如果你開發的一個應用空間受限,你一定知道要達成目標很不容易,詳細的尺寸信息通常不是最重要的規范。你最初的看法可能是,“哦,這看起來適合我的項目”遺憾的是,“但是它太大了”對非隔離DC-DC升降壓轉換器而言,最近設計者正在尋找小負載點解決方案來尋求突破。最新的趨勢是DC-DC轉換器集成了電感,可以提供最低面積和外形。
集成電感的好處
除了減少板級空間需求,內部電感也通過消除環路補償和磁選擇過程簡化設計工作,還可以通過屏蔽輻射噪聲提高性能。
德州儀器的創新
在2012年,TI模擬收入獲利近70億美元,據估計25%來自電源管理部分,在研究電源解決方案領域,德州儀器絕對是一個重要的公司。TI肯定不會對他們集成電感的DC-DC轉換器新模塊系列感到失望。如表一所示。
這個TPS82K MicroSiP模塊(如圖)有真正令人震驚的集成,沒有額外的、組件需求(圖1),其中包括一個小于7平方毫米的總解決方案。
圖1所示。TPS82K MicroSiP模塊不需要額外的組件。
TPS84K SWIFT電源模塊系列,只要求三個外部組件,為每個成員提供配件。TPS84250 和TPS84259 是最新介紹的產品,并且完美的解決了放大器的正極和負極電壓要求。如圖2所示。
圖2,TPS84KSWIFT功率模塊需要最低限度的外部組件,并支持各種各樣的應用程序,包括正極的和負極的電壓要求
SIMPLE SWITCHER納米模塊(上圖)提供了1安培的解決方案,只需要一個輸入電容,輸出電容,VCON電容器,和反饋電阻,它適合小于35平方毫米空間。
表1.TI帶集成電感的DC-DC Buck 轉換模塊
Iout (A) | Part Number | Vin (V) | Vout (V) | Switching frequency (kHz) | Package | Package Size (mm) | Total Solution Size ((mm2) | |
TPSK MicroSiP Modules | ||||||||
0.5 | TPS82695 | 2.3 – 4.35 | 2.5 – 2.9 | 4000 | μSiP8 | 2.3 x 2.9 x 1.0 | 6.7 | |
0.6 | TPS82671 | 2.3 – 4.80 | 1.05 -1.86 | 5500 | μSiP8 | 2.3 x 2.9 x 1.0 | 6.7 | |
TPS84K SWIFT Power Modules | ||||||||
2 | TPS84210 | 2.95-6.0 | 0.8 – 3.6 | 500 to 2000 | QFN39 | 9 x 11 x 2.8 | Not available | |
4 | TPS84410 | 2.95-6.0 | 0.8 – 3.6 | 500 to 2000 | QFN39 | 9 x 11 x 2.8 | Not available | |
6 | TPS84610 | 2.95-6.0 | 0.8 – 3.6 | 500 to 2000 | QFN39 | 9 x 11 x 2.8 | Not available | |
3 | TPS84320 | 4.5 – 14.5 | 0.8 – 5.5 | 330 to 780 | QFN47 | 9 x 15 x 2.8 | Not available | |
6 | TPS84621 | 4.5 – 14.5 | 0.6 – 5.5 | 250 to 780 | QFN47 | 9 x 15 x 2.8 | Not available | |
2.5 | TPS84250 | 7.0 - 50 | 2.5 - 15 | 400 to 1000 | QFN41 | 9 x 11 x 2.8 | Not available | |
2 | TPS84259 | 4.5 - 40 | -3 to -17 | 700 to 900 | QFN41 | 9 x 11 x 2.8 | Not available | |
SIMPLE SWITCHER Nano Modules | ||||||||
0.65 | LMZ10500 | 2.7 – 5.5 | 0.6 – 3.6 | 2000 | POS8 | 3 x 2.5 x 1.425 | 35 | |
1 | LMZ10501 | 2.7 -5.5 | 0.6 – 3.6 | 2000 | POS8 | 3 x 2.5 x 1.425 | 35 | |
Enpirion
盡管Enpirion 在電源管理領域是一個相對比較新的名字(最近被Altera收購),他們的DC-DC降壓轉換器非常出眾,帶集成電感針對空間受限的應用。成立于2001年由一群來自貝爾實驗室的電源管理專家團隊組成的Enpirion ,提供了節省空間的5 v片上系統電力解決方案(5300家庭,表2)和12 v電源干線(2300家庭,表3)。圖3顯示了一個典型的使用Enpirion 400 -馬電源轉換器實現圖,EP5348UI,總解決方案只有21平方毫米的大小。圖4顯示了一個典型使用Enpirion 4直流-直流轉換器的應用,EN2340QI,適合小于200平方毫米。注意,12 v產品功能切換頻率與外部時鐘頻率同步。系統中有多個轉換器,類似,但不匹配的開關頻率可以產生一個叫拍頻現象。同步到穩壓器的切換頻率的能力可以阻止拍頻現象的形成。此外,頻率同步有助于保持EMI系統內產生一組預測的頻率。
圖3 Enpirion 5 v,400 - ma soc開關電源變換器解決方案適合在21平方毫米
表2. 5 v DC-DC帶集成電感器*的降壓轉換器的Enpirion 5300系列
Iout (A) | Part Number | Vin (V) | Vout (V) | Switching frequency (kHz) | Package | Package Size (mm) | Total Solution Size (mm2) |
0.4 | EP5348UI | 2.5 - 5.5 | 0.60 - 3.3 | 9000 | μQFN14 | 2 x 1.75 x 0.9 | 21 |
0.5 | EP5352QI | 2.4 - 5.5 | 1.20 - 3.3 | 4000 | QFN20 | 4 x 5 x 1.1 | 36 |
0.6 | EP5362QI | 2.4 - 5.5 | 1.20 - 3.3 | 4000 | QFN20 | 4 x 5 x 1.1 | 36 |
0.6 | EP5368QI | 2.4 - 5.5 | 0.60 - 3.3 | 4000 | QFN16 | 3 x 3 x 1.1 | 21 |
0.8 | EP5382QI | 2.4 -5.5 | 1.20 - 3.3 | 4000 | QFN20 | 4 x 5 x 1.1 | 36 |
0.8 | EP5388QI | 2.4 -5.5 | 0.60 - 3.3 | 4000 | QFN16 | 3 x 3 x 1.1 | 28 |
1.0 | EN5311QI | 2.4 - 6.6 | 0.60 - 3.3 | 4000 | QFN20 | 4 x 5 x 1.1 | 36 |
更高電流選項達到9A均可用
圖4 Enpirion 12 v,4A片上系統開關電源變換器解決方案適合191平方毫米。
表3. 12V的DC-DC帶集成電感的降壓轉換器的Enpirion 2300 系列
Iout (A) | Part Number | Vin (V) | Vout (V) | Switching frequency (kHz) | Package | Package Size (mm) | Total Solution Size (mm2) |
0.4 | EP5348UI | 2.5 - 5.5 | 0.60 - 3.3 | 9000 | μQFN14 | 2 x 1.75 x 0.9 | 21 |
0.5 | EP5352QI | 2.4 - 5.5 | 1.20 - 3.3 | 4000 | QFN20 | 4 x 5 x 1.1 | 36 |
0.6 | EP5362QI | 2.4 - 5.5 | 1.20 - 3.3 | 4000 | QFN20 | 4 x 5 x 1.1 | 36 |
0.6 | EP5368QI | 2.4 - 5.5 | 0.60 - 3.3 | 4000 | QFN16 | 3 x 3 x 1.1 | 21 |
0.8 | EP5382QI | 2.4 -5.5 | 1.20 - 3.3 | 4000 | QFN20 | 4 x 5 x 1.1 | 36 |
0.8 | EP5388QI | 2.4 -5.5 | 0.60 - 3.3 | 4000 | QFN16 | 3 x 3 x 1.1 | 28 |
1.0 | EN5311QI | 2.4 - 6.6 | 0.60 - 3.3 | 4000 | QFN20 | 4 x 5 x 1.1 | 36 |
最高9A電流
Micrel
在過去的幾年中,Micrel發布了一系列同步升壓穩壓器,其顯著點是內部電感和架構提供了低壓差穩壓器(LDO),包括易用性、瞬態響應快,高PSRR、低噪音、低靜態電流,同時還提供高效率。如圖5所示,Micrel的設備,如MIC33050,在不同的電壓和電流選項下,只需要很少的外部組件。
圖5 Micrel 600 - mA的開關電源解決方案只需要三個外部電容
結論
大小總是相對的,雖然現在市場上出現了很多可用的非常小的DC-DC降壓轉換器解決方案。但是由于現代電子產品持續小型化的趨勢,肯定會集成更多的東西在里面。
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