background image

11/97

APPLICATION AND BLOCK DIAGRAM

Fully USB Compliant

Support Four 5V Peripherals and

One USB 3.3V Controller

Separate Power Enables

500mA Current Limiting per

Channel

Separate Open Drain Fault

Indicator for Each Channel

3.3V Output for USB Controller

Available in 28 Pin Wide Surface

Mount and DIP

Universal Serial Bus Power Controller

FEATURES

DESCRIPTION

UCC3831

PRELIMINARY

UDG-97101

The UCC3831 Power Controller is designed to provide a self powered

USB hub with a local 3.3V regulated voltage and four 5V regulated volt-

ages for USB ports. Each of the 5V output ports is individually enabled

for optimal port control. Each port also provides an overcurrent fault sig-

nal indicating that the port has exceeded a 500mA current limit. The

3.3V linear regulator is used to power the local USB microcontroller.

This regulator is protected with a 100mA current limit and has a logic

level enable input.

The UCC3831 can be configured to provide USB port power from a

loosely regulated voltage such as a Filament voltage internal to a moni-

tor. Pre-regulation is provided by an internal linear regulator controller

and one external logic level N-channel MOSFET. The UCC3831 can

also be configured without using the pre-regulator stage by connecting

the VREG pins to a regulated 5.5V 2A source.

The UCC3831 comes in a 28-pin wide SOIC power package optimized

for power dissipation, and is protected by internal over-temperature

shutdown mechanism, which disables the outputs should the internal

junction temperature exceed 150°C.

background image

2

UCC3831

PARAMETER

TEST CONDITIONS

MIN

TYP

MAX

UNITS

Input Supply Currents

VHUB Supply Current

No External Load on V33

1

3

mA

VFIL Supply Current

1

3

mA

Reference

VREF Voltage

Over Temperature

2.35

2.5

2.65

V

Line Regulation

VHUB = 4.5V to 9V

3

10

mV

3.3V Regulator

V33 Voltage

T

J

= 25°C, I

LOAD

= 10mA

3.2

3.3

3.4

V

0mA to 100mA, 0°C to 125°C, VHUB = 4.5V to 9V

3.165

3.3

3.435

V

Short Circuit Current Limit

VHUB = 6V, Output shorted to Ground

100

120

150

mA

Pre-Regulator

VREG Voltage

0A to 2A, 0°C to 125°C, VFIL = 6V to 9V

5.25

5.5

5.7

V

5V Regulator

V5A-D Voltage

T

J

= 25°C, I

LOAD

= 250mA, V

REG

= 5.5V

4.85

5

5.15

V

0mA to 500mA, 0°C to 125°C

4.8

5

5.2

V

Short Circuit Current Limit

VREG = 5.5V, Output Shorted to Ground

500

600

750

mA

Charge Pump

Quiescent Output Voltage

T

J

= 25°C, VFIL = 6V, ENA-D = 5V, ENHUB = 5V

11

11.45

12

V

0°C to 125°C, VFIL = 6V

10.5

11.45

12

V

Output Impedance

9

15

k

Enable Inputs

ENA-D Inputs - Guaranteed Low

0.7

V

ENA-D Inputs - Guaranteed High

3

V

Enable Inputs (cont.)

ENHUB Input - Guaranteed Low

0.7

V

ELECTRICAL CHARACTERISTICS

Unless otherwise specified, T

J

= 0°C to 125°C for the UCC3831. VFIL = 6.5V, VHUB

= 5V. T

A

= T

J

.

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

VFIL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9V

VCON Supply Votage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9V

Logic Inputs (ENA-D, ENHUB)

Maximum Forced Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . –0.3V to 7V

Maximum Forced Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

±

1mA

V33

Maximum Forced Voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5V

Maximum Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200mA

V5A-D

Maximum Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9V

Maximum Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750mA

Storage Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

65°C to +150°C

Junction Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . –55°C to +150°C

Lead Temperature (Soldering, 10 sec.) . . . . . . . . . . . . . +300°C

Unless otherwise indicated, voltages are reference to ground.

Pulsed is defined as a less than 10% duty cycle with a maximum

duration of 500

µ

S. Currents are positive into, negative out of the

specified terminal. All voltages are with respect to ground. Con-

sult Packaging Section of Databook for thermal limitations and

considerations of packages.

CONNECTION DIAGRAM

SOIC-28 (Top View)

DWP Package

* DWP package pin 28 serves as signal ground; pins 7, 8, 9,

20, 21, 22 serve as heatsink/ground.

background image

3

UCC3831

ENA-D: Separate enables pins for each of the four 5V

supplies.

ENHUB: Enables the 3.3V output V33. Pulling this pin

low disables V33.

GATE: Gate drive for an external NMOS used to regu-

late the 5.5V VREG supply. Minimum available drive is

11V.

GND: All 6 GND pins must be tied to the system

ground. In addition to serving as electrical conductors,

these 6 pins are heat sinks. Refer to the Packaging De-

vice Temperature Management guide in the Packaging

section of the Unitrode Databook.

OCA-D: Open drain overcurrent indicator. OCA-D can

be wire OR'ed by the user to create a single overcurrent

indicator.

V5A-D: 5V regulated output with enable, 500mA (mini-

mum) current limit, and overcurrent indicator.

V33: 3.3V regulator output. Enable when ENHUB is

high. Current limit is 100mA minimum.

VDRIVE: Internal charge pump voltage is brought out

for external decoupling. Nominal voltage is between 11V

and 13V. No external loading permitting. Decouple with

at least 0.001

µ

F capacitor.

VFIL: Bias supply for all four of the 5V regulators. VFIL

voltage must be between 6V and 9V.

VHUB: Supply for the 3.3V USB controller power supply

and bandgap reference.

VREF: Internal 2.5V reference is brought out for exter-

nal decoupling only. Decouple with 0.01

µ

F capacitor.

VREG: Regulated to 5.5V by means of an external

NMOS. 2 pins supply up to a total of 2.5A to the four 5V

bus voltages (V5A, V5B, V5C, V5D).

PIN DESCRIPTIONS

UNITRODE CORPORATION

7 CONTINENTAL BLVD. • MERRIMACK, NH 03054

TEL. (603) 424-2410 • FAX (603) 424-3460

ELECTRICAL CHARACTERISTICS

Unless otherwise specified, T

J

= 0°C to 125°C for the UCC3831. VFIL = 6.5V, VHUB

= 5V. T

A

= T

J

.

PARAMETER

TEST CONDITIONS

MIN

TYP

MAX

UNITS

ENHUB Input - Guaranteed High

3

V

Overcurrent Signals

Active Sink Current

I

OCX

=100

m

A

140

500

mV

background image

IMPORTANT NOTICE

Texas Instruments and its subsidiaries (TI) reserve the right to make changes to their products or to discontinue

any product or service without notice, and advise customers to obtain the latest version of relevant information

to verify, before placing orders, that information being relied on is current and complete. All products are sold

subject to the terms and conditions of sale supplied at the time of order acknowledgement, including those

pertaining to warranty, patent infringement, and limitation of liability.

TI warrants performance of its semiconductor products to the specifications applicable at the time of sale in

accordance with TI’s standard warranty. Testing and other quality control techniques are utilized to the extent

TI deems necessary to support this warranty. Specific testing of all parameters of each device is not necessarily

performed, except those mandated by government requirements.

CERTAIN APPLICATIONS USING SEMICONDUCTOR PRODUCTS MAY INVOLVE POTENTIAL RISKS OF

DEATH, PERSONAL INJURY, OR SEVERE PROPERTY OR ENVIRONMENTAL DAMAGE (“CRITICAL

APPLICATIONS”). TI SEMICONDUCTOR PRODUCTS ARE NOT DESIGNED, AUTHORIZED, OR

WARRANTED TO BE SUITABLE FOR USE IN LIFE-SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS OR OTHER

CRITICAL APPLICATIONS. INCLUSION OF TI PRODUCTS IN SUCH APPLICATIONS IS UNDERSTOOD TO

BE FULLY AT THE CUSTOMER’S RISK.

In order to minimize risks associated with the customer’s applications, adequate design and operating

safeguards must be provided by the customer to minimize inherent or procedural hazards.

TI assumes no liability for applications assistance or customer product design. TI does not warrant or represent

that any license, either express or implied, is granted under any patent right, copyright, mask work right, or other

intellectual property right of TI covering or relating to any combination, machine, or process in which such

semiconductor products or services might be or are used. TI’s publication of information regarding any third

party’s products or services does not constitute TI’s approval, warranty or endorsement thereof.

Copyright 

©

 1999, Texas Instruments Incorporated