NJW4171 - 新日本無線株式会社(New JRC) R T =6.8k 850 1,000 1,150 kHz 発振周波数3 f OSC3 R T =2.87k 1,860 2,000 2,140 kHz 誤差増幅器部基準電圧 V B-1.0% 0.8 +1.0%

NJW4171

- 1 - Ver.1.2

http://www.njr.co.jp/

2.4MHz動作カレントモード 2.5A MOSFET内蔵

降圧用スイッチングレギュレータ IC

■特長 ■概要

■アプリケーション

■アプリケーション回路例 ■アプリケーション特性例

・高速発振周波数 100kHz to 2.4MHz

・軽負荷時の高効率対応 A ver.

・スリープ状態での低消費電流 Iq=120A typ. A ver.(U.D.)

・カレントモード制御

・外部クロックに同期可能

・広動作電圧範囲 3.4V to 40V

・スイッチング電流 3.6A min.

・PWM制御方式

・最大デューティーサイクル 100%対応

・外部調整可能な位相補償回路

・セラミックコンデンサ対応

・ソフトスタート機能 2ms typ.

・低電圧誤動作防止回路内蔵

・過電流保護機能（ヒカップ方式）

・サーマルシャットダウン機能

・Power Good機能

・スタンバイ機能

・外形 HSOP8-M1

NJW4171は、40V, 2.5AのパワーMOSFETを内蔵し

た高速発振周波数対応の降圧用スイッチングレギュレー

タ ICです。PWM/PFM動作によって軽負荷時の高効率を

実現するAバージョンと強制PWMのBバージョンをライ

ンアップしています。

動作電圧範囲は 3.4V～40Vのワイドインプットレンジ

を実現し、コールドクランク等の電源電圧低下に対応しま

す。また、最大デューティーサイクルが 100%のため、電

源電圧が低下した際も安定した出力を得ることが可能で

す。

発振周波数は 100kHz～2.4MHzと広範囲をカバーし

ており、外部同期機能も備えているため、AMラジオ周波

数の干渉を最小限に抑えられます。

過電流保護、UVLO、サーマルシャットダウン機能を内

蔵しており、異常時の回路保護を行います。

ワイドインプットレンジ、高発振周波数範囲、最大デュ

ーティーサイクル 100%の特長により、車載アプリケーシ

ョン、産業機器に幅広く対応します。

・車載用の電源回路

・インフォテインメント

・産業機器

SWPG

GND

FB

CFB R2COUT

L

SBD

NJW4171

VIN

CIN1

R1

VOUT

V+EN/SYNCEN/SYNCHigh: ONLow: OFF

(Standby)

Power Good

CIN2

COMP

CC

RC

RT

RT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.1 1 10 100 1000 10000

Eff

icie

nc

y

[%]

Output Current IOUT [mA]

Efficiency vs. Output Current(A ver., VOUT=5V, fOSC=500kHz)

VIN=8V

VIN=12V

VIN=16V

NJW4171

- 2 - Ver.1.2


■ブロック図

■端子配置図

端子番号端子名機能

1 SW スイッチ出力端子

2 GND グラウンド端子

3 COMP エラーアンプ出力

4 FB フィードバック入力

5 RT 発振周波数設定端子

6 PG パワーグッド出力

7 EN/SYNC イネーブル、外部同期入力端子

8 V+ 電源端子

Power GoodControl Logic

V+

FB

Error AMP

Buffer

OCP

CurrentSense

TSD

VrefSoft Start

UVLO

SlopeCOMP.

0.8V

S Q

R

OSC

GND

High: ONLow: OFF(Standby)

EN/SYNC

SW

PWM

SYNC

Enable(Standby)

PG

COMP

RT

Light Load Mode

A ver. only

OVP

1

4

3

2

8

5

6

7

Exposed PAD on backside connect to GND

SW

GND

COMP

FB RT

PG

EN/SYNC

V+

Note) Exposed Pad on backside should be connected to

ground and soldered to PCB.

NJW4171

- 3 - Ver.1.2


■製品名構成

■オーダーインフォメーション

製品名パッケージ軽負荷

モード

車載

仕様 RoHS

Halogen-

Free

めっき

組成マーキング

製品

重量

(mg)

最低

発注数量

(pcs)

NJW4171GM1-A

(TE1) (U.D.) HSOP8-M1 ○ ○ ○ Sn100% 4171A 81 3000

NJW4171GM1-A-T1

(TE1) (U.D.) HSOP8-M1 ○ ○ ○ ○ Sn100% 71AT1 81 3000

NJW4171GM1-B

(TE1) HSOP8-M1 ○ ○ Sn100% 4171B 81 3000

NJW4171GM1-B-T1

(TE1) HSOP8-M1 ○ ○ ○ Sn100% 71BT1 81 3000

本データーシートは、「NJW4171GM1-A」、「NJW4171GM1-B」に適用されます。

他のバージョンについては、それぞれのデーターシートを参照してください。

NJW4171 GM1 - A - T1 (TE1)

品番パッケージGM1:HSOP8-M1

仕様None: 一般品T1: 車載仕様

バージョンA: 軽負荷機能有りB: 軽負荷機能無し

テーピング仕様

NJW4171

- 4 - Ver.1.2


■絶対最大定格

項目記号定格単位

入力電圧 V+ -0.3 to +45 V

V+－SW端子間電圧 VV–SW +45 V

EN/SYNC端子電圧 VEN/SYNC -0.3 to +45 V

FB端子電圧 VFB -0.3 to +7 V

PG端子電圧 VPG -0.3 to +7 V

消費電力(Ta=25°C)

HSOP8-M1 PD

(2-layer / 4-layer) mW

860(1)

/ 2,900(2)

接合部温度 Tj -40 to +150 C

動作温度 Topr -40 to +125 C

保存温度 Tstg -50 to +150 C

(1): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による


（4層基板内箔：74.2×74.2mm、JEDEC 規格 JESD51-5 に基づき、基板にサーマルビアホールを適用）

■推奨動作条件

項目記号値単位

電源電圧 V+ 3.4 to 40 V

PG端子電圧 VPG 0 to 5.5 V

タイミング抵抗 RT 2.15 to 78.7 k

発振周波数 fOSC 100 to 2,400 kHz

外部クロック入力 fSYNC fOSC0.9 to fOSC1.7

2,800kHz上限 kHz

NJW4171

- 5 - Ver.1.2


■電気的特性

指定なき場合にはV+=VEN/SYNC=12V, RT=6.8k, Ta=25C

項目記号条件最小標準最大単位

低電圧誤動作防止回路部

ONスレッショルド電圧 VT_ON V+= L → H 3.1 3.25 3.4 V

OFFスレッショルド電圧 VT_OFF V+= H → L 3.0 3.15 3.3 V

ヒステリシス幅 VHYS 70 100 – mV

ソフトスタート部

ソフトスタート時間 tSS VB=0.75V 1 2 4 ms

発振器部

発振周波数１ fOSC1 RT=27k 255 300 345 kHz

発振周波数２ fOSC2 RT=6.8k 850 1,000 1,150 kHz

発振周波数３ fOSC3 RT=2.87k 1,860 2,000 2,140 kHz

誤差増幅器部

基準電圧 VB -1.0% 0.8 +1.0% V

入力バイアス電流 IB -0.1 – 0.1 A

エラーアンプ

トランスコンダクタンス gm – 450 – A/V

エラーアンプゲイン AV – 1,000 – –

出力ソース電流 IOM+ 52 64 76 A

出力シンク電流 IOM- 52 64 76 A

PWM比較器部

最大デューティーサイクル MAXDUTY Aバージョン VFB=0.3V,

Bバージョン VFB=0.6V 100 – – %

最小OFF時間 tOFF-min – 65 105 ns

最小ON時間 tON-min – 100 140 ns

過電流保護回路部

COOL DOWN時間 tCOOL – 110 – ms

出力部

出力ON抵抗 RON ISW=2.5A – 0.15 0.3

スイッチング電流制限 ILIM 3.6 4.6 5.5 A

SW リーク電流 ILEAK VEN/SYNC=0V, V+=40V, VSW=0V – – 4 A

NJW4171

- 6 - Ver.1.2


■電気的特性

指定なき場合にはV+=VEN/SYNC=12V, RT=6.8k, Ta=25C

項目記号条件最小標準最大単位

イネーブル制御部／同期入力部

EN/SYNC端子

Highスレッショルド電圧 VTHH_EN/SYNC VEN/SYNC= L → H 1.6 – V

+ V

EN/SYNC端子

Lowスレッショルド電圧 VTHL_EN/SYNC VEN/SYNC= H → L 0 – 0.5 V

EN/SYNC端子

入力バイアス電流 IEN/SYNC VEN/SYNC=12V – 0.8 1.8 A

Power Good部

Highレベル検出電圧 VTHH_PG Measured at FB pin, Rising 0.848 0.864 0.880 V

Lowレベル検出電圧 VTHL_PG Measured at FB pin, Rising 0.744 0.760 0.776 V

ヒステリシス幅 VHYS_PG – 16 – mV

Power Good ON抵抗 RON_PG IPG=10mA – 100 150

OFF時リーク電流 ILEAK_PG VPG=5.5V – – 0.1 A

総合特性

消費電流 IDD

Aバージョン,

RL=無負荷, Not Switching, – 120 150 A

Bバージョン,

RL=無負荷, Not Switching – 2.2 2.7 mA

スタンバイ時消費電流 IDD_STB VEN/SYNC=0V – – 3 A

NJW4171

- 7 - Ver.1.2


■熱特性

項目記号値単位

接合部－周囲雰囲気間 θja HSOP8-M1 145

(3)

43(4)

°C/W

接合部－ケース表面間 ψjt HSOP8-M1 22

(3)

6.3(4)

°C/W



（4層基板内箔：74.2×74.2mm、JEDEC 規格 JESD51-5 に基づき、基板にサーマルビアホールを適用）

■消費電力－周囲温度特性例

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Po

wer

Dis

sip

ati

on

P

D(m

W)

Ambient Temperature Ta (°C)

NJW4171GM1 (HSOP8-M1 Package)Power Dissipation vs. Ambient Temperature

(Topr=-40°C to +125°C, Tjmax=150°C)

At on 4 layer PC Board (4)At on 2 layer PC Board (3)

NJW4171

- 8 - Ver.1.2


■アプリケーション回路例

SWPG

GND

FB

CFB R2COUT

L

SBD

NJW4171

VIN

CIN1

R1

VOUT


(Standby)

Power Good

CIN2

COMP

CC

RC

RT

RT

NJW4171

- 9 - Ver.1.2


■特性例

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

0 10 20 30 40

Oscilla

tin

gF

req

uen

cy

1:

f OS

C1

(kH

z)

Supply Voltage: V+ (V)

Oscillating Frequency 1 vs. Supply Voltage(RT=27kΩ, Ta=25ºC)

850

900

950

1000

1050

1100

1150

0 10 20 30 40

Oscilla

tin

gF

req

uen

cy

2:

f OS

C2

(kH

z)


Oscillating Frequency 2 vs. Supply Voltage(RT=6.8kΩ, Ta=25ºC)

1850

1900

1950

2000

2050

2100

2150

0 10 20 30 40

Oscilla

tin

gF

req

uen

cy

3:

f OS

C3

(kH

z)


Oscillating Frequency 3 vs. Supply Voltage(RT=2.87kΩ, Ta=25ºC)

0.79

0.795

0.8

0.805

0.81

0 10 20 30 40

Refe

ren

ce

Vo

ltag

e:

VB

(V)


Reference Voltage vs. Supply Voltage(Ta=25ºC)

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Oscilla

tin

gF

req

uen

cy:

f OS

C(k

Hz)

Timing Resistor: RT (kΩ)

Timing Resistor vs. Oscillating Frequency(V+=12V, Ta=25ºC)

NJW4171

- 10 - Ver.1.2


■特性例

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 10 20 30 40

Qu

iescen

tC

urr

en

t: I

DD

(mA

)


Quiescent Current vs. Supply Voltage(B ver., RL=No Load, Not Switching, Ta=25ºC)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40

Qu

iescen

t C

urr

en

t: I

DD

(μA

)


Quiescent Current vs. Supply Voltage(A ver., RL=No Load, Not Switching, Ta=25ºC)

0.79

0.795

0.8

0.805

0.81

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Refe

ren

ce

Vo

ltag

e:

VB

(V)

Temperature: (ºC)

Reference Voltage vs. Temperature(V+=12V)

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Oscilla

tin

gF

req

uen

cy 1

: f O

SC

1(k

Hz)

Temperature: (ºC)

Oscillating Frequency 1 vs Temperature(V+=12V, RT=27kΩ)

850

900

950

1000

1050

1100

1150

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Oscilla

tin

gF

req

uen

cy

2:

f OS

C2

(kH

z)

Temperature: (ºC)

Oscillating Frequency 2 vs Temperature(V+=12V, RT=6.8kΩ)

1850

1900

1950

2000

2050

2100

2150

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Oscilla

tin

gF

req

uen

cy

3:

f OS

C3

(kH

z)

Temperature: (ºC)

Oscillating Frequency 3 vs Temperature(V+=12V, RT=2.87kΩ)

NJW4171

- 11 - Ver.1.2


■特性例

3

3.05

3.1

3.15

3.2

3.25

3.3

3.35

3.4

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Th

resh

old

Vo

ltag

e:

(V)

Temperature: (ºC)

Under Voltage Lockout Voltage vs. Temperature

VT_ON

VT_OFF

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

So

ftS

tart

Tim

e:

t SS

(ms)

Temperature: (ºC)

Soft Start Time vs. Temperature(V+=12V, VB=0.75V)

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Min

imu

mO

NT

ime:

t ON

-min

(ns)

Temperature: (ºC)

Minimum ON Time vs. Temperature(V+=12V)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Min

imu

mO

FF

Tim

e:

t OF

F-m

in(n

s)

Temperature: (ºC)

Minimum OFF Time vs. Temperature(V+=12V)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Ou

tpu

tO

NR

esis

tan

ce:

RO

N(Ω

)

Temperature: (ºC)

Output ON Resistance vs. Temperature(ISW=2.5A)

V+=12V

V+=3.4V

V+=40V

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Sw

itch

ing

Cu

rren

tL

imit

: I L

IM(A

)

Temperature: (ºC)

Switching Current Limit vs. Temperature

V+=3.4V

V+=12V, 40V

NJW4171

- 12 - Ver.1.2


■特性例

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Sta

nd

by

Cu

rren

t: I

DD

_S

TB

(μA

)

Temperature: (ºC)

Standby Current vs. Temperature(VEN/SYNC=0V)

V+=3.4V

V+=12V

V+=40V

0

20

40

60

80

100

120

140

160

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Qu

iescen

t C

urr

en

t: I

DD

(μA

)

Temperature: (ºC)

Quiescent Current vs. Temperature(A ver., RL=No load, Not Switching)

V+=3.4V

V+=40V

V+=12V

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Qu

iescen

tC

urr

en

t: I

DD

(mA

)

Temperature: (ºC)

Quiescent Current vs. Temperature(B ver., RL=No Load, Not Switching)

V+=3.4V

V+=12V, 40V

0

1

2

3

4

5

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150

Sw

itch

ing

Leak

Cu

rren

t: I

LE

AK

(μA

)

Temperature: (ºC)

Switching Leak Current vs. Temperature(VEN/SYNC=0V, VSW=0V)

V+=40VV+=12VV+=3.4V

NJW4171

- 13 - Ver.1.2


■端子説明

端子名称端子番号機能

SW 1 パワーMOSFETのスイッチ出力端子です。

GND 2 接地

COMP 3 エラーアンプの出力端子です。

COMP端子－GND間に補償用の抵抗・コンデンサを接続します。

FB 4 出力電圧を検出する端子です。FB端子電圧が基準電圧0.8V typ.となるように出力電圧を抵抗分

割して入力します。

RT 5 タイミング抵抗を接続して、発振周波数を決める端子です。

発振周波数は、100kHz～2.4MHzの間で設定してください。

PG 6 Power Good出力端子です。オープン・ドレインで構成され、FB端子電圧が+8%, -5%で安定した

とき、出力はハイインピーダンスになります。

EN/SYNC 7

NJW4171の動作・停止を制御する端子です。

内部は抵抗によってプルダウンされています。Highレベルで動作、Lowレベルまたはオープンで

スタンバイモードとなります。

またクロック信号を入力することで、信号に同期した発振周波数で動作します。

V+ 8

IC への電源供給端子です。電源供給のインピーダンスを下げるため、IC の近傍に入力コンデン

サを接続してください。

Exposed

PAD – 裏面PADはグラウンドに接続し、PCBにはんだ付けする必要があります。

NJW4171

- 14 - Ver.1.2


■各ブロックの機能説明

１．軽負荷モードの概要

NJW4171のAバージョンには、軽負荷時の効率を上げるための軽負荷モー

ドを搭載しています。

負荷電流が減少すると、NJW4171は自動的に PWM動作から PFM動作へ

切り替わります。このときICはスリープ状態となり消費電流が120A typ.まで

低下します。そのためアプリケーションの入力電流を最小限に抑えることが可

能です。

軽負荷モードの切り替わりには、スイッチ電流のピークがおおよそ 200mA

typ.以下となる必要が有ります。

軽負荷モードは、PFM 動作により発振周波数が低くなるため、通常動作時に

比べるとリップル電圧は若干上昇します。波形例を図1に示します。

インダクタの L値を大きくすることで、スイッチングの停止期間が長くなるため

軽負荷時の効率が改善します。

軽負荷での効率を最適化するためには、出力電圧検出抵抗の無効電流とキ

ャッチ・ダイオードのリーク電流を最小にしてください。

軽負荷モードを有効にするためにはEN/SYNC端子をHighレベルにしてくだ

さい。外部同期動作時は軽負荷モードが停止し、入力されるクロック周波数で

動作します。軽負荷モード動作中にEN/SYNC端子にCLK信号を入力した場

合も、軽負荷モードから通常動作モードに切り替わります。

NJW4171のBバージョンでは、軽負荷モードが無効化されています。

軽負荷時におけるスイッチング周波数の変化はリップル周波数に影響を与えます。

リップルの影響を顕著に受ける負荷においてはBバージョンを選択してください。

SW波形(5V/div)

出力電圧 (50mV/div) (500s/div)

SW波形(5V/div)

出力電圧 (50mV/div) (500s/div)

a) IOUT=1mA時の波形

b) IOUT=10mA時の波形

図１軽負荷モード時の動作波形

Technical Information

NJW4171

- 15 - Ver.1.2


■各ブロックの機能説明（続き）

２．スイッチングレギュレータ基本機能

●エラーアンプ部 (Error AMP)

エラーアンプ部の非反転入力は、0.8V±1%の高精度基準電圧が接続されています。

アンプの反転入力(FB端子)にコンバータの出力を入力することで、出力電圧 0.8Vからのアプリケーション設計を容易にできま

す。出力電圧を 0.8V以上にする場合は、出力電圧を抵抗分割することで設定します。

COMP端子－GND間に位相補償用の抵抗・コンデンサを設けることが容易なため、各種アプリケーションにおける最適なルー

プ補償を設定できます。

●発振回路部 (OSC)、PWM比較器部 (PWM)

RT端子-GND間に抵抗を接続することで発振周波数を設定します。表１に発振周波数とタイミング抵抗の関係を示します。表 1

の抵抗値はE24系列およびE96系列に対応します。

Oscillating Frequency vs. Timing Resistor」特性例も参考に 100kHz～1MHzの間で設定してください。

表１ NJW4171の発振周波数とタイミング抵抗

発振周波数

(MHz)

タイミング抵抗

(k)

発振周波数

(MHz)

タイミング抵抗

(k)

0.1 78.7 1.2 5.6

0.2 41.2 1.4 4.53

0.3 27 1.6 3.83

0.4 20 1.8 3.3

0.5 15.4 2.0 2.87

0.6 12.7 2.1 2.67

0.7 10.7 2.2 2.49

0.8 9.1 2.3 2.32

0.9 7.87 2.4 2.15

1.0 6.8

PWM 比較器部では、出力電圧とスロープ補償されたスイッチング電流のフィードバックにより、PWM 信号を出力します。最大

デューティー比は 100%に設定されているため、入出力間電位差を最小限に抑えます。

NJW4171の最小ON時間 tON-minは 100ns typ.、最小OFF時間 tOFF-minは 65ns typに制限されています。

アプリケーションを設計する場合には、「アプリケーション情報－発振周波数の選択」を参照してください。

●パワーMOSFET

内蔵されたパワーMOSFET のスイッチ動作によって、インダクタへ電力を供給します。過電流保護機能によって、パワー

MOSFETに流せる電流は、ILIM =3.6A min.に制限されます。降圧回路では、パワーMOSFETのOFF時にインダクタ電流が外

付けの回生ダイオードに流れて、順方向バイアス電圧を発生します。SW端子は、V+－SW端子間電圧で 45Vまで許容されま

すが、ショットキーダイオードの順方向飽和電圧が十分に低いものを使用してください。

●電源、GND端子 (V+, GND)

スイッチング動作に伴い、周波数に応じた電流が IC に流れます。電源ラインのインピーダンスが高いと電源供給が不安定にな

り、IC の性能を十分に引き出せません。V+端子－GND 端子間の近傍にバイパスコンデンサを挿入し、高周波インピーダンス

を下げてください。


NJW4171

- 16 - Ver.1.2



３．保護機能、付加機能

●低電圧誤動作防止(UVLO)回路

電源電圧が低い場合、UVLO回路によって動作を停止し、電源電圧3.25V typ.以上でUVLO回路が解除されて ICの動作が開

始します。電源電圧の立ち上がりと立ち下がりに 100mV typ.のヒステリシス電圧幅を持たせています。これにより、UVLOの解

除と動作のばたつきを防止し、NJW4171を安定して動作させます。

●ソフトスタート機能

ソフトスタート機能によって、コンバータの出力電圧は設定値まで緩やかに電圧を上昇します。ソフトスタート時間は 2ms typ.で

あり、エラーアンプの基準電圧が 0～0.75Vになるまでの時間で定義されます。（図２）ソフトスタート回路は、UVLO解除、サー

マルシャットダウンからの復帰後に動作します。

図２ソフトスタートのタイミングチャート

SW pin

0.8V

ON

OFF

Vref,FB pin Voltage

Soft Start時間 tss=2ms typ. VB=0.75Vまで通常動作

Soft Start効果時間 VB=0.8Vまで

UVLO(3.25V typ.)の解除、

スタンバイ、サーマルシャットダウンからの復帰

OSC Waveform


NJW4171

- 17 - Ver.1.2



●過電流保護機能 (OCP)

NJW4171 にはヒカップ(Hiccup)方式の過電流保護機能を内蔵しており、過負荷時の発熱を低減するとともに、過電流の異常状

態から回復にともない、スイッチングレギュレータの出力電圧を自動的に復帰させることができます。

内蔵のパワーMOSFETに ILIM以上の電流が流れると、過電流保護機能によってパワーMOSFETをOFFにし、次の周期でス

イッチング動作を復帰します。

FB端子電圧が 0.5V以下になり、過電流検出を 128パルス継続するとスイッチング動作を停止します。

停止後は、クールダウン時間おおよそ 110ms typ.経過後、ソフトスタートによる再起動を行います。

図３過電流保護動作時のタイミングチャート

●サーマルシャットダウン機能 (TSD)

サーマルシャットダウン機能は、NJW4171のチップ温度が 165℃*を超えるとSW動作を停止します。

チップ温度が 145℃*以下になると、ソフトスタートによる SW動作が開始されます。

なおサーマルシャットダウン機能は、高温時における ICの熱暴走を防止するための予備回路であり、不適切な熱設計を補うた

めでは有りません。ICのジャンクション温度（～+150C）範囲内で動作させるように、十分な余裕を満たすことをお奨めします。

（* 参考値）

●スタンバイ機能

EN/SYNC端子を 0.5V max.以下にすることでNJW4171の機能を停止させスタンバイ状態にします。

内部は抵抗によってプルダウンされており、端子オープン時はスタンバイモードに移行します。

スタンバイ機能を使用しない場合は、EN/SYNC端子をV+に接続してください。

SW pinON

OFF

SwitchingCurrent

ILIM

0

定常状態過負荷状態ソフトスタート動作

0.8V

0.5V

0V

FB pinVoltage

パルス・バイ・パルス

パルスカウント 128パルスクールダウン時間 110ms typ.


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●外部同期機能

EN/SYNC端子に方形波を入力することで、NJW4171の発振器を外部周波数に同期させることができます。

方形波は、表２の仕様を満たす必要があります。

表２ EN/SYNC端子に入力する方形波

条件

入力周波数 fOSC0.9 ～ fOSC1.7

2,800kHz上限

デューティー

サイクル 40% ～ 60%

電圧振幅 1.6V 以上（Highレベル）

0.5V以下（Lowレベル）

外部同期時のスイッチング動作は、入力信号の立ち上がりエッジに対してトリガを行います。

またスタンバイ状態や非同期動作と外部同期動作の切り替わりでは、誤動作を防止するために約 20～30s の遅延時間を設け

ています。（図４）

図４外部同期信号によるスイッチング動作

●Power Good機能、過電圧保護機能

出力状態を監視し、オープン・ドレイン構成のPG端子より信号を出力します。

FB端子が 0.760V～0.864V typ.で安定状態のとき、Power Good出力はハイインピーダンスになります。

Power Good出力が Lowレベルの場合、FB端子が設定電圧を外れていることを知らせます。

Power Good出力の誤動作を防止するため、FB端子の電圧変化に対して16mV typ.のヒステリシスと、約20～30sの遅延時

間を設けています。

Power GoodのHighレベル検出は過電圧保護機能を兼ねています。

アプリケーションの異常によって FB端子電圧がHighレベル検出電圧を超えると、パワーMOSFETを最優先でOFFします。

SW pin

ON

OFF

スタンバイ遅延時間外部同期動作

EN/SYNC pin

High

Low


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- 19 - Ver.1.2


■アプリケーション情報

●発振周波数の選択

発振周波数が高いほど小型のインダクタとコンデンサが使用できます。その反面、アプリケーションの効率低下、最小ON時間

の制限を受けることを考慮してください。

NJW4171の最小ON時間 tON-minは 100ns typ.に設定されているため、降圧回路のON時間が 100ns typ.以上となる発振周

波数を選択する必要が有ります。

降圧回路のON時間は、下記式によって決まります。

sfV

Vton

OSCIN

OUT

VINは入力電圧、VOUTは出力電圧を表します。ON時間が100ns typ.以下となる場合は、出力電圧を安定状態に保つためにデュ

ーティーの変動やパルススキップ動作を行う可能性があります。

●インダクタ

インダクタには大電流が流れるため、飽和しない電流能力を持たせる必要があります。

インダクタ・リップル電流ΔILは、出力電流の20%～40%を目安に設計します。

L値が小さくなると、出力電流に対するピーク電流が大きくなり、変換効率が低下しやすくなります。（図５）

また過電流リミットに掛かりやすくなるため、出力電流が制限される点に注意しなければいけません。

ピーク電流は、下記式によって求められます。

ΔIL = 0.2～0.4 ×IOUT [A]

]A[

fVI

VVVL

OSCINL

OUTOUTIN

]A[I

IIpk LOUT

2

L値が小さいとき L値が大きいとき

図５インダクタ電流の状態（電流連続モード動作時）

Output Current

IOUT

Indunctor

Ripple Current IL

0

Current

tON tOFF

Peak Current IPK

Indunctor

Ripple Current IL

Peak Current IPK

tON tOFF


NJW4171

- 20 - Ver.1.2


■アプリケーション情報（続き）

多くの場合、発振周波数によって最適な L値が決まります。表３にインダクタの設定例を示します。

表３インダクタの設定例

発振周波数

[MHz]

インダクタ L

[H] 使用部品例

0.1 47 (22 to 100) CLF12577NIT (TDK)

0.3 15 (6.8 to 33) CLF10060NIT (TDK)

0.5 10 (4.7 to 22) CLF7045NIT (TDK)

1 4.7 (2.2 to 10) CLF6045NIT (TDK)

1.5 3.3 (1.8 to 6.8) CLF6045NIT (TDK)

2.1 2.2 (1 to 4.7) CLF5030NIT (TDK)

2.4 1.5 (0.8 to 3.3) CLF5030NIT (TDK)

インダクタの L は理論上の値であり、アプリケーションの仕様、部品等によって最適な値は異なりますので、最終的には実機で

微調整を行ってください。

●入力コンデンサ

スイッチングレギュレータの入力部には、周波数に応じた過渡的な電流が流れます。電源回路に供給される電源インピーダン

スが大きいと入力電圧の変動につながり、NJW4171の性能を十分に引き出せません。よって入力コンデンサは、できる限り IC

の近くに挿入してください。

NJW4171 の入力コンデンサには、セラミックコンデンサが適しており、リップル電流を容易に満たすことが出来ます。入力実効

電流は、下記計算式で表せます。

]A[

V

VVVII

IN

OUTINOUT

OUTRMS

上記計算式は、VIN=2×VOUT時が最大になり、その時の結果は、IRMS=IOUT(MAX)÷2です。

入力コンデンサの選定は、アプリケーションで評価の上、十分なマージンを持った物をご使用ください。


NJW4171

- 21 - Ver.1.2



●出力コンデンサ

出力コンデンサは、インダクタンスからの電力を蓄え、出力への供給電圧を安定させる役割をします。

NJW4171の出力コンデンサにはセラミックタイプが最適です。

セラミックコンデンサは、DC 電圧印加や温度変化によって容量が低下するため、スペックシート等で特性を確認してください。

出力コンデンサの容量は下記を参考に決定します。

]F[10fV

100C 6

OSCOUT

OUT

出力コンデンサの選定には、ESR(等価直列抵抗：Equivalent Series Resistance)の特性、リップル電流、耐圧を考慮に入れる

必要が有ります。

低ESRタイプのコンデンサであれば、リップル電圧を下げることが出来ます。

出力リップル電圧は、下記計算式で表せます。

]V[Cf8

1ESRIV

OUTOSC

L)pp(ripple

コンデンサに流れるリップル電流の実効値(Irms)は、下記計算式で表せます。

]A r m s[I

I L

r m s32

●キャッチ・ダイオード

パワーMOSFET が OFF サイクルの時は、インダクタに蓄えられた電力がキャッチ・ダイオードを経由して出力コンデンサに流

れます。そのためダイオードにはサイクル毎に、負荷電流に応じた電流が流れます。ダイオードの順方向飽和電圧と電流の積

が電力損失となるため、順方向飽和電圧の低いSBD (Schottky Barrier Diode)が最適です。

SBDを選定する際は、高温環境下での逆電流も考慮したいスペックです。

SBD は一般的なダイオードに比べて逆電流が大きくなる特徴があります。逆電流が多くなるとダイオードの損失につながるた

め、SBDのスペックを確認のうえ選定してください。

●出力電圧の設定

出力電圧VOUTは、R1, R2の抵抗比で決まります。

抵抗値が小さいと無効電流が増加し、軽負荷時の効率に影響を与えます。軽負荷機能を搭載した A バージョンでは、軽負荷で

の損失を抑えるため、電圧検出抵抗を大きくしてください。

]V[VR

RV BOUT

1

1

2


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- 22 - Ver.1.2



●補償の設計例

スイッチングレギュレータは、安定した出力を得るためにフィードバック回路を必要

とします。インダクタや出力コンデンサ等によって、アプリケーションの周波数特性

が変化するので、安定動作に必要な位相を確保しつつ、最大の帯域が得られる補

償定数が理想的です。

これらの補償定数は、実機調整も大きな役割を果たします。最終的にはア

プリケーション仕様を考慮して、測定しながら定数を選定してください。

・フィードバックと安定性

フィードバックループは、ループゲインが 0dB となる点において、開ループの位相

シフトを-180°未満にする事が基本です。さらに負荷変動時のリンギングや発振

耐性を考えると、位相余裕を確保したループ特性が重要です。NJW4171 ではフィ

ードバック回路が任意に設計できるため、ループ補償に重要なポールとゼロの配

置を最適化する事が可能です。

ポールとゼロの特性を図６に示します。

ポール：ゲインは-20dB/decの傾きをもち、位相は-90°シフトします。

ゼロ：ゲインは+20dB/decの傾きをもち、位相は+90°シフトします。

ポールとなる要因の数を n とすれば、ゲイン・位相の変化も n 倍になります。ゼロ

においても同様です。ポールとゼロは相反の関係にあるため、それぞれの要因が

１つずつあれば、打ち消し合うことになります。

・ポールとゼロの設定

アプリケーション条件とエラーアンプの設定によってポールとゼロの位置が決まります。

図７に補償回路の構成、表４にポールとゼロの設定方法を示します。

Gain

P

hase

-20dB/dec

fP/10 10fP fP

-45

0

-90

Frequency

Gain

P

hase

+20dB/dec

fZ/10 10fZ fZ

+45

0

+90

Frequency

Pole

Zero

ポール

ゼロ

図６ポールとゼロの特性


NJW4171

- 23 - Ver.1.2



図７補償回路の構成

表４ポールとゼロの設定方法

記号計算式設定の目安概要

fP1 CV

1P

Cgm

A2

1f

(例：71.7Hz)

5000

ff

20000

f OSC1P

OSC エラーアンプの出力に接続されるCCによって

1stポール fP1の位置が決まります。

fPOUT OUT

OUT

OUT

POUT

CI

V2

1f

(例：2.4kHz) 12

f

f5.3

1Z

POUT

(例：8.8)

出力に接続される容量と負荷抵抗によってポー

ル fPOUTが発生します。

このとき、負荷抵抗は最大負荷電流を想定して計

算します。

COUTにセラミックコンデンサを使用している場合

は、DCバイアスを考慮した実効容量とするのが

現実的です。

fZ1 CC

1ZCR2

1f

(例：21.2kHz)

エラーアンプの出力に接続されるRCとCCによ

ってゼロ fZ1の位置が決まります。

fZ2 FB

2ZC2R2

1f

20kHz to 80kHz

(例：38.8kHz)

R2とCFBによってゼロ fZ2が発生します。

fP2による位相変化を補償します。

fP2 － 50kHz程度エラーアンプの2ndポールが50kHz付近に設定

されています。

※数値例は、P.28のアプリケーションに基づきます。

数100kHz以上では様々なポールが生じるため、ループゲインの0dB周波数は発振周波数の1/5～1/10を上限に設定しま

す。発振周波数が高い場合、十分な位相余裕を確保するためはループゲインを 100kHz 程度に抑えてください。またルー

プゲインが高周波領域で安定性の影響を受ける場合は、RFB、CC2を用いて実機調整を行ってください。

V+

FBError AMP

Buffer

Vref

0.8V

SW

PWM

COMP

CFB

R2

COUT

L

SBD

VIN

R1

CC

RC

RFB

(Option)

CC2

(Option)

ROUT

IOUT

VOUT


NJW4171

- 24 - Ver.1.2



●基板レイアウト

スイッチングレギュレータは、インダクタの充放電によって出力へ電力供給を行います。発振周波数に応じて電流が流れるため、

基板のレイアウトは重要な項目です。大電流の流れるラインは太く、短くし、ループ面積を最小限にしてください。図８に降圧回

路における電流ループを示します。

特にスイッチングにおける高速な電流変化を伴うCIN－SW－SBD間は、最優先でループを構成します。

寄生インダクタによって発生するスパイクノイズを低減するのに効果的です。

(a) 降圧回路 SW ON状態 (b) 降圧回路 SW OFF状態

図８降圧回路における電流ループ

GNDラインは、パワー系と信号系を分離した上で１点アースをとるのが望ましい接続です。

また電圧検出のフィードバックラインは、できるだけインダクタンスから離します。本ラインはインピーダンスが高いため、インダ

クタンスからの漏れ磁束でノイズの影響を避けるように配線します。

図９に降圧回路での配線例、図１０にレイアウト例を示します。

図９降圧回路での配線例

NJW4171

内蔵SW

COUT

L

SBDCINVIN

NJW4171

内蔵SW

COUT

L

SBDCINVIN

負荷近傍で電圧を検出し、電圧降下が負荷へ影響を与えないように配慮する。

SW

GND

FB

V+

CFB

R2

COUT

L

SBD

NJW4171

CIN

R1

VOUT

VIN

RL（負荷）

ICのインピーダンスが高いため、

電圧検出抵抗 R1,R2はできるだけICの近くに配置する。

信号系のGNDをパワー系と分離する。

(バイパス用)


NJW4171

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裏面にてパワー系GNDと信号系GNDを接続

図１０レイアウト例（上面パターン）

CFB

RFB

R1

VOUT

Power GND Area

Feed back signalGNDOUT

GND IN VIN

Signal GND Area

EN/SYNC

L

CIN

Power Good

SBD

COUT COUT

R2

RT

RC

CC CC2

Power GND Area


NJW4171

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■パッケージパワーの計算

降圧回路の損失の多くは、スイッチ動作を行う NJW4171 のパワーMOSFET によって発生します。そのため下記式を目安に

NJW4171の損失として考えます。

入力電力：PIN = VIN IIN [W]

出力電力：POUT = VOUT IOUT [W]

ダイオードの損失：PDIODE = VF IL(avg) OFF duty [W]

NJW4171の消費電力：PLOSS = PIN POUT PDIODE [W]

ただし、

VIN ：コンバータの入力電圧 IIN ：コンバータの入力電流

VOUT ：コンバータの出力電圧 IOUT ：コンバータの出力電流

VF ：ダイオードの順方向飽和電圧 IL(avg) ：インダクタ平均電流

OFF duty ：スイッチOFFデューティーサイクル

変換効率は、下記式によって求められます。

= (POUT PIN) 100 [%]

求めた消費電力PDに対して温度ディレーティングを考慮します。

「Power Dissipation vs. Ambient Temperature」特性例を参考に、定格内に収まるか確認してください。


NJW4171

- 27 - Ver.1.2


■アプリケーション例

IC ：NJW4171GM1-A

入力電圧：VIN=12V

出力電圧：VOUT=5V

出力電流：IOUT=2.5A

発振周波数：fosc=500kHz

記号数量部品番号概要メーカー

IC 1 NJW4171GM1-A 2.5A MOSFET内蔵 SW.REG. IC New JRC

L 1 CLF7045NIT-100M Inductor 10H, 3.1A TDK

SBD 1 D1FT4A Schottky Diode 40V, 3A Shindengen

CIN1 1 UMK325BJ106MM Ceramic Capacitor 3225 10F, 50V, X5R Taiyo Yuden

COUT 1 GRM32EB31C476KE15 Ceramic Capacitor 3225 47F, 16V, B Murata

CFB 1 5pF Ceramic Capacitor 1608 5pF, 50V, CH Std.

CC 1 1,000pF Ceramic Capacitor 1608 1,000pF, 50V, CH Std.

RC 1 7.5k Resistor 1608 7.5k, 1%, 0.1W Std.

R1 1 154k Resistor 1608 154k, 1%, 0.1W Std.

R2 1 820k Resistor 1608 820k, 1%, 0.1W Std.

RT 1 15.4 k Resistor 1608 15.4k, 1%, 0.1W Std.

SWPG

GND

FB

R2

820k

L 10H/3.1A

SBD

NJW4171

VIN =12V

CIN1

10F/50V

R1

154k

VOUT =5V


(Standby)

Power Good

CIN2

Open

COMP

CC 1,000pF

RC 7.5k

RT

CFB

5pF

RT 15.4k

CC2 Option

RFB

OptionCOUT 47F/16V


NJW4171

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■アプリケーション特性例

0

1

2

3

4

5

6

0.1 1 10 100 1000 10000

Ou

tpu

tV

olt

ag

eV

OU

T[V

]


Load Regulation(A ver., fOSC=500kHz)

VIN=8V, 12V, 16V

0

1

2

3

4

5

6

0.1 1 10 100 1000 10000

Ou

tpu

tC

urr

en

tI O

UT

[V]


Load Regulation(B ver., fOSC=500kHz)

VIN=8V, 12V, 16V

VIN=12V

VOUT=5V

IOUT=2.5A

fOSC=500kHz


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.1 1 10 100 1000 10000

Eff

icie

ncy

[%

]


Efficiency vs. Output Current(A ver., VOUT=5V, fOSC=500kHz)

VIN=8V

VIN=12V

VIN=16V

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.1 1 10 100 1000 10000

Eff

icie

ncy

[%

]


Efficiency vs. Output Current(B ver., VOUT=5V, fOSC=500kHz)

VIN=8V

VIN=12V

VIN=16V

NJW4171

- 29 - Ver.1.2


■外形寸法図

0～10°

Ａ部詳細図Ａ

0.10 S

0.4±0.10.12 M

0.08±

0.05

0.05±

0.05

5.2±0.3

6.2±

0.3

4.4±

0.2

1.27

0.895max

1.55±

0.15

S

2.7±

0.05

2.9±0.05

0.15 +0.10-0.05

0.4±

0.2

HSOP8 Unit: mm

NJW4171

- 30 - Ver.1.2


■フットパターン

2.4

1.27

6.99

2.6

1.270.5

4.31

＜ランドパターン＞

1.27

2.7

0.875

0.2

0.2

2.9

4.31

6.99

0.50.771.27

＜メタルマスク＞

<実装上の注意>

HSOP8パッケージの裏面電極にスタンドオフがある為、実装の際には以下の点に注意して下さいますようお願い致します。

(1) リード部と裏面電極のリフロー温度プロファイル

リード部と裏面電極部のリフロー温度プロファイルが、共に設定した温度以上であることが必要です。

実装時にリード部と裏面電極部に温度差があり、はんだ溶融温度(ぬれ温度)より低い場合、実装不良が発生する可能性があります。

(2) フットパターン/メタルマスクのデザイン

はんだパターン印刷用のメタルマスク厚が “0.13mm” 以上必要です。

(3) はんだペースト

フットパターン/メタルマスクおよび以下のはんだペーストを用い実装評価を行っております。はんだ組成が同じでもメーカーや型番に

よって実装性が大きく異なる場合がありますので、ご使用のフットパターン/メタルマスク及びはんだペーストを用い実装性について

事前評価することを強く推奨致します。

はんだペースト組成 Sn37Pb(千住金属工業製：OZ7053-340F-C)

Sn3Ag0.5Cu(千住金属工業製：M705-GRN350-32-11)

HSOP8 Unit: mm

NJW4171

- 31 - Ver.1.2


■包装仕様

テーピング寸法

Feed direction

A

B

P2 P0

P1

φD0

φD1

EF

W

T

K0

SYMBOL

ABD0D1EFP0P1P2TT2K0W

DIMENSION6.7±0.15.55±0.11.55±0.052.05±0.051.75±0.15.5±0.054.0±0.18.0±0.12.0±0.050.3±0.052.472.1±0.112.0±0.2

REMARKS

リール寸法

A

E

C D

B

W

W1

SYMBOLA

BC

DE

WW1

DIMENSIONφ330±2

φ 80±1φ 13±0.2

φ 21±0.82±0.5

13.5±0.517.5±1

テーピング状態

400mm MIN. 3000pcs/reel

Empty tape

500mm MIN.

Covering tape

400mm MIN.

Sealing with covering tape

Feed direction

Devices Empty tape

梱包状態

Label

Put a reel into a box

Label

Insert direction

(TE1)

HSOP8 Unit: mm

NJW4171

- 32 - Ver.1.2


■推奨実装方法

・リフローはんだ法

＊リフロー温度プロファイル

a：温度上昇勾配： 1～4℃/s

b：予備加熱温度

時間

： 150～180℃

： 60～120s

c：温度上昇勾配： 1～4℃/s

d：実装領域A温度

時間

e：実装領域B温度

時間

： 220℃

： 60s以内

： 230℃

： 40s以内

f：ピーク温度： 260℃以下

ｇ：冷却温度勾配： 1～6℃/s

温度測定点：パッケージ表面 a b c

e

g

150℃

260℃

常温

f

180℃

230℃

220℃ d

NJW4171

- 33 - Ver.1.2


■改定履歴

日付改訂変更内容

2017.03.27 Ver.1.0 新規リリース

2017.04.13 Ver.1.1 特長の修正

外形寸法図、フットパターン、包装仕様、推奨実装方法の追加

2017.08.01 Ver.1.2 アプリケーション特性例の修正

NJW4171

- 34 - Ver.1.2


■注意事項

１．当社は、製品の品質、信頼性の向上に努めておりますが、半導体製品はある確率で故障が発生することがありますので、当

社半導体製品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害等を生じさせることのないように、お客様の責任

においてフェールセーフ設計、冗長設計、延焼対策設計、誤動作防止設計等の安全設計を行い、機器の安全性の確保に十

分留意されますようお願いします。

２．このデータシートの掲載内容の正確さには万全を期しておりますが、掲載内容について何らかの法的な保証を行うものでは

ありません。とくに応用回路については、製品の代表的な応用例を説明するためのものです。また、工業所有権その他の権

利の実施権の許諾を伴うものではなく、第三者の権利を侵害しないことを保証するものでもありません。

このデータシートに記載されている商標は、各社に帰属します。

３．このデータシートに掲載されている製品を、特に高度の信頼性が要求される下記の機器にご使用になる場合は、必ず事前に

当社営業窓口までご相談願います。

· 航空宇宙機器

· 海底機器

· 発電制御機器 (原子力、火力、水力等)

· 生命維持に関する医療装置

· 防災/ 防犯装置

· 輸送機器 (飛行機、鉄道、船舶等)

· 各種安全装置

４．このデータシートに掲載されている製品の仕様を逸脱した条件でご使用になりますと、製品の劣化、破壊等を招くことがあり

ますので、なさらないように願います。仕様を逸脱した条件でご使用になられた結果、人身事故、火災事故、社会的な損害等

を生じた場合、当社は一切その責任を負いません。

５．ガリウムヒ素（GaAs）の安全性について

対象製品：GaAs MMIC、フォトリフレクタ

ガリウムヒ素（GaAs）製品取り扱い上の注意事項

この製品は、法令で指定された有害物のガリウムヒ素（GaAs）を使用しております。危険防止のため、製品を焼いたり、砕い

たり、化学処理を行い気体や粉末にしないでください。廃棄する場合は関連法規に従い、一般産業廃棄物や家庭ゴミとは混

ぜないでください。

６．このデータシートに掲載されている製品の仕様等は、予告なく変更することがあります。ご使用にあたっては、納入仕様書の

取り交わしが必要です。

Documents

NJW4171 - 新日本無線株式会社(New JRC) R T =6.8k 850 1,000 1,150 kHz 発振周波数3 f OSC3 R T =2.87k 1,860 2,000 2,140 kHz 誤差増幅器部 基準電圧 V B-1.0% 0.8 +1.0%

NJW4171 - 新日本無線株式会社(New JRC) R T =6.8k 850 1,000 1,150 kHz 発振周波数3 f OSC3 R T =2.87k 1,860 2,000 2,140 kHz 誤差増幅器部基準電圧 V B-1.0% 0.8 +1.0%