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SP6645

器件型号:SP6645
厂商名称:SIPEX
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器件描述

Single/Dual Alkaline Cell, High Efficiency Boost DC-DC Regulator

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SP6645器件文档内容

                    �                                                     SP6644/6645

                    Single/Dual Alkaline Cell, High Efficiency
                                            Boost DC-DC Regulator

90mA Output Current at 1.3V Input                      VBAT 1             SP6644         8 V OUT
190mA Output Current at 2.6V Input                  BATTL0 2              SP6645         7 LX
+2V to +5.5V Output Range                                                                6 GND
0.88V Guaranteed Start-Up                               RLIM 3           8 Pin MSOP      4 FB
92% High Efficiency                                   SHDN 4
1.6�A Quiescent Supply Current at VBATT
Reverse Battery Protection
Internal Synchronous Rectifier
5nA Logic Controlled Shutdown Current

   From V
                      BATT

Low-Battery Detection Active LOW Output
Small 8 Pin MSOP Package
Flexibility to Optimize Inductor Type with

   Programmable Peak Current Control
No External FETs

                                                                                                   DESCRIPTION

The SP6644/6645 devices are high-efficiency, low-power step-up DC-DC converters ideal
for single or dual alkaline cell applications such as pagers, remote controls, pointing devices,
medical monitors, and other low-power portable end products. Designers can control the
SP6644 device with an active LOW shutdown input. The SP6644 device features an active
low output for batteries below +1.0V. The SP6645 device features an active low output for
batteries below +2.0V. Both devices contain a 0.8 synchronous rectifier, a 0.5
N-channel MOSFET power switch, an internal voltage reference, circuitry for pulse-
frequency-modulation, and an under voltage comparator. The output voltage for the
SP6644/6645 devices is preset to +3.3V + 4% or can be adjusted from +2V to +5.5V by
manipulating two external resistors

                                                                         TYPICAL APPLICATION CIRCUIT

                                         22�H
                                         0.7A

0.88V to
3.3V Input

                       47�F              VBATT   LX

                                   RLIM              VOUT

                                                                                +3.3VOUT

                                         SP6644                           47�F
                                         SP6645

                                                           BATTLO

                             SHDN

                                         GND    FB

Rev:B Date 4/13/04           SP6644/6645 High Efficiency Boost Regulator  � Copyright 2004 Sipex Corporation

                                              1
                                                                                ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

These are stress ratings only and functional operation of the
device at these ratings or any other above those indicated in
the operation sections of the specifications below is not
implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for
extended periods of time may affect reliability.

VBATT to GND.............................................-0.3 to 6.0V
VOUT to GND..............................................-0.3 to 6.0V
LX, SHDN, FB, BATTLO, to GND.............-0.3 to 6.0V
Reverse battery Current, TAMB=+25�C.............220mA
(NOTE 1)
VBATT forward current............................................0.5A
VOUT, LX current......................................................1A
Storage Temperature Range............-65�C to +165�C
Lead Temperature (soldering 10s)..................+300�C
Operating Temperature.......................-40�C to +85�C

Power Dissipation Per Package
8-pin �SOIC (derate 4.85mW/OC above +70OC)..........390mW

                                                                       ELECTRICAL CHARACTERISTICS

VBATT = VSHDN = 1.3V, ILOAD = 0mA, FB = GND, TAMB = -40oC to +85oC, and typical values are at TAMB = +25oC unless otherwise noted.

                PARAMETER         MIN. TYP. MAX. UNITS                                         CONDITIONS

Maximum Operating Input Voltage,              3.3                         V
VBATT(MAX)
Start-Up Input Voltage, VBATT           0.82 1.1                          V      RL = 3k,
Start-Up Input Voltage, VBATT
Temperature Coefficient                 -1                                mV�C

SHDN Input Voltage                            15                          %       % of VBATT
                        VIL
                        VIH       80                                              % of VBATT

SHDN Input Current                      1     100                         nA

FB Input Current                        1     100                         nA  VFB =1.3V,

FB Set Voltage, VFB               1.215 1.262 1.309 V  external feedback
BATTLO Falling Trip Voltage
                                  0.94  1.00  1.06                        V       SP6644, VOUT = 3.3V
Output Voltage, VOUT              1.88  2.00  2.12                                SP6645, VOUT = 3.3V
Output Voltage Range
                                  3.16  3.30  3.44                        V      VFB<0.1V
N-Channel On-Resistance
                                  2.0         5.5                         V  external feedback
P-Channel On-Resistance
                                        0.5 1.0                                   VOUT = 3.3V
                                                                                  VOUT = 3.3V
                                        0.8 1.6                           

Rev:B Date 4/13/04                SP6644/6645 High Efficiency Boost Regulator                 � Copyright 2004 Sipex Corporation

                                                   2
                                                         ELECTRICAL CHARACTERISTICS

VBATT = VSHDN = 1.3V, ILOAD = 0mA, FB = GND, TAMB = -40oC to +85oC, and typical values are at TAMB = +25oC unless otherwise noted.

            PARAMETER                   MIN. TYP. MAX. UNITS                         CONDITIONS

Quiescent Current into VOUT, IQOUT       50 80           �A  VOUT = 3.5V
Quiescent Current into VBATT, IQBATT     1.6 3.0
Shutdown Current into VOUT, ISHDNOUT    0.001 0.5        �A  VBATT = 1.0V
Shutdown Current into VBATT, ISHDNBATT  0.005 0.1
Low Output Voltage for BATTLO, VOL                       �A  VOUT = 3.5V, VSHDN - 0V
Leakage Current for BATTLO                          0.4
                                                     1   �A  VBATT = 1.0V, VSHDN - 0V

                                                         V     VBATT = 0.9V,VOUT = +3.3V,ISINK =1mA

                                                         �A    VBATT = 2.6V,VBATTLO = 3.5V

Efficiency                                     89        %     ILOAD = 150mA,VBATT = 2.6V

Inductor Peak Current, IPEAK             275 350 400     mA  RLIM = 5k, NOTE 3
Under Voltage Lock-out (UVLO)           0.500 0.720
                                                         V

NOTE 1: The reverse battery current is measured from the Typical Operating Circuit's input terminal to GND
when the battery is connected backward. A reverse current of 220mA will not exceed package dissipation limits
but, if left for an extended time (more than 10 minutes), may degrade performance.
NOTE 2: Specifications to -40oC are guaranteed by design, not production tested.

NOTE 3: Inductor Peak Current where . IPEAK =      1400
                                                   RLIM

Rev:B Date 4/13/04                      SP6644/6645 High Efficiency Boost Regulator  � Copyright 2004 Sipex Corporation

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                                                                                                 PERFORMANCE CHARACTERISTICS

Refer to the circuit in Figure 28, TAMB = +25oC unless otherwise noted.

Efficiency (%)  100                                                  Vb=1.0V     Efficiency (%)  100                                       Vb=1.0V
                 90                                                  Vb=1.3V                      90                                       Vb=1.3V
                 80                                                  Vb=2.0V                      80                                       Vb=2.0V
                 70                                                  Vb=2.6V                      70                                       Vb=2.6V
                 60                                                  Vb=3.2V                      60                                       Vb=3.2V
                 50                                                                               50
                 40       1.0    10.0        100.0  1000.0                                        40       1.0  10.0        100.0  1000.0
                     0.1                                                                              0.1

                                 Iload (mA)                                                                     Iload (mA)

Figure 1. Efficiency vs. Output Current (Vout=3.3V),                             Figure 2. Efficiency vs. Output Current (VOUT=3.3V),
Rlim=2.5k, Li=22uH Sumida CD43                                                   Rlim=5k, Li=22�H Sumida CD43

Efficiency (%)  100                                                     Vb=1.0V  Efficiency (%)  100                                       Vb=1.0V
                 90                                                     Vb=1.3V                   90                                       Vb=1.3V
                 80                                                     Vb=2.0V                   80                                       Vb=2.0V
                 70                                                     Vb=2.6V                   70                                       Vb=2.6V
                 60                                                     Vb=3.2V                   60                                       Vb=3.2V
                                                                                                  50
                 50       1.0    10.0        100.0  1000.0                                        40       1.0  10.0        100.0  1000.0
                 40                                                                                  0.1

                    0.1

                                 Iload (mA)                                                                     Iload (mA)

Figure 3. Efficiency vs. Output Current (Vout=3.3V),                             Figure 4. Efficiency vs. Output Current (Vout=3.3V),
Rlim=2.5k, Li=22uH Sumida CDRH5D18 Low Profile                                   Rlim=5k, Li=100�H Sumida CD54

                100                                                                              100

                90                                                                               90
                                                                                                 80
Efficiency (%)  80                                                               Efficiency (%)  70                                        Vb=1.0V
                                                                                                                                           Vb=1.3V
                                                                Vb=1.0V                          60                                        Vb=2.0V
                                                                                                 50                                        Vb=2.6V
                70                                              Vb=1.3V                          40                                        Vb=3.2V

                60                                              Vb=2.0V                             0.1

                                                                Vb=2.6V

                50                                              Vb=3.2V

                40        1.0    10.0        100.0  1000.0                                                 1.0  10.0        100.0  1000.0
                   0.1

                                 Iload (mA)                                                                     Iload (mA)

Figure 5. Efficiency vs. Output Current (Vout=5V),                               Figure 6. Efficiency vs. Output Current (Vout=5V),
Rlim=2.5k, Li=22uH Sumida CD43, Refer to Figure 29,                              Rlim=5k, Li=22uH Sumida CD43, Refer to Figure 29,
R1=499k, R2=169k                                                                 R1=499k, R2=169k

                3.33                                                                             3.33
                                                                                                 3.32
VOUT (V)        3.32                                            Vb=1.3V          VOUT (V)        3.31                                      Vb=1.3V
                3.31                                            Vb=2.6V                          3.30                                      Vb=2.6V
                3.30                                                                             3.29
                                                                                                 3.28
                3.29                                                                             3.27

                3.28                                                                                    0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
                                                                                                                               Iload (mA)
                3.27      20 40  60 80 100 120 140 160 180 200
                       0                  Iload (mA)

Figure 7. Line/Load Rejection vs. Output Current                                 Figure 8. Line/Load Rejection vs. Output Current
(Vout=3.3V), Rlim=2.5k, Li=22uH Sumida CD43                                      (Vout=3.3V), Rlim=5k, Li=22uH Sumida CD43

Rev:B Date 4/13/04                                  SP6644/6645 High Efficiency Boost Regulator                       � Copyright 2004 Sipex Corporation

                                                                     4
                                                                                                 PERFORMANCE CHARACTERISTICS

Refer to the circuit in Figure 28, TAMB = +25oC unless otherwise noted.

VOUT (V)              5.08                                               Vb=1.3V    VOUT (V)     5.08                                                            Vb=1.3V
                      5.07                                               Vb=2.6V                 5.07                                                            Vb=2.6V
                      5.06                                                                       5.06
                      5.05         10 20 30 40 50 60 70 80 90 100                                5.05
                      5.04
                      5.03                                                                       5.04
                      5.02                                                                       5.03
                      5.01                                                                       5.02
                      5.00                                                                       5.01
                                                                                                 5.00
                             0
                                                                                                        0
                                                                                                              10         20         30           40      50

                                           Iload (mA)                                                                    Iload (mA)

Figure 9. Line/Load vs. Output Current (Vout=5V),                                   Figure 10. Line/Load vs. Output Current (Vout=5V),
Rlim=2.5k, Li=22uH Sumida CD43, Refer to figure 29,                                 Rlim=5k, Li=22uH Sumida CD43, Refer to figure 29,
R1=499k, R2=169k                                                                    R1=499k, R2=169k

             240                                                                                 240
             220                                                                                 220

             200                                                                                 200
             180                                                                                 180
                                                                                                 160
Max IO (mA)  160                                                         Rlim=2.5K  Max IO (mA)                                                                           Rlim=2.5K
             140                                                         Rlim=5K                 140                                                                      Rlim=5K
                                                                                                 120
             120                                                                                                                                         4.0
             100                                                                                 100
                                                                                                   80
               80
                                                                                                   60
                      60                                                                           40
                      40                                                                           20

                      20                                                                            0         1.0            2.0            3.0
                       0                                                                              0.0

                      0.0          1.0     2.0             3.0      4.0

                                           Vbatt (V)                                                                     Vbatt (V)

Figure 11. Maximum Load Current vs. Vbatt                                           Figure 12. Maximum Load Current vs. Vbatt (Vout=5V),
(Vout=3.3V), Li=22uH Sumida CD43                                                    Li=22uH Sumida CD43, Refer to Figure 29,
                                                                                    R1=499k, R2=169k

             10000                                                                               3.33
                                                                                                 3.32
Battery Current (�A)  1000                                               Rlim=2.5k  VOUT (V)     3.31
                       100                                               Rlim=5k                 3.30
                                                                                                 3.29
                          10                                                                     3.28
                                                                                                 3.27
                              0.0  1.0     2.0             3.0      4.0                                               0      20         40           60      80  100
                                                                                                       -40 -20

                                           Vbatt (V)                                                                         Temperature (degC)

Figure 13. No Load Battery Current vs. Vbatt                                        Figure 14. Output Voltage vs. Temperature,
(Vout=3.3V), Li=22uH Sumida CD43                                                    Rlim=2.5k, Rload=3k, (Vout=3.3V),Li=22uH Sumida CD43

IOQ (�A)              60                                                            IBQ (�A)     3.0
                      55                                                                         2.5
                                        0  20          40       60  80 100                       2.0               0         20         40           60  80      100
                      50                                                                         1.5
                      45                                                                         1.0
                      40                                                                         0.5
                                                                                                 0.0
                      35
                      30                                                                             -40 -20

                         -40 -20

                                           Temperature (degC)                                                            Temperature (degC)

Figure 15. Io Pin Quiescent Current vs. Temperature,                                Figure 16. Ibatt Pin Quiescent Current vs. Temperature,
(Vout=3.3V)                                                                         (Vout=3.3V), Vbatt=1.0V

Rev:B Date 4/13/04                                                  SP6644/6645 High Efficiency Boost Regulator                     � Copyright 2004 Sipex Corporation

                                                                                     5
                                                                                                                            PERFORMANCE CHARACTERISTICS

Refer to the circuit in Figure 28, TAMB = +25oC unless otherwise noted.

100

                90                                                                                                          3.037

                80                                                    Vb=1.0V                                               3.036

Efficiency (%)  70                                                    Vb=1.3V                                               3.035
                                                                                                                            3.034
                                                                      Vb=2.0V                         VOUT (V)                                                                                             Vb=1.3V
                                                                                                                                                                                                           Vb=2.6V
                60                                                    Vb=2.6V

                                                                      Vb=3.2V

                50

                                                                                                                            3.033

                40

                30             1.0       10.0        100.0  1000.0                                                          3.032      20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
                   0.1                                                                                                              0                           Iload (mA)

                                    Iload (mA)

Figure 17. SP6644/6201 DC/DC LDO Combination                                                          Figure 18. SP6644/6201 LDO Line/Load Rejection vs.
Efficiency vs. Output Current (Vout=3.3V), Rlim=2.5k,                                                 Output Current (Vout=3.3V), Rlim=2.5k, Li=22�H
Li=22�H Sumida CD-43, Refer to Figure 30                                                              Sumida CD-43, Refer to Figure 30

                    240                                                                               10000
                    220
Max IO (mA)         200                                                                               Battery Current (�A)  1000
                    180
                    160
                    140

                    120                                                                                                     100
                    100

                     80
                     60
                     40
                     20

                       0

                          0.0       1.0         2.0         3.0       4.0                                                   10

                                               Vbatt (V)                                                                          0.0  0.5  1.0  1.5  2.0   2.5  3.0                                       3.5

                                                                                                                                                 Vbatt (V)

Figure 19. SP6644/6201 DC/DC LDO Maximum Load                                                         Figure 20. SP6644/6201 DC/DC LDO No-Load Ibatt vs.
Current vs. Vbatt (Vout=3.3V), Rlim=2.5k, Li=22�H                                                     Vbatt (Vout=3.3V), Rlim=2.5k, Li=22�H Sumida CD-
Sumida CD-43, Refer to Figure 30                                                                      43, Refer to Figure 30

                                                                                       SP6201 Out                                                                                                Li
                                                                                       10mV/div                                                                                                  0.5A/div

                                                                                       SP6644 Out                                                                                                VOUT
                                                                                       20mV/div                                                                                                  50mV/div

Figure 21. SP6644/6201 DC/DC LDO Output Ripple                                                                                                                                                   VBATT
Voltage (Vout=3.3V), Rlim=2.5k, Li=22�H Sumida CD-                                                                                                                                               50mV/div
43, Refer to Figure 30
                                                                                                      Figure 22. Load Transient Response, Vbatt=1.3V,
                                                                                                      (Vout=3.3V), Rlim=2.5k, Li=22�H Sumida CD-43

                                                            VOUT                                                                                                 Li
                                                            50mV/div                                                                                             0.2A/div

                                                            VBATT                                                                                                VOUT, VLX,VBATT
                                                            1V/div                                                                                               1V/div

Figure 23. Line Transient Response, (Vout=3.3V),                                                      Figure 24. Switching Waveforms, (Vout=3.3V),
Rlim=2.5k, Iload=22�H Sumida CD-43                                                                    Vbatt=1.3V, Rlim=2.5k, Iload=10mA, Li=22�H Sumida
                                                                                                      CD-43

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                                                                                                   6
Refer to the circuit in Figure 28, TAMB = +25oC, unless otherwise noted.                     PERFORMANCE CHARACTERISTICS

                                                                                SDN               VBATT 1  SP6644  8 VOUT
                                                                                2V/div       BATTLO 2      SP6645  7 LX
                                                                                Li                                 6 GND
                                                                                0.5A/div         RLIM 3            5 FB
                                                                                                SHDN 4
                                                                                VOUT, VBATT
                                                                                1V/div

Figure 25. Shutdown Response and Inductor Current,                                           Figure 26. Pinout for the SP6644/6645
Vout=3.3V, Vbatt=1.3V, Rlim=2.5k, Rload=550 Ohms,
Li=22uH Sumida CD43

                                                                                                           PIN DESCRIPTION

NAME                                                FUNCTION                                                                        PIN NO.

VBATT Battery Supply. This pin ties to the sensor input of the BATTLO comparator.                                                   1

BATTLO  Open-Drain Battery Low Output. When the voltage drops below 1V for the SP6644 or                                            2
        2V for the SP6645, BATTLO sinks current.

        Resistor Programmable Inductor Peak Current. Connecting a resistor from this pin to

RLIM    ground programs the inductor peak current where IPEAK =                              1400                                   3
                                                                                             RLIM

SHDN Active-LOW Shutdown Input. Connect to VBATT for normal operation.                                                              4

        Feedback Input. Input for adjustable-output operation. Connect this input pin to an

FB      external resistor voltage divider between VOUT and GND. Connect to GND for fixed-                                           5

        output operation.

GND Connect to the lowest circuit potential, typically ground.                                                                      6

LX      Coil. An inductor is connected from V to the N-Channel MOSFET switch drain and                                              7
                                                                                               BATT

        the P-Channel synchronous-rectifier drain through this pin.

VOUT    Power Output. Feedback input for fixed 3.3V operation and IC power input. Connect                                           8
        filter capacitor close to VOUT.

Table 1. SP6644/6645 Pin Descriptions

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                                                        7
DESCRIPTION                                            peak inductor current is satisfied. This is indicated
                                                       by the falling edge of the I-Charge comparator
The SP6644/6645 devices are high-efficiency,           output. The approximate inductor charging time
low-power step-up DC-DC converters ideal for           is defined by:
single or dual alkaline cell applications such as
pagers, remote controls, and other low-power                    tCHARGE  L x IPEAK / VBATT
portable end products.
                                                       where tCHARGE  [s] is the approximate inductor
The SP6644/6645 devices feature a 5nA logic-
controlled shutdown mode and a dedicated               charging time, L [H] is the inductance, I [A]
low-battery detector circuitry. Both devices                                                PEAK
contain a 0.8 synchronous rectifier, a 0.5             is the peak inductor current, and VBATT [V] is the
N-channel MOSFET power switch, an internal             input voltage to the device.
voltage reference, circuitry for pulse-frequency-
modulation, and an under voltage comparator.           The peak inductor current, IPEAK, is programmed
The output voltage for the SP6644/6645 devices         externally by putting a resistor between the RLIM
can be adjusted from +2V to +5.5V by                   pin and ground. This is defined by:
manipulating two external resistors. The output
voltage is preset to +3.3V.                                           IPEAK  =  1400
                                                                                  RLIM
THEORY OF OPERATION
                                                       where IPEAK [A] is the peak inductor current and
The SP6644/6645 devices are ideal for end              RLIM [] is the value of the resistor connected
products that function with a single or dual alkaline  from pin RLIM to ground.
cell, such as remote controls, pagers, and other
portable consumer products. Designers can              When the charging N MOSFET turns off, the
implement the SP6644/6645 devices into                 discharging P MOSFET turns on and the inductor
applications with the following power                  current flows into the output capacitor and the
management operating states: 1. where the              load recharging the output. When the current
primary battery is good and the load is active, and    through the discharging P MOSFET approaches
2. where the primary battery is good and               zero, the I-Discharge comparator indicates to the
the load is sleeping.                                  logic to turn off the P MOSFET. The approximate
                                                       time for discharging the inductor current can be
In the first operating state where the primary         determined by:
supply is good and the load is active, the
SP6644/6645 devices typically offer 88%                         tDCHG        L x IPEAK
efficiency, drawing tens of milliamps.                                       VOUT - VBATT

Applications will predominantly operate in the         where t [s] is the time to discharge the
second state where the primary supply is good                          DCHG
and the load is sleeping. The SP6644/6645 devices
draw a very low quiescent current while the load       inductor, L [H] is the inductance, I [A] is the
in its disabled state will draw typically hundreds                                                                           PEAK
of microamps.
                                                       peak inductor current, V [V] is the output
The pulse-frequency-modulation (PFM) circuitry                                                              OUT
provides higher efficiencies at low to moderate
output loads than traditional PWM converters are       voltage, and VBATT [V] is the input voltage to the
capable of delivering.                                 device.

In a state where the error comparator detects that     The output filter capacitor stores charge while
the output voltage at VOUT is too low, the internal    current from the inductor is high and holds the
N-channel MOSFET switch is turned on until the         output voltage high until the discharge phase of
                                                       the next switching cycle, smoothing power flow
                                                       to the load. Between switching cycles, the
                                                       inductor damping switch is closed suppressing
                                                       the ringing caused by the inductor and the parasitic
                                                       capacitance on the LX node.

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                                     8
                                                                                       BLOCK DIAGRAM

VBATT

                                                                                       VOUT

     FB                                      LOGIC DRV-P           PDISCHARGE
SHDN                                              DRV-N
                                                                                       I-Discharge
                    +1.25V                                                                                                LX

                    VREF  REFREADY                    Inductor                          I-Charge
                                                      Damping
                             +1.0V (SP6644)
                             +2.0V (SP6645)            Switch

                                             START

                                                       UP       N
                                                      OSC

                                                                           VLPK                                               RLIM
                                                                   NCHARGE
                                                                                                   RLIM
                                  SP6644                                               BATTLO
                                  SP6645
                                                      N
                    +1.0V (SP6644)
                    +2.0V (SP6645)

                                                                   GND

Figure 27. Internal Block Diagram of the SP6644/6645

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                                                           9
Internal Bootstrap Circuitry                                         Since the FB leakage current is 10nA maximum,
The internal bootstrap circuitry contains a                          designers should select the feedback resistor
low-voltage start-up oscillator that pumps up the                    R2 in the 100k to 1M range. R1 can be
output voltage to approximately 1.9V so the                          determined with the following equation:
main DC-DC converter can function. At lower
battery supply voltages, the circuitry can start up                  R1 = R2 x  VOUT  -1
with low-load conditions. Designers can reduce                                  VREF
the load as needed to allow start-up with input
voltages below 1V. Refer to Figures 10 to                            where R1 [] and R2 [] are the feedback
13. Once started, the output voltage can maintain                    resistors in Figure 29, V [V] is the output
the load as the battery voltage decreases below
the initial start-up voltage. The start-up oscillator                                                                     OUT
is powered by VBATT driving a charge pump and
NMOS switch. During start-up, the P-channel                          voltage, and V [V] is 1.25V.
synchronous rectifier remains off and either its                                                   REF
body diode or an external diode is used as an
output rectifier.                                                    Battery Reversal Protection
                                                                     The SP6644/6645 devices will tolerate single-
BATTLO Circuitry                                                     cell battery reversal up to the package power-
The SP6644 device has an internal comparator                         dissipation limits noted in the ABSOLUTE
for low-battery detection. If V drops below                          MAXIMUM RATINGS section. An internal
                                                                     diode in series with an internal 5 resistor limits
                                                               BATT  any reverse current to less than 220mA
                                                                     preventing damage to the devices. Prolonged
1V, BATTLO will sink current. BATTLO is an                           operation above 220mA reverse-battery
open-drain output. The SP6645 operates in the                        current can degrade performance of the devices.
same manner with a threshold voltage of 2V.
                                                                     The Inductor
Shutdown for the SP6644                                              The programmable peak inductor current feature
A logic LOW at SHDN will drive the SP6644                            of the SP6644/6645 devices affords a great deal
into a shutdown mode where BATTLO goes                               of flexibility in choosing an inductor. The most
into a high-impedance state, the internal                            important point to consider when choosing an
switching MOSFET turns off, and the                                  inductor is to insure that the peak inductor current
synchronous rectifier turns off to prevent                           is programmed below the saturation rating of the
reverse current from flowing from the output                         inductor. If the inductor goes into saturation, the
back to the input. Designers should note that                        internal switches and the inductor will be stressed
in shutdown, the output can drift to one diode                       due to current peaking, potentially leading to
drop below VBATT because there is still a forward                    reliability problems with the application circuit.
current path through the synchronous-rectifier
body diode from the input to the output.                             The peak inductor current is programmed by
To disable the shutdown feature, designers can                       putting a resistor between the RLIM pin and ground.
connect SHDN to V .                                                  The usable current range is between 150mA and
                                                                     560mA. This is defined by:
                                          BATT
                                                                     IPEAK =    1400
Adjustable Output Voltage                                                       RLIM
Driving FB to ground (logic LOW) will drive the
output voltage to the fixed-voltage operation of                     where IPEAK [A] is the peak inductor current, and
+3.3V + 4%. Connecting FB to a voltage divider                       RLIM [] is the value of the resistor connected
between VOUT and ground will select an adjustable                    from pin RLIM to ground.
output voltage between +2V and +5.5V. Refer to
Figure 28. FB regulates to +1.25V.

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                                    10
                                                22�H
                                                0.7A

0.88V to
3.3V Input

                    22�F  0.1�F                 VBATT       LX
                                RLIM
                                                                VOUT                                                       VOUT=
                                                SP6644                      100pF*                                      2V to 5.2V
                                                SP6645                                                 47�F
                                                                                    R1
                          SHDN                                            BATTLO
                                                                FB                     *optional compensation

                                                       GND                          R2

Figure 28. Adjustable Output Voltage Circuitry

With an external resistor tolerance of +1%, the                 APPLICATION NOTES
peak current tolerance will be +6%. To make
sure that the SP6644/6645 internal circuitry                    Printed circuit board layout is a critical part of
adequately controls the inductor current, it is                 design. Poor designs can result in excessive EMI
recommended that values equal to or greater                     on the voltage gradients and feedback paths on
than 22�H (+10%) be used.                                       the ground planes with applications involving
                                                                high switching frequencies and large peak
The SP6644/6645 devices control algorithm                       currents. Excessive EMI can result in instability
delivers an average maximum load current in                     or regulation errors.
regulation as defined by:
                                                                All power components should be placed on the
ILOAD-MAX           =  E  x IPEAK x VBATT                       PC board as closely as possible with the traces
                            2 x VOUT                            kept short, direct, and wide (>50mils or 1.25mm).
                                                                Extra copper on the PC board should be integrated
where ILOAD-MAX [A] is the maximum load current,                into ground as a pseudo-ground plane. On a
E is the efficiency factor (generally between 0.8               multilayer PC board, route the star ground using
                                                                component-side copper fill, then connect it to the
and 0.9), I [A] is the programmed peak                          internal ground plane using vias.
                        PEAK
                                                                For the SP6644/6645 devices, the inductor and
inductor current, V [V] is the input voltage to                 input and output filter capacitors should
                                      BATT                      be soldered with their ground pins as close
                                                                together as possible in a star-ground
the device, and VOUT [V] is the output voltage.                 configuration. The V pin must be bypassed

Given the minimum input voltage, output voltage,                                                            OUT
and maximum average load current, the value of
IPEAK can be solved for and an appropriate inductor             directly to ground as close to the SP6644/6645
can be chosen. It is good design practice to use                devices as possible (within 0.2in or 5mm). The
the lowest peak current possible to                             DC-DC converter and any digital circuitry should
reduce possible EMI and output ripple voltage.                  be placed on the opposite corner of the PC board
A closed-core inductor, such as a toroid or                     as far away from sensitive RF and analog input
shielded bobbin, will minimize any fringe                       stages. The external voltage-feedback network
magnetic fields or EMI.                                         should be placed very close to the FB pin as well
                                                                as the RLIM resistor (within 0.2in or 5mm). Any

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                                                11
noisy traces, such as from the LX pin, should be    Designers should add LC pi filters, linear
kept away from the voltage-feedback network         post-regulators, or shielding in applications
and separated from it using grounded copper to      necessary to address excessive noise, voltage
minimize EMI.                                       ripple, or EMI concerns. The LC pi filter's cutoff
                                                    frequency should be at least a decade or two
Capacitor equivalent series resistance is a major   below the DC-DC converters's switching
contributor to output ripple, usually greater than  frequency for the specified load and input voltage.
60%. Low ESR capacitors are recommended.
Ceramic capacitors have the lowest ESR.             A small SOT23-5pin 200mA Low Drop Out
Low-ESR tantalum capacitors may be a more           linear regulator can be used at the SP6644/6645
acceptable solution having both a low ESR and       output to reduce output noise and ripple. The
lower cost than ceramic capacitors. Designers       schematic in figure 29 illustrates this circuit with
should select input and output capacitors with a    the SP6644 3.3V output followed by the Sipex
rating exceeding the peak inductor current. Do      SP6201 3.0V output Low Drop Out linear regu-
not allow tantalum capacitors to exceed their       lator. Compare in Figure 21 the SP6644 ripple of
ripple-current ratings. A 22�F, 6V, low-ESR,        40-50mVpp with the SP6201 ripple of about
surface-mount tantalum output filter capacitor      3mVpp and you can see the amount of noise
typically provides 60mV output ripple when          reduction obtained. Additional performance
stepping up from 1.3V to 3.3V at 20mA.              characteristics for the SP6644/6201 combina-
An input filter capacitor can reduce peak           tion can be seen in figures 17 to 20.
currents drawn from the battery and improve
efficiency. Low-ESR aluminum electrolytic
capacitors are acceptable in some applications
but standard aluminum electrolytic capacitors
are not recommended.

                                                                 Inductor Specification

Inductance            Manufacturer/Part No.         Resistance   Isat
(uH)                                                   (ohms)    (mA)
                    Sumida CD43-220
22                  Sumida CDRH5D18-220              0.38 (max)   680
                    Coilcraft DO1608C-223            0.28 (max)   760
47                  Sumida CD43-470                  0.32 (typ)   700
                    Coilcraft DO1608C-473
100                 Sumida CD54-101                  0.84 (max)   440
                    Coilcraft DO1608C-104            0.56 (typ)   500

                                                     0.7 (max)    520
                                                     1.1(typ)     310

Table 1. Surface-Mount Inductor Information

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                                    12
                                                                             SCHEMATIC WITH LDO COMBINATION

0.88V to 3.3V Input

VBATT

GND                        + C1                                              LX
                               47�F

                                              L1 22�H

                        1                     R4 1M                                     +3.3V
                 J1 2                                                                   VOUT

                        3            1 VBATT           VOUT 8                        +  C2        1 VIN         VOUT 5      +3.0V
                                                          LX 7               R1         47�F                                 VOUT
BATTLO                               2                                       Open                 2 GND SP6201
                                                       GND 6                                 GND                        C3
  SHDN                                 BATTLO SP6644                                                                    1�F
                                                          FB 5
                                     3 RLIM   U1                                                  3 ENABLE RESET_N 4

                                     4 SHDN

                           R3                                                R2
                           2.5k                                              100k

                    Probe access points for external connection by the user

Figure 29. Schematic SP6644/6201 DC/DC LDO Combination

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                                                              13
                                                                                           PACKAGE: 8 PIN MSOP

                          D
                          e1

       E/2                                                                          �1                R1
   E                                                                                                       R
                                          E1
                                                                                                           L2
                                          Seating Plane                    �1                  L                      Gauge Plane
                                                                                           L1
                                                                                                                      �

                                         12

                                         e
Pin #1 indentifier must be indicated within this shaded area (D/2 * E1/2)

Dimensions in (mm)      8-PIN MSOP
                      JEDEC MO-187
          A           (AA) Variation
          A1
                    MIN NOM MAX

                    -         -     1.10

                    0         - 0.15

A2                  0.75 0.85 0.95

b                   0.22      - 0.38                                                          D
                                                                                                                A2 A
c                   0.08      -     0.23
                                                                                           b
D                         3.00 BSC                                                                  (b)

E                         4.90 BSC

E1                        3.00 BSC                         A1
                                          WITH PLATING
e                         0.65 BSC

e1                        1.95 BSC

L                   0.40 0.60 0.80

L1                        0.95 REF

L2                        0.25 BSC                                                      c

N                   -     8-

R                   0.07 -          -

R1                  0.07 -          -

�                   0�              8�                                         BASE METAL

�1                  0� -            15�

          1                                              PACKAGE: 8-PIN MSOP
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                                                          14
                                                                                   ORDERING INFORMATION

Model                               Temperature Range                              Package Type

SP6644EU ............................................. -40OC to +85OC ......................................... 8-Pin MSOP

SP6645EU ............................................. -40OC to +85OC ......................................... 8-Pin MSOP

Please consult the factory for pricing and availability on a Tape-On-Reel option.

                       Corporation

SIGNAL PROCESSING EXCELLENCE

Sipex Corporation

Headquarters and
Sales Office
22 Linnell Circle
Billerica, MA 01821
TEL: (978) 667-8700
FAX: (978) 670-9001
e-mail: sales@sipex.com

Sales Office
233 South Hillview Drive
Milpitas, CA 95035
TEL: (408) 934-7500
FAX: (408) 935-7600

Sipex Corporation reserves the right to make changes to any products described herein. Sipex does not assume any liability arising out of the
application or use of any product or circuit described herein; neither does it convey any license under its patent rights nor the rights of others.

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