DATASHEET

ACE Technology Co., LTD. ACE705147BN Datasheet Download

docall 2021. 9. 11. 23:13

The ACE705 series are CMOS-based PFM step-up DC-DC Controller with low supply current and high
output voltage accuracy

 

 

ACE705147BN.pdf
0.64MB

 

 

더보기

ACE705

Technology                High efficiency, Low supply current, step-up

DC/DC Controller

Description

The ACE705 series are CMOS-based PFM step-up DC-DC Controller with low supply current and high
output voltage accuracy. Quiescent current drawn from power source is as low as 6uA. It is capable 
of
delivering 500mA output current at 4.0V output with 2V input Voltage. Only four external components 
are
necessary: An inductor, a Schottky diode, an output filter capacitor and a NMOSFET or a NPN 
transistor
All of these features make ACE705 series be suitable for the portable devices, which are supplied 
by a
single battery to four-cell batteries.

ACE705 has a drive pin (EXT) for external transistor. So it is possible to load a large output 
current with
a power transistor which has a low saturation voltage.

ACE705 integrates stable reference circuits and trimming technology, so it can afford high 
precision and
low temperature-drift coefficient of the output voltage.

ACE705  is  available  in  SOT-23-3  and  SOT-23-5  packages  which  are  PB  free.  And  in  
SOT-23-5  the
device can be switch on or off easily by CE pin, to minimize the standby supply current.

Features

•   Deliver 500mA at 4.0V Output voltage with 2.0V input Voltage

•   The converter output voltage can be adjusted from 2.5V~6.0V(In 0.1V step)

•   Output voltage accuracy              ±2%

•   Low temperature-drift coefficient of the output voltage                      
±100ppm/℃

•   Only four external components are necessary: An inductor, a Schottky diode an output 
filter

capacitor and a NMOSFET or a NPN transistor

•   High power conversion efficiency    90%

•   Low quiescent current drawn from power source                                          
   6uA

Application

•   Power source for PDA. DSC. MP3 Player. electronic toy and wireless mouse

•   Power source for a single or dual-cell battery-powered equipments

•   Power source for LED

Absolute Maximum Ratings

Parameter                        Symbol         Max         Unit

Input voltage range                                    -0.3~12        V

Input voltage                       V(EXT)  -0.3~Vout+0.3   V

CE pin voltage                                   -0.3~Vout+0.3   V

EXT pin output current                                     0.7            A

Maximum power dissipation, Pd T=25℃


SOT-23-5
SOT-23-3

Maximum junction temperature
Operating free-air temperature range
Storage temperature range

0.25           W

0.15

150           ℃

-20~80        ℃

-40~125       ℃

VER  1.2     1



Packaging Type

ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

SOT-23-3                    SOT-23-5

3                                5              4

1                2                       1       2       3


Pin
VSS(GND)
VOUT

Ext
NC
CE

SOT-23-3

1

2

3

SOT-23-5

4

2

5

3

1

Function

Ground pin

Output pin, power supply for internal circuits
Switching pin

Chip enable pin (active high)

Ordering information

Selection Guide


ACE705 X XX XX + H

Halogen - free
Pb - free

BN : SOT-23-5
BM : SOT-23-3

Output Voltage :

2.5V / 3.0V             V

Function Description :

1 : Without Enable circuit
2 : With Enable circuit

VER  1.2     2



Block Diagram

ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

ACE705

Recommended Work Conditions

Item                      Min Nom Max Unit

Input voltage range           0.8          Vout   V
Inductor                    10    27    100   μH

Input capacitor                0   ≧10           μF

Output capacitor              47   100   220   μF
Vout pin filter capacitor                  1             nF
Operating junction temperature -20            85    OC

*Suggestion: Use tantalum type capacitor to reduce the ripple of the output voltage. Use 1nF filter 
ceramic type
capacitor to connect Vout pin and GND pin. The filter capacitor is recommended as close as possible 
to Vout pin
and GND pin.

Electrical Characteristics

Default condition (unless otherwise provided): Vin=0.6xVout, Iout=10mA.Temperature=25℃. Use external
circuit in test circuit list.

Parameter              Symbol                     Test Conditions                       Min     Typ 
    Max     Unit

2.45     2.5     2.55

2.646    2.7    2.754

2.94     3.0     3.06


Output Voltage

Input Voltage

Vout

Vin

3.234

3.528

3.92

4.9

5.88

3.3

3.6

4.0

5.0

6.0

3.366      V
3.672

4.08

5.1

6.12

12        V

VER  1.2     3



Input Current * (no
load)

ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

Lin                    Iout=0mA, Vin=Vout*0.6                             20       25       uA


Quiescent current *

Chip leakage current

IDD

Istandby

No external component,
Vout=Voutx1.05
VCE=0V

6         8        uA

1        uA


CE “H: threshold
voltage

CE “L” threshold
voltage

VCEH

VCEL

VCE

VCE

:0🡪2V

:2🡪0V

0.6

0.9

0.3

V

0.6        V


Oscillator frequency

FOSC

Vout=Vout*0.96 Test EXT pin
frequency

300

350

400

Khz


CE ”H”

CE “L”

EXT “H” output current

EXT “H” output current

Oscillator duty cycle
Efficiency

ICEH
ICEL

IEXTH

IEXTL

Duty

η

Vout=VCE=6V
Vout=VCE=6V
3.0V<=Vout<=3.9V

4.0V<=Vout<=4.9V

5.0V<=Vout<=6.9V

3.0V<=Vout<=3.9V

4.0V<=Vout<=4.9V

5.0V<=Vout<=6.9V

On(Vlx “L”) side

-0.5

-0.5

70

0

0

-21

-35

-41

23

25

31

75

90

0.5       uA

0.5       uA
mA

mA

80        %

%

Note :

1.    Diode: Schottky type, such as: 1N5817, 1N5819, 1N5822

2.    Inductor: 27uH(R<0.5Ω)

3.    Output Capacitor: 100uF (Tantalum type)

4.    Vout pin filter capacitor: 1nF (Ceramic type)

5.    Input capacitor: 47uF

Typical Application

(1) Application with external NMOSFET

Vin                                                                    D 1N5817                     
                            Vout
L   27uH

EXT              OUT

Cin                                                        ACE705

47uF                                                                                                
                 Cout              Rload

CE     GND                       Cp                  100uF Tan

OFF    ON                                             1nF

Fig2

VER  1.2     4


ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

(2) Application with external NPN transistor

ACE705

Fig3

Note: R₁=330Ω, C₁=10nF. (R₁ can be calculated by load. If load is light R₁’s value can be added. If 
load is heavy R₁’s value can
be smaller. )

Detailed Description

The ACE705 series are boost structure, voltage-type pulse-frequency modulation(PFM) step-up DC-DC
controller. Only four external components are necessary: an inductor, a schottky diode, an output 
filter
capacitor and a NMOSFET or a NPN transistor. The step-up DC-DC converter, constructed by ACE705,
can  be  adjusted  from  2.5V  to  6.0V,  0.1V  step.  By  using  the  depletion technics,  the  
quiescent  current
drawn from power source is lower than 8uA. The high efficiency device consists of resistors for 
output
voltage detection and trimming, a start-up voltage circuit, an oscillator, a reference circuit, a 
PFM control
circuit, a switch protection circuit and a driver transistor.

ACE705  integrates  PFM  control  system.  This  system  controls  fixed  power  switch  on  duty  
cycle
frequency  to  stabilize  output  voltage  by  calculating  results  of  other  blocks  which  
sense  input  voltage,
output voltage, output current and load conditions. In PFM modulation system, the frequency and 
pulse
width is fixed. The duty cycle is adjusted by skipping pulses, so that switch on-time is changed 
based on
the conditions such as input voltage, output current and load. The oscillate block inside ACE705 
provides
fixed frequency and pulse width wave.

The reference circuit provides stable reference voltage to output stable output voltage. Because 
internal
trimming technology is used, the chip output change less than ±2%. At the same time,the problem of
temperature-drift coefficient of output voltage is considered in design,    so temperature-drift 
coefficient of
output voltage is less than 100ppm/℃。

High-gain differential error amplifier guarantees stable output voltage at difference input voltage

and load. In order to reduce ripple and noise, the error amplifier is designed with high band-with.
ACE705 has a drive pin (EXT) for external transistor. So it is possible to load a large output 
current with
a  power  transistor  and  a  low  saturation  voltage.  At  very  light  load  condition,  the  
switch  current  and
quiescent current of chip will effect efficiency certainly. So in very light load condition, the 
efficiency will
drop. Therefore, it is recommended that user use ACE705 in the condition of load current as large as
several tens of mA to several hundreds of mA

VER  1.2     5


ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

Selection of the External Components

Thus it can be seen, the inductor, schottky diode and external NMOSFET or NPN transistor.
affect the conversion efficiency greatly. The inductor and the capacitor also have great influence
on the output voltage ripple of the converter. So it is necessary to choose a suitable inductor, a
capacitor, an external NMOSFET or NPN transistor and a right schottky diode, to obtain high
efficiency and low ripple.

Before discussion,we define D≣Vout-Vin / Vout

(1)Inductor Selection

Above all, we should define the minimum value of the inductor that can ensure the boost DC-DC to
operate in the continuous current-mode condition.

Lmin≧D(1-D)²RL / 2f

The  above  expression  is  got  under  conditions  of  continuous  current  mode,  neglect  
Schottky  diode’s
voltage, ESR of both inductor and capacitor. The actual value is greater that it. If inductor’s 
value is less

than Lmin,the efficiency of DC-DC converter will drop greatly, and the DC-DC circuit will not be 
stable.

Secondly, consider the ripple of the output voltage,

ΔI=D‧Vin / Lf

Im ax=Vin / (1-D)²RL + DVin / 2Lf

If inductor value is too small, the current ripple through it will be great. Then the current 
through diode
and power switch will be great. Because the power switch on chip is not ideal switch, the energy of 
switch
will improve. The efficiency will fall.

Thirdly,in general, smaller inductor values supply more output current while larger values start up 
with

lower input voltage and acquire high efficiency.

An inductor value of 3uH to 1mH  works well in most applications. If DC-DC converter delivers large
output current (for example: output current is great than 50mA), large inductor value is 
recommended in
order to improve efficiency. If DC-DC must output very large current at low input supply voltage, 
small
inductor value is recommended.

The  ESR  of  inductor  will  effect  efficiency  greatly.  Suppose  ESR  value  of  inductor  is  
rL,Rlₒₐd  is  load
resistor,then the energy can be calculated by following expression:

Δη≈ RL / Rlₒₐd (1-D)²

For example: input 1.5V, output is 3.0V, Rlₒₐd=20Ω, rL=0.5Ω, The energy loss is 10%.

Consider all above,inductor value of 47uH、ESR<0.5Ω is recommended in most applications. Large
value is recommended in high efficiency applications and smaller value is recommended

VER  1.2     6


ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

(2)Output Capacitor Selection

Ignore ESR of capacitor,the ripple of output voltage is:

R=ΔVout / Vout=D / Rlₒₐd Cf

So large value capacitor is needed to reduce ripple. But too large capacitor value will slow down 
system
reaction and cost will improve. So 100uF capacitor is recommended. Larger capacitor value will be 
used
in large output current system. If output current is small (<10mA), small value is needed.

Consider ESR of capacitor,ripple will increase:

r'=r+Imax‧RESR / Vout

When current is large, ripple caused by ESR will be main factor. It may be greater than 100mV。The 
ESR

will affects efficiency and increase energy loss. So low-ESR capacitor (for example: tantalum 
capacitor) is
recommend or connect two or more filter capacitors in parallel.

(3)Diode Selection

Rectifier diode will affects efficiency greatly,Though a common diode (such as 1N4148) will work 
well for
light load,it will reduce about 5%~10% efficiency for heavy load,For optimum performance, a Schottky
diode (such as 1N5817、1N5819、1N5822) is recommended.

(4)Input Capacitor

If supply voltage is stable, the DC-DC circuit can output low ripple, low noise and stable voltage 
without
input capacitor. If voltage source is far away from DC-DC circuit, input capacitor value greater 
than 10uF
is recommended.

(5)Vout~GND filter Capacitor

Because the chip’s switch current flows from Vout pin, then through the chip into GND pin. 
Therefore if
the output capacitor’s two pins were not very near the chip’s Vout pin and GND pin, Vout ‘s stable 
would
be affected. User will found that the output voltage will drop when load grows up if the output 
capacitor’s
two  pin  is  not  very  near  the  chip’s  Vout  pin  and  GND  pin.  In  this  condition,  1nF  
ceramic  capacitor  is
recommended at very near the chip’s Vout pin and GND pin. So in all ACE705 application, two 
capacitors
are  needed  to  obtain  stable  output  voltage.  The  100μF  tantalum  output  capacitor  is  
recommended  to
stable output voltage nearby load. The 1nF Vout pin to GND pin ceramic filter capacitor is 
recommended
to stable chip’s sense voltage.

VER  1.2     7



Test Circuits

ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

(1) Output voltage test circuit

ACE705

Fig4

(2) Quiescent current test circuit

ACE705

Fig5

(3) Input Current (no load) test circuit

ACE705

Fig6

(4) Oscillator frequency and duty cycle test circuit

ACE705

Fig7

VER  1.2     8



Extend Applications

(1) 12V step-up application

ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

ACE705

Fig8

Note: ACE705’s output voltage is 6V. When the output current is small or no load, the output 
voltage will be unstable, use the
RZD for flowing the bias current through the zener diode. For step-up application, a diode(for 
example: 1N4148) is
needed as starter circuit.

(2) Step-down application

ACE705

Fig9

Note: In step-down application, use starter circuit as above. 2.5V≤Vzener≤Vout. RST is needed for 
bias current of zener
diode. This starter circuit also can be used in high voltage step-up application.

VER  1.2     9


ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

(3) Flyback step-up/step-down application

ACE705

Fig10

Note: In step-down and step-up/step-down application, starter circuit in fig 8 is need. In step-up 
application, simpler starter
circuit in fig 9 can be used.

Typical Characteristic

(Recommended operating conditions: L=10uH, Cin=47uF, Cout=100uF, Topt=25℃, unless otherwise noted)

1.Output Voltage VS. Output Current                         2.Output Voltage VS. Output Current

ACE705230BN+ Output Voltage VS. Output Current                    ACE705240BN+ Output Voltage VS. 
Output Current

Iout (mA)                                                                                        
Iout (mA)

3.Output Voltage VS. Output Current                         4.Efficiency VS. Output Current

ACE705260BN+ Output Voltage VS. Output Current                    ACE705230BN+ Efficiency VS. 
Output Current

Iout (mA)                                                                                        
Iout (mA)

VER  1.2     10


ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

5. Efficiency VS. Output Current                                6.Efficiency VS. Output Current

ACE705240BN+ Efficiency VS. Output Current                         ACE705260BN+ Efficiency VS. 
Output Current

Iout (mA)                                                                                        
Iout (mA)

7. Ripple VS. Output Current                                    8.Ripple VS. Output Current

ACE705230BN+ Ripple VS. Output Current                  ACE705240BN+ Ripple VS. Output Current

Iout (mA)                                                                                        
Iout (mA)

9. Ripple VS. Output Current

ACE705260BN+ Ripple VS. Output Current

Iout (mA)

VER  1.2     11



Packing Information

SOT-23-3

ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

VER  1.2     12



Packing Information

SOT-23-5

ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

VER  1.2     13


ACE705

Technology                         High efficiency, multi-funtion step-up
DC/DC Controller

Notes

ACE does not assume any responsibility for use as critical components in life support devices or 
systems
without the express written approval of the president and general counsel of ACE Electronics Co., 
LTD.
As sued herein:

1.   Life support devices or systems are devices or systems which, (a) are intended for surgical 
implant
into  the  body,  or  (b)  support  or  sustain  life,  and  shoes  failure  to  perform  when  
properly  used  in
accordance with instructions for use provided in the labeling, can be reasonably expected to result 
in
a significant injury to the user.

2.   A critical component is any component of a life support device or system whose failure to 
perform can
be reasonably expected to cause the failure of the life support device or system, or to affect its 
safety
or effectiveness.

ACE Technology Co., LTD.
http://www.ace-ele.com/

VER  1.2     14

320x100