L6986 、L6986F和L6985F構(gòu)成了 ST 的新系列同步降壓開關(guān)轉(zhuǎn)換器(也稱為降壓穩(wěn)壓器),適用于具有 24 V 高輸入電壓的工業(yè)應(yīng)用。面對無數(shù)的限制、技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)考慮,選擇正確的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器可能是一個(gè)艱巨的過程。此外,當(dāng)由于選擇不當(dāng)?shù)慕M件導(dǎo)致過多的散熱而導(dǎo)致故障迫使電源完全重新設(shè)計(jì)時(shí),人們很快就會(huì)意識(shí)到誤差幅度太小,以至于無法將其視為微不足道的事情。
新的 DC-DC 穩(wěn)壓器首先給人留下深刻印象,因?yàn)樗鼈兡軌虺惺軓?4 V 到 38 V 的寬輸入電壓范圍,以確保它們在電源不穩(wěn)定的情況下仍然有用。這對于確保降壓穩(wěn)壓器在各種應(yīng)用中工作至關(guān)重要,從運(yùn)行多個(gè)自動(dòng)化流程的智能工廠到遭受不可靠電網(wǎng)影響的建筑物。這些組件還能夠輸出從 0.85 V 到 VIN(電壓輸入)的電壓范圍,這意味著可以使用它們?yōu)樵S多不同的組件供電。歸根結(jié)底,他們令人印象深刻的技術(shù)規(guī)格是他們現(xiàn)代建筑的成果。
L6986、L6986F 和 L6985F:是什么讓它們變得現(xiàn)代?
在一篇博文中詳盡列出所有組件的功能是不可能的。然而,如果我們專注于主要特性,值得注意 的是,L6986、L6986F 和 L6985F 分別提供了 2A、1.5A 和 0.5A 的 DC 輸出電流,從而確保工程師可以真正選擇最好的組件適合他們的設(shè)計(jì)。畢竟,降壓穩(wěn)壓器的全部意義在于降低輸入電壓并以特定輸出電流為目標(biāo),同時(shí)比低壓降穩(wěn)壓器 (LDO) 等替代解決方案散熱更少,效率更高。因此,由于 ST 目錄的粒度,今天的設(shè)計(jì)人員可以更好地找到最適合他們精確需求的組件。
盡管如此,降壓轉(zhuǎn)換器往往會(huì)占用相當(dāng)多的空間,這就是 ST 使用單片 結(jié)構(gòu)的原因,這意味著高側(cè)功率 MOSFET 開關(guān)位于同一芯片上,以提供比解決方案更緊湊的設(shè)計(jì)需要一個(gè)外部電源開關(guān)。此外,三款器件均支持 同步整流,這意味著它們還包含一個(gè)低側(cè) MOSFET。因此,與異步轉(zhuǎn)換器不同,不需要外部功率二極管,這會(huì)大大增加設(shè)計(jì)復(fù)雜性、降低效率、增加成本并占用更多空間。L6986、L6986F 和 L6985F 還具有成為 ST 生態(tài)系統(tǒng)一部分的額外好處,這意味著它們因其靈活性和實(shí)用性而在競爭中脫穎而出。
是什么讓他們靈活?
ST 的經(jīng)驗(yàn)還體現(xiàn)在兩個(gè)顯著特點(diǎn)上,第一個(gè)是令人難以置信的寬頻率范圍,從 0.25 MHz 到 2 MHz. 低頻率可提供出色的效率,但需要安裝更大的線圈。相反,2 MHz 只需要一個(gè)小線圈,但會(huì)對效率產(chǎn)生負(fù)面影響。在許多傳統(tǒng)應(yīng)用中,工程師會(huì)為他們的設(shè)計(jì)找到最佳折衷方案。像 0.5 MHz 這樣的頻率可以確保電感器和電容器不會(huì)太貴,線圈不會(huì)太大,而且效率仍然很高。然而,高達(dá) 2 MHz 的頻率對于電信運(yùn)營等某些邊緣情況至關(guān)重要,因?yàn)檩^低的頻率會(huì)干擾 AM 頻段(0.535 MHz 至 1.605 MHz)。因此,寬頻率范圍提供了出色的設(shè)計(jì)靈活性。
新轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流 (I Q ) 非常低,令人驚嘆。事實(shí)上,上一代產(chǎn)品的 I Q約為 1 mA 至 2 mA,而 L6986、L6986F 和 L6985F 在輕負(fù)載下的靜態(tài)電流僅為 30 μA。簡而言之,這指的是 DC-DC 轉(zhuǎn)換器在開啟時(shí)的電流消耗,但負(fù)載非常輕,或者根本沒有負(fù)載。得益于提供新水平效率的靜態(tài)電流消耗,新組件實(shí)現(xiàn)了新的里程碑。
對物聯(lián)網(wǎng)意味著什么?
新的靜態(tài)電流為新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用打開了大門。例如,越來越多的工廠運(yùn)行傳感器網(wǎng)絡(luò),旨在收集有關(guān)各種操作的更多數(shù)據(jù)。然而,在某些情況下,這些傳感器大部分時(shí)間都在休眠,等待事件觸發(fā)其啟動(dòng)序列。因此,需要開啟 DC-DC 轉(zhuǎn)換器,因?yàn)榻M件在喚醒時(shí)會(huì)消耗電力,但它們的負(fù)載非常輕,或者根本不存在。在這種情況下,高靜態(tài)電流意味著器件會(huì)浪費(fèi)大量能量。由于靜態(tài)電流僅為 30 μA,因此構(gòu)建這樣的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)變得可行,因?yàn)閾p耗變得可以忽略不計(jì)。
為了達(dá)到這樣的性能水平,ST 徹底修改了這三個(gè) DC-DC 穩(wěn)壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),以盡可能減少功耗。他們還應(yīng)用了顯著改進(jìn)的算法,通過調(diào)整等待時(shí)間和降低運(yùn)行中的開關(guān)頻率來更好地處理這些輕負(fù)載,以盡可能降低電流消耗并提高效率。然而,鑒于 L6986、L6986F 和 L6985F 的靈活性,ST 為工程師提供了一種選擇,一種是依靠固定頻率為特定應(yīng)用(低噪聲模式)確定特定行為的優(yōu)先級(jí),另一種是受益于新算法確保低靜態(tài)電流(低功耗模式)。
什么使 DC-DC 轉(zhuǎn)換器實(shí)用?
L6986、L6986F 和 L6985F 還通過使用比上一代組件使用的封裝更薄的HTSSOP16封裝在競爭中脫穎而出,同時(shí)由于器件下方的裸露焊盤提供類似的散熱。此外,這三個(gè)模塊是引腳對引腳兼容的,這意味著工程師可以將相同的設(shè)計(jì)布局用于不同的應(yīng)用,而只需稍作改動(dòng)即可適應(yīng)其他三個(gè)穩(wěn)壓器之一。最重要的是,這些組件非常可靠,以至于ST 為汽車行業(yè)提供了替代版本。它們在內(nèi)部是相同的,但部件經(jīng)過不同的認(rèn)證過程以符合該行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。
ST 生態(tài)系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢是能夠使用圖形界面快速選擇適合特定設(shè)計(jì)的降壓轉(zhuǎn)換器。正如我們在 Life.Augmented 博客中已經(jīng)討論過的,eDesignSuite 為工程師提供了他們電路板的交互式仿真,甚至可以推薦最適合他們要求的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器。設(shè)計(jì)人員還可以獲得STEVAL-ISA156V1、STEVAL-ISA190V1和STEVAL-ISA187V1,分別用于 L6986、L6986F 和 L6985F 的評(píng)估板,它們將啟動(dòng)開發(fā)并為 ST 生態(tài)系統(tǒng)提供一個(gè)非常實(shí)惠的切入點(diǎn)。因此,選擇 ST 意味著受益于智能組件、出色的電路板和直觀的工具,而不是必須麻木地檢查技術(shù)規(guī)格和猜測可能因錯(cuò)誤計(jì)算而導(dǎo)致時(shí)間損失和開發(fā)成本增加的基本選擇。
審核編輯:郭婷
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