイッチング・コントローラの両方のスイッチがオフになります。VINが37.2Vを下回ると、コントローラはスイッチングを再開します。ホットスワップ・コントローラはこれに影響されず、専用のプログラム可能なOVしきい値を使用します。

VCAP DAC

CAPFBのサーボ・ポイントの帰還リファレンスは、内部の4ビット・デジタル /アナログ・コンバータ（DAC）を使用して設定します。リファレンス電圧は、0.6375V（VCAPFBLO）から1.2V


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動作（VCAPFBHI）まで37.5mV刻みでプログラム可能です。DACのデフォルトの設定は0xA（VCAPFB_DEF：1.0125V）であり、vcapfb_dacレジスタによって設定します。

スーパーキャパシタは、古くなるとともに容量を失います。最初にVCAP DACを低く設定することによって、古くなったときのスーパーキャパシタの最終的な充電電圧を増やすことができ、スーパーキャパシタの全使用期間にわたって、蓄積されるバックアップ・エネルギーを一定レベルに維持できます。容量とESRの測定システムは、ESRのテスト時にこのDACの設定値をフルスケール（1.2V）と同程度まで一時的に増やすことができます。

容量とESRのテストを使用する場合、使用可能な最高のDAC設定値は、その設定値とCAPFBピンの1.2Vの間での電圧増加量によって決まり、その中でスーパーキャパシタ・スタックの電圧は、cap_delta_v_settingで指定されている電圧を1.25倍に増加します。

充電状態の表示LTC3351は、オープンドレインNMOSトランジスタを介してスーパーキャパシタの状態をレポートするコンパレータをCAPGDピンに備えています。このピンの電圧は、CAPFBピンの電圧がVCAP DAC設定の公称8%以内に上昇するまで、グランドになっています。CAPFBピンがこのしきい値を超えると、CAPGDピンが高インピーダンスになります。また、このコンパレータの出力は、sys_statusレジスタのcappgビットから読み出すこともできます。

スーパーキャパシタ電圧バランサ LTC3351は、アクティブ・スタック・バランサを内蔵しています。このバランサは、全てのスーパーキャパシタの電圧が互いに約10mVの範囲内になるように、ゆっくりとバランスを調整します。これにより、各スーパーキャパシタの電圧をできるだけ低く維持して必要な合計スタック電圧を達成することによって、スーパーキャパシタの寿命を最大化します。いずれか2つのスーパーキャパシタ間の電圧差が約10mVを超えると、電圧が最大のスーパーキャパシタが、抵抗性バランサによって（全てのスーパーキャパシタの電圧が10mVの範囲内に収まるまで約75Ωで）放電されます。バランサはctl_disable_balancerビットを設定することによってディスエーブルすることができます。

スーパーキャパシタ・シャント・レギュレータ充電中、スーパーキャパシタは過電圧から保護されます。スタック内の各スーパーキャパシタは、製造時の許容誤差や使用期間の違いのため、正確に同じ容量を持っていません。このため、充電電流が同じでも、スーパーキャパシタの電圧は異なる速度で上昇します。この不一致が重大である場合、または各スーパーキャパシタが最大電圧の近くで充電されている場合、他のスーパーキャパシタをまだ充電している間に、一部のスーパーキャパシタの電圧上昇を制限することが必要になります。プログラム可能なシャント電圧に電圧が近づいているスーパーキャパシタの前後で、最大500mAの電流をシャントできます。このシャント電流によって、このスーパーキャパシタの充電速度が、他のスーパーキャパシタよりも減少します。あるスーパーキャパシタが引き続きシャント電圧に近づいている場合、スタックの充電電流は減少します。これによって、他のスーパーキャパシタを引き続き充電しながら、このスーパーキャパシタを過電圧から保護します。ただし、充電速度は減少します。シャント回路の動作中は、内部スイッチが96%より高いデューティ・サイクルでオンしていることがあります。シャント回路はctl_disable_shuntビットを設定することによってディスエーブルすることができます。シャント電圧はvshuntレジスタで設定できます。シャント電圧は183.5μV刻みで設定できます。3.6Vを超える電圧を設定すると、その電圧に近づくにつれて充電電流は減少しますが、シャント回路はオンしません。デフォルト値は0x3999で、約2.7Vのシャント電圧が得られます。詳細については「レジスタ・マップ」を参照してください。

I2C/SMBusおよびSMBALERTLTC3351は、I2C/SMBus互換ポートを内蔵しています。このポートを使用してLTC3351と通信し、テレメトリ・データを設定したり読み出したりできます。このポートは、ワード読み出しとワード書き込みという2つのSMBusフォーマットをサポートしています。これらはパケット・エラー・コード（PEC）機能ありまたはなしのいずれでも使用できます。これらのフォーマットとPECの詳細については、SMBusの仕様を参照してください。このポートを介してアクセスできるレジスタは、8ビット・アドレス・バス上で構成されており、各レジスタは16ビット幅です。SMBusワード読み出し/ワード書き込みフォーマットの「コマンド・コード」（またはサブアドレス）は、各レジスタの8ビット・アドレスです。LTC3351のアドレスは、0b0001001です。

SMBALERTピンは、イネーブルされている制限を超えた場合、またはイネーブルされている状態イベントが発生した場合、アサートされ（“L”になり）ます（このデータシートの「制限チェックとアラーム」および「モニタ状態レジスタ」のセクショ


LTC3351

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動作ンを参照）。LTC3351は、SMBus ARA（アラート応答アドレス）に応答した場合にのみ、SMBALERTピンをデアサートします。SMBus ARAは、SMBALERTへの応答に使用されるSMBusプロトコルです。ホストはARA（0b0001100）から読み出し、SMBALERTをアサートしている各デバイスは、それぞれのアドレスを使用して応答を開始します。応答中の各デバイスは、最小のアドレスを持つデバイスのみが完全に応答するように調整されます。デバイスは、その全アドレスを使用して応答した場合にのみ、SMBALERT信号を解放します。複数のデバイスがSMBALERT信号をアサートしている場合、ARAからの複数回の読み出しが必要になります。詳細については、SMBusの仕様を参照してください。

このインタフェースを介してアクセスできるレジスタの詳細については、このデータシートの「レジスタ・マップ」のセクションを参照してください。

ワード読み出し/書き込みプロトコルに必要な繰り返し開始条件を作成できないI2Cマスタの場合は、停止後の開始で置き換えることができます。

アナログ /デジタル・コンバータLTC3351は、16ビット・シグマ-デルタ型アナログ /デジタル・コンバータ（ADC）を内蔵しています。このコンバータは測定対象チャネル間で自動的に多重化されます。測定結果はI2C/SMBusポートを介してアクセス可能なレジスタに格納されます。ADCによって測定される11本のチャネルがあり、各チャネルの測定には、それぞれ約800µsかかります。システムの電圧と電流に関する状態情報を提供することに加え、これらの測定値の一部は、LTC3351によってスタック内のスーパーキャパシタのバランス調整、保護（シャント）、および測定に使用されます。

各アナログ /デジタル変換の結果は、符号付きの2の補数として16ビット・レジスタに格納されます。

静止電流の平均値を低減するため、ADCの実質的なデューティ・サイクルはadc_wait_vinまたはadc_wait_backupあるいはその両方をプログラミングすることによって低減できます。各レジスタは、それぞれの動作モードの間、ADCの測定サイクルに遅延を挿入します。これらのレジスタの各LSBの重みは約400μsです。シャント回路の動作時や容量とESRの測定時など、特定の時点に、これらの設定が一時的に無視されることがあります。個々のチャネルの測定をイネーブルまたはディスエーブルするには、adc_backup_ch_en_regおよびadc_vin_ch_en_regの該当ビットを設定します。

ADCからの測定結果は、meas_vcap1、meas_vcap2、meas_vcap3、meas_vcap4、meas_gpi、meas_vin、meas_vcap、meas_vout、meas_iin、meas_ichgおよびmeas_dtempに格納されます。

ESRと容量の測定 LTC3351は、容量とESRを測定することにより、スーパーキャパシタ・スタックの健全性をモニタリングします。1回のテストで容量とESRの両方を測定します。LTC3351は、高効率のチャージャを使用して電流ステップの印加および測定を行い、更に電圧の変化を測定することにより、ESRを測定します。一定の電圧を既知の電流で放電し、時間を測定することにより、容量を測定します。

ESRと容量の測定シーケンスは、ctl_start_cap_esr_measを設定することによって開始され、その内容は以下のとおりです。

1．スーパーキャパシタが充電されると、mon_meas_activeビットとmon_esr_meas_activeビットが“H”になり、そうでない場合はmon_capesr_pendingが“H”になります。

2．チャージャは、vcapfb_dacの設定が最大のとき流れるプリセット電流も最大の状態で充電するように構成されており、この電流は次のいずれかの方法によって制御される8ビットDACを使用して設定します。

a. （LTC3351が入力電流制限状態ではないと想定して）前回のスーパーキャパシタ測定に基づいた最適な電流を選択する内部アルゴリズム

b. 0以外の場合は、esr_i_overrideに設定されている優先設定LTC3351が充電時に入力電流制限状態で動作する可能性が高い場合は、充電電流を十分低い値に設定して、入力電流制限状態を回避します。

3．測定システムは電流とスーパーキャパシタの効果を安定化させるため、esr_i_on_settlingだけ待機します。esr_i_on_settlingの各LSBはスイッチャ周期の1024倍です。

4．スーパーキャパシタの電圧と充電電流の一連の測定が行われます。その後、チャージャは一時的に停止します。

5．測定システムは電流とスーパーキャパシタの効果を安定化させるため、esr_i_off_settlingだけ待機します。esr_i_off_settlingの各LSBはスイッチャ周期の1024倍です。

6．スーパーキャパシタの電圧とチャージャの電流の一連の測定が行われます。これらの測定と前回の測定により、ESRが計算されてmeas_esrに格納されます。


LTC3351

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動作7．スーパーキャパシタはその初期電圧（ステップ1での測定値）より少なくとも1.25 • cap_delta_v_settingだけ高い値まで充電されます。

スーパーキャパシタの電圧が最大充電電圧（VCAPFB = 1.2V）に達すると、テストは充電しようとするのをやめてフル充電せずに継続します。これが原因で、テストは後に失敗することがあります。チャージャが初期電圧より1.25 • cap_delta_v_settingだけ高い値に到達できず、CAPFBの電圧が1.2Vより低いと、チャージャは無期限に充電を続行しようとします。この状況が発生する可能性があるのは、チャージャが降圧チャージャの入力電圧および最大デューティ・サイクルによって制限されている場合です。また、システム負荷が入力電流制限値を超えていることにより、充電電流が供給されない場合にも発生する可能性があります。これらいずれかの状態が発生した場合、テストは無制限にこの状態のままになります。

8．チャージャは一時的にディスエーブルされます。mon_cap_meas_activeビットは“H”に、mon_esr_meas_activeビットは“L”になり、ITSTには電流が流れるようになります。cap_i_on_settlingで設定した時間が経過すると、一連の電圧測定が行われます。

9．スーパーキャパシタ・スタックは、前のステップで測定された電圧から、（cap_delta_v_settingで設定した）一定の電圧まで、ITST電流（1.2V/RTST、最大60mA、換算すると300mW）によって放電されます。この電圧はCAP1～4ピンを使用して測定します。

10．この一定の電圧によって、放電するのに必要な時間が測定されます。その後、この時間はcap_delta_v_settingに合わせてスケールが変更され、meas_capとして格納されます。

11．スタック電圧が、vcapfb_dacで設定されている電圧に戻るまで、チャージャはオフのままであり、ITSTの電流は流れ続けます。

12．チャージャはオンに戻り、ITSTの電流は流れなくなります。mon_meas_activeビットは“L”になります。

この順序を図4に図で示します。

この測定が始まるのは、ctl_start_cap_esr_measビットを設定している場合だけです。測定の結果を制限値と照合し、制限値を超えた場合はSMBALERTを発行することができます。このデータシートの「制限チェックとアラーム」のセクションを参照してください。

テスト中に停電が発生するか、スーパーキャパシタ・スタックの電圧がCAPGDしきい値より低くなるまで放電されると、容量とESRの測定は失敗することがあります。また、ctl_stop_cap_esr_measが設定されている場合にも、テストは失敗します。テストが失敗すると、mon_meas_failedが設定されます。

モニタ状態レジスタLTC3351はモニタ状態レジスタ（monitor_status_reg）を備えており、ここには容量とESRのモニタリング・システムの状態を示す状態ビットが格納されます。これらのビットは、容量とESRの測定中に特定のイベントが発生したときに、スーパーキャパシタ・モニタによって設定およびクリアされます（「ESRと容量の測定」のセクションを参照）。

EXTRAPOLATEDMEASUREMENT

VCAP

ICAP

esr_m1, esr_m2

esr_m0

esr_m3REALVOLTAGE

IDEALVOLTAGE

1.25 • cap_delta_v_setting

vcapfb_dac VCAP SETTINGchrg_cv INDICATION

meas_capesr_i_off_settlingesr_i_on_settling cap_i_on_settling

ESR MEASUREMENT CAPACITANCE MEASUREMENT

cap_m0(DIFFERENCE)

CAPACITANCE MEASUREMENT PRECHARGE CURRENT(1/4 FULL SCALE)

ESR TEST CURRENT(AUTOMATIC OResr_i_override)

SOFTSTART SOFTSTART0–ITST 3351 F04

cap_delta_v_setting

図4.


LTC3351

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動作対応するモニタ状態マスク・レジスタ（monitor_status_mask_reg）があります。これらのビットのいずれかに1が書き込まれると、monitor_status_regレジスタの対応するビットに立ち上がりエッジが発生したときに、SMBALERTピンが“L”に引き下げられます。これによって、容量またはESRの測定が完了するのを待機するときのLTC3351のポーリングを減らすことができます。

monitor_status_regおよびmonitor_status_mask_regの詳細については、このデータシートの「レジスタ・マップ」のセクションを参照してください。

システムのステータス・レジスタsys_statusレジスタには、チャージャ、スイッチャ、およびコンパレータの状態に関するデータが格納されています。このレジスタの詳細については、このデータシートの「レジスタ・マップ」のセクションを参照してください。

制限チェックとアラームLTC3351は、I2C/SMBus�

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ホットスワップ可能なスーパーキャパシタ・チャージャ ......1 CAP2 3 CAP4 CFP CFN 5 29 28 27 26 5 24 3 3 31 3 33 3 35 3 3 8 9 1 11 1 13 1 15 7 6 5 4 3 2 1 TJMAX