IR3827M Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3827m-html.html
background image

 

         

 

IR3827 

 

www.irf.com  

© 2013 International Rectifier 

July 18, 2013 

 

 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

 Single-

Input Voltage, Synchronous Buck Regulator 

 

FEATURES 

DESCRIPTION 

•  Single input voltage range from 5V to 21V  
•  Wide input voltage range from 1.0V to 21V with 

external V

CC

 bias voltage 

•  Output voltage range from 0.6V to 0.86% PVin 
•  Enhanced line/load regulation with feedforward 
•  Programmable switching frequency up to 

1.2MHz 

•  Three user selectable soft-start time 
•  User selectable LDO output voltage 
•  Enable input with voltage monitoring capability 
•  Thermally compensated current limit with robust 

hiccup mode over current protection 

•  Synchronization to an external clock 
•  Enhanced Pre-bias start-up 
•  Precise reference voltage (0.6V+/-0.6%)  
•  Open-drain PGood indication 
•  Optional power up sequencing   
•  Integrated MOSFET drivers and bootstrap diode 
•  Thermal Shut Down 
•  Monotonic Start-Up 
•  Operating temp: -40°C  < T

j

 < 125°C  

•  Package size: 4mm x 5mm PQFN 
•  Lead-free, Halogen-free and RoHS6 Compliant 

The IR3827 SupIRBuck

TM

  is an easy-to-use, fully 

integrated and highly efficient DC/DC regulator. 

 

The onboard PWM controller and MOSFETs make 
IR3827 a space-efficient solution, providing accurate 
power delivery for low output voltage applications. 

IR3827 is a versatile regulator which offers 
programmable switching frequency and internally set 
current limit while operating in wide range of input and 
output voltage conditions. 

The switching frequency is programmable from 300kHz 
to 1.2MHz for an optimum solution. It also features 
important protection functions, such as Pre-Bias 
startup, thermally compensated current limit, over 
voltage protection and thermal shutdown to give 
required system level security in the event of fault 
conditions.

 

APPLICATIONS 

•  Computing  Applications 
•  Set Top Box Applications 
•  Storage Applications 
•  Data Center Applications 
•  Distributed Point of Load Power Architectures 

 
ORDERING INFORMATION 
 

Base Part Number 

Package Type 

Standard Pack 

Orderable Part Number 

Form 

Quantity 

IR3827 

PQFN 4 mm x 5 mm 

Tape and Reel 

750 

IR3827MTR1PBF 

IR3827 

PQFN 4 mm x 5 mm 

Tape and Reel 

4000 

IR3827MTRPBF 

 

      IR3827

      

  

       
 

 

 

 

PBF – Lead Free 

TR/TR1 – Tape and Reel 

M – PQFN Package 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3827m-html.html
background image

 

IR3827

 

 

 

www.irf.com  

© 2013 International Rectifier 

July 18, 2013 

 

 

BASIC APPLICATION 
 

  

Boot

Vcc/

LDO_out

Fb

Comp

Gnd PGnd

SW

PGood

Rt/Sync

PVin

Vin

Enable

IR3827

SS_Select

Vin

PGood

Vo

LDO_Select

Seq

 

 

 

            Figure 1  IR3827 Basic Application Circuit                                             Figure 2  IR3827 Efficiency  

 
 
PINOUT DIAGRAM 
 

IR3827

13

12

11

17

14

15

16

1

2

3

4

5

6

8

9

10

Fb

SS

_Se

lect

Comp

Gnd

Rt

/Sync

PGood

LDO_Select

Vin

Vcc/LDO_Out

PGnd

PVin

Boot

Enable

SW

GND

Seq

7

N/

C

 

                                                          Figure 3  4mm x 5mm PQFN (Top View) 

 
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3827m-html.html
background image

 

IR3827

 

 

 

www.irf.com  

© 2013 International Rectifier 

July 18, 2013 

 

 

BLOCK DIAGRAM 
 

                

Seq

Fb

Rt/Sync

SW

PGnd

Enable

VCC

OC

TSD

HDin

UVcc

UVEN

HDrv

LDrv

Vin

SSOK

0.6V

VREF

SEQ

POR

POR

UVcc

Gnd

OC

OV

OV

Vin

SS_Select

Fb

LDO_Select

Vcc/ LDO_Out

5.1V/6.9V 

Internal LDO

UVcc

THERMAL

 

SHUT DOWN

FAULT 

CONTROL

+

-

+

+

E/A

Comp

VREF

+

-

CONTROL  

LOGIC

0.15V

SOFT

START

UVEN

POR

OVER 

VOLTAGE

FAULT

POR

VREF

INTL_SS

POR

GATE

DRIVE

PVin

LDin

Boot

VCC

POR

FAULT

Over Current 

Protection

PGood

 

 

Figure 4 Simplified Block Diagram 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3827m-html.html
background image

 

IR3827

 

 

 

www.irf.com  

© 2013 International Rectifier 

July 18, 2013 

 

 

PIN DESCRIPTIONS 

 

PIN # 

PIN NAME 

PIN DESCRIPTION 

Fb 

Inverting input to the error amplifier. This pin is connected directly to the output of the 
regulator via a resistor divider to set the output voltage and to provide the feedback signal 
to the error amplifier. 

N/C 

Should not be connected to other signals on PCB layout. It is internally  connected for 
testing purpose.   

Comp 

Output of error amplifier. An external resistor and capacitor network is typically connected 
from this pin to Fb pin to form a loop compensator. 

4, 17 

Gnd 

Signal ground for internal reference and control circuitry. 

Rt/Sync 

Multi-function pin  to set the switching frequency. The internal oscillator frequency is set 
with a resistor between this pin and Gnd. Or synchronization to an external clock by 
connecting this pin to the external clock signal through a diode. 

SS_Select 

 Soft start selection pin. Three user selectable soft start time is available: 1.5ms 
(SS_Select=Vcc), 3ms (SS_Select=Float), 6ms (SS_Select=Gnd) 

PGood 

Open-drain power good indication pin. Connect a pull-up resistor from this pin to Vcc. 

LDO_Select 

LDO output voltage selection pin. Float gives 5.1V and low 0V (Gnd) gives 6.9V 

V

in

 

Input for internal LDO. A 1.0µF capacitor should be connected between this pin and 
PGnd. If external supply is connected to Vcc/LDO_out pin, this pin should be shorted to 
Vcc/LDO_out pin.  Connecting this pin to PV

in

  can also implement the input voltage 

feedforward. 

10 

Vcc/LDO_Out 

Output of the internal LDO and optional input of an external biased supply voltage.   A 
minimum 2.2µF ceramic capacitor is recommended between this pin and PGnd. 

11 

PGnd 

Power Ground. This pin serves as a separated ground for the MOSFET drivers and 
should be connected to the system’s power ground plane. 

12 

SW 

Switch node. Connected this pin to the output inductor. 

13 

PV

in

 

Input voltage for power stage. 

14 

Boot 

Supply voltage for high side driver, a 100nF capacitor should be connected between this 
pin and SW pin. 

15 

Enable 

Enable pin to turn on and off the device. Input voltage monitoring (input UVLO) can also 
be implemented by connecting this pin to PVin pin through a resistor divider. 

16 

Seq 

Sequence pin to do simultaneous and ratiometric sequencing operation. A resistor divider 
can be connected from master output to this pin for sequencing mode of operation. If not 
used, leave it open. 

17 

Gnd 

Signal ground for internal reference and control circuitry. 

 
 
 
 
 
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3827m-html.html
background image

 

IR3827

 

 

 

www.irf.com  

© 2013 International Rectifier 

July 18, 2013 

 

 

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 
 

Stresses beyond these listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. 
These are stress ratings only and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those 
indicated in the operational sections of the specifications are not implied. 

PVin, Vin to PGnd (Note 4) 

-0.3V  to  25V 

Vcc/LDO_Out to PGnd (Note 4) 

-0.3V  to  8V (Note 1) 

Boot to PGnd (Note 4) 

-0.3V  to  33V 

SW to PGnd (Note 4) 

-0.3V  to  25V (DC), -4V to 25V (AC, 100ns) 

Boot to SW 

-0.3V  to  V

CC

 + 0.3V (Note 2) 

PGood, SS_Select to Gnd (Note 4) 

-0.3V  to  V

CC

 + 0.3V (Note 2) 

Other Input/Output Pins to Gnd (Note 4) 

-0.3V  to  +3.9V 

PGnd to Gnd 

-0.3V  to  +0.3V 

THERMAL INFORMATION 

Junction to Ambient Thermal Resistance 

Ɵ

jA

 

32 °C/W (Note 3) 

Junction to PCB Thermal Resistance Ɵ

j-PCB

 

2 °C/W  

Storage Temperature Range 

-55°C  to  150°C 

Junction Temperature Range 

-40°C  to  150°C  

 

Note 1: Vcc must not exceed 7.5V for Junction Temperature between -10°C and -40°C 

Note 2: Must not exceed 8V  

Note 3: Based on IRDC3827 demo board - 2.6”x2.2”, 4-layer PCB board using 2 oz. copper on each layer.  

Note 4: PGnd pin and Gnd pin are connected together.    

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3827m-html.html
background image

 

IR3827

 

 

 

www.irf.com  

© 2013 International Rectifier 

July 18, 2013 

 

 

ELECTRICAL SPECIFICATIONS 

RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS  

 

SYMBOL 

MIN 

MAX 

UNITS 

Input Voltage Range with External Vcc   Note 5, Note 7 

PV

in

 

1.0 

21  

  

Input Voltage Range with Internal LDO  Note 6, Note 7 

V

in

, PV

in

 

5.5 

21 

Supply Voltage Range (Note 6) 

V

CC

 

4.5 

7.5  

Supply Voltage Range (Note 6) 

Boot to SW 

4.5 

7.5 

Output Voltage Range 

V

0

 

0.6 

0.86 x PV

in

 

Output Current Range 

I

0

 

Switching Frequency 

F

S

 

300 

1200 

kHz 

Operating Junction Temperature 

T

J

 

-40 

125 

°C 

 

Note 5: V

in

 is connected to V

cc

 to bypass the internal LDO.  

Note 6: V

in

 is connected to PV

in

. For single-rail applications with PV

in

=V

in

= 4.5V-5.5V, please refer to the application information in the   

section of User Selectable Internal LDO and the section of Over Current Protection.  

Note 7: Maximum SW node voltage should not exceed 25V.  

ELECTRICAL CHARACTERISTICS 

Unless otherwise specified, these specifications apply over, 5.5V < V

in

  = PV

in

  < 21V, 0°C < T

J

  < 125°C, LDO_Select=Gnd, 

SS_Select=Float. Typical values are specified at T

a

 = 25°C. 

PARAMETER 

SYMBOL 

CONDITIONS 

MIN 

TYP 

MAX 

UNITS 

Power Stage 

Power Losses 

P

LOSS

 

PV

in

=V

in 

= 12V, V

o

=1.2V, 

 I

o

 = 6A, F

s

=600kHz,L=1.0uH,  

LDO_Select=Gnd. Note 8 

 

1.1 

 

PV

in

=V

in 

=12V, V

o

=1.2V, 

 I

o

=6A, F

s

=600kHz, L=1.0uH, 

LDO_Select=Float. Note 8 

 

1.3 

 

Top Switch R

DS(ON)

 

R

DS(on)-T

 

V

BOOT

 -Vsw=5.1V,I

= 6A, 

T

j

 = 25°C 

 

21 

29 

mΩ 

V

BOOT

 -Vsw=6.9V,I

= 6A, 

T

j

 = 25°C 

 

16 

22 

Bottom Switch R

DS(ON)

 

R

DS(on)-B

 

V

cc

 = 5.1V, I

o

 = 6A, T

j

 = 25°C 

 

21.4 

30 

V

cc

 = 6.9V, I

o

 = 6A, T

j

 = 25°C 

 

16.8 

23 

Bootstrap Diode Forward 
Voltage 

V

D

 

I(Boot) = 10mA 

180 

260 

470 

mV 

SW Leakage Current 

 

V

SW

 = 0V, Enable = 0V 

 

 

µA 

V

SW

 = 0V, Enable = High, 

V

SEQ

=0V 

 

 

µA 

Dead Band Time 

T

D

 

Note 8 

 

10 

 

ns 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3827m-html.html
background image

 

IR3827

 

 

 

www.irf.com  

© 2013 International Rectifier 

July 18, 2013 

 

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (CONTINUED) 

Unless otherwise specified, these specifications apply over, 5.5V < V

in

  = PV

in

  < 21V, 0°C < T

J

  < 125°C, LDO_Select=Gnd, 

SS_Select=Float. Typical values are specified at T

a

 = 25°C. 

PARAMETER 

SYMBOL 

CONDITIONS 

MIN 

TYP 

MAX 

UNITS 

Supply Current 

Vin Supply Current (standby) 

I

in(Standby)

 

EN = Low, No Switching 

  

  

200 

µA 

Vin Supply Current 
(dynamic) 

I

in(Dyn)

 

EN = High, F

s

 = 600kHz,  

V

in

 = PV

in

 = 21V, 

LDO_Select=Gnd 

  

10 

13 

mA 

EN = High, F

s

 = 600kHz,  

V

in

 = PV

in

 = 21V, 

LDO_Select=Float

 

 

11 

V

CC

/LDO_Out 

Output Voltage 

V

cc

 

 V

in(min) 

= 5.5V, I

o

 = 0-30mA, 

Cload =2.2uF, 
LDO_Select=Float 

4.75 

5.1 

5.4 

 V

in(min) 

= 7.3V, I

o

 = 0-30mA, 

Cload = 2.2uF, 
LDO_Select=Gnd 

6.5 

6.9 

7.2 

LDO_Select Input bias 
Current  

 

LDO_Select=Gnd 

 

30 

60 

uA 

LDO Dropout Voltage 

V

cc_drop

 

 V

in

=6.5V,I

o

=30mA, 

Cload=2.2uF,  
LDO_Select=Gnd 

 

 

0.7 

V

in

=4.7V,Io=25mA, 

Cload=2.2uF,   
LDO_Select=Float 

 

 

0.7 

Short Circuit Current 

I

short

 

LDO_Select=Gnd 

 

70 

 

mA 

Oscillator 

Rt Voltage 

V

Rt

 

  

  

1.0  

  

Frequency Range 

F

s

 

Rt = 80.6k

Ω 

270 

300 

330 

kHz 

Rt = 39.2k

Ω 

540 

600 

660 

Rt = 19.1k

Ω 

1080 

1200 

1320 

Ramp Amplitude 

V

ramp

 

V

in

 = 7.3V, Vin slew rate max 

= 1V/µs, Note 8 

 

1.095 

 

V

p-p

 

V

in

 = 12V, Vin slew rate max 

= 1V/µs, Note 8 

 

1.80 

 

V

in

 = 21V, Vin slew rate max 

= 1V/µs, Note 8 

 

3.15 

 

V

in

=V

cc

=5V, For external V

cc

 

operation, Note 8 

 

0.75 

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3827m-html.html
background image

 

IR3827

 

 

 

www.irf.com  

© 2013 International Rectifier 

July 18, 2013 

 

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (CONTINUED) 

Unless otherwise specified, these specifications apply over, 5.5V < V

in

  = PV

in

  < 21V, 0°C < T

J

  < 125°C, LDO_Select=Gnd, 

SS_Select=Float. Typical values are specified at T

a

 = 25°C. 

PARAMETER 

SYMBOL 

CONDITIONS 

MIN 

TYP 

MAX 

UNITS 

Ramp Offset 

 

Note 8 

 

0.16 

 

Minimum Pulse Width 

T

min(ctrl)

 

Note 8 

 

 

60 

ns 

Maximum Duty Cycle 

D

max

 

F

s

 = 300kHz,  V

in

 =PV

in

= 12V 

86 

 

 

Fixed Off Time 

T

off

 

Note 8 

 

200 

250 

ns 

Sync Frequency Range 

F

sync

 

 

270 

 

1320 

kHz 

Sync Pulse Duration 

T

sync

 

 

100 

200 

 

ns 

Sync Level Threshold 

High  

 

 

 

Low 

 

 

 

0.6 

Error Amplifier 

Input Offset Voltage 

 

V

FB

 – V

SEQ

, V

SEQ

=0.3V 

-3 

  

+3 

Input Bias Current (V

FB

I

FB

(E/A) 

 

-1 

 

+1 

µA 

Input Bias Current (V

SEQ

I

SEQ

(E/A) 

 

 

+4 

Sink Current 

I

sink

(E/A) 

 

0.4 

0.85 

1.2 

mA 

Source Current 

I

source

(E/A) 

 

7.5 

11 

mA 

Slew Rate 

SR 

Note 8 

12 

20 

V/µs 

Gain-Bandwidth Product 

GBWP 

Note 8 

20 

30 

40 

MHz 

DC Gain 

Gain 

Note 8 

100 

110 

120 

dB 

Maximum Output Voltage 

V

max

(E/A) 

 

1.7 

2.0 

2.3 

Minimum Output Voltage 

V

min

(E/A) 

 

 

 

100 

mV 

Common Mode Input Voltage 

 

 

 

1.2 

Reference Voltage (V

REF

)

 

Feedback Voltage 

V

FB

 

 LDO_Select= Gnd  

 

0.6 

 

LDO_Select= Float 

 

0.6 

 

Accuracy 

 

0°C < T

j

 < 70°C 

-0.6 

 

+0.6 

 -40°C < T

j

 < 125°C ; Note 9 

-1.2 

 

+1.2 

Soft Start 

Soft Start Ramp Rate 

 

SS_Select=High 

0.34 

0.4 

0.46 

mV/µs 

SS_Select=Float 

0.17 

0.2 

0.23 

SS_Select=Gnd 

0.085 

0.1 

0.115 

SS_Select Input Bias Current 

 

LDO_Select=Gnd 

SS_Select=Gnd 

 

40 

80 

uA 

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3827m-html.html
background image

 

IR3827

 

 

 

www.irf.com  

© 2013 International Rectifier 

July 18, 2013 

 

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (CONTINUED) 

Unless otherwise specified, these specifications apply over, 5.5V < V

in

  = PV

in

  < 21V, 0°C < T

J

  < 125°C, LDO_Select=Gnd, 

SS_Select=Float. Typical values are specified at T

a

 = 25°C. 

PARAMETER 

SYMBOL 

CONDITIONS 

MIN 

TYP 

MAX 

UNITS 

Power Good 

Power Good Turn on 
Threshold 

VPG

 (on)

 

V

FB

 rising 

85 

90 

95 

% V

REF

 

Power Good Lower Turn off 
Threshold 

VPG

(lower)

 

V

FB

 falling 

80 

85 

90 

% V

REF

 

Power Good Turn on Delay 

TPG

(ON)_D

 

V

FB

 rising, see VPG

(on)

 

 

2.56 

 

ms 

Power Good Upper Turn off 
Threshold 

VPG

(upper)

 

V

FB

 rising 

115 

120 

125 

% V

REF

 

PGood Comparator Delay 

 

V

FB

 < VPG

(lower)

 or  

V

FB

 > VPG

(upper)

 

3.5 

µs 

PGood Voltage Low 

PG(voltage) 

I

PGood 

= -5mA 

 

 

0.5 

Under-Voltage Lockout 

V

cc

-Start Threshold 

V

CC

 UVLO 

Start 

V

cc

 rising trip Level 

3.9 

4.1 

4.3 

V

cc

-Stop Threshold 

V

CC

 UVLO 

Stop 

Vcc falling trip Level 

3.6 

3.8 

4.0 

Enable-Start-Threshold 

Enable 

UVLO Start 

ramping up 

1.14 

1.2 

1.26 

Enable-Stop-Threshold 

Enable 

UVLO Stop 

ramping down 

0.95 

1.05 

 

Enable Leakage Current 

I

EN_LK

 

Enable = 3.3V 

 

 

µA 

Over-Voltage Protection 

OVP Trip Threshold 

OVP_V

th

 

V

FB

 rising 

115 

120 

125 

% V

REF

 

OVP Comparator Delay 

T

OVP_D

 

 

3.5 

µs 

Over-Current Protection 

Current Limit 

I

LIMIT

 

T

j

 = 25°C, LDO_Select=Float 

6.2 

7.3 

8.5 

T

j

 = 25°C, LDO_Select=Gnd 

7.9 

9.3 

10.8 

Hiccup Blanking Time 

T

BLK_Hiccup

 

SS_Select = Vcc, Note 8 

 

10 

 

ms 

SS_Select = Float, Note 8 

 

20 

 

SS_Select = Gnd, Note 8 

 

40 

 

 

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3827m-html.html
background image

 

IR3827

 

 

 

10 

www.irf.com  

© 2013 International Rectifier 

July 18, 2013 

 

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (CONTINUED) 

Unless otherwise specified, these specifications apply over, 5.5V < V

in

  = PV

in

  <  21V, 0°C < T

J

  < 125°C, LDO_Select=Gnd, 

SS_Select=float. Typical values are specified at T

a

 = 25°C. 

PARAMETER 

SYMBOL 

CONDITIONS 

MIN 

TYP 

MAX 

UNITS 

Upper Gate Driver 

Source Resistance 

 

V

BOOT

-V

SW 

= 5.1V, Note 8 

 

 

Ω 

Sink Resistance 

 

V

BOOT

-V

SW 

= 5.1V, Note 8 

 

 

Lower Gate Driver 

 

 

 

 

 

 

Source Resistance 

 

V

CC 

= 5.1V, Note 8 

 

 

Ω 

Sink Resistance 

 

V

CC 

= 5.1V, Note 8 

 

0.8 

 

Over-Temperature Protection 

Thermal Shutdown Threshold 

 

Note 8 

 

145 

  

°C 

Hysteresis 

 

Note8 

  

20 

 

 
Note 8: Guaranteed by design, but not tested in production. 

Note 9: Cold temperature performance is guaranteed via correlation using statistical quality control. Not tested in production. 

Maker
Infineon Technologies
Datasheet PDF Download