udm3506内蔵dc-dc降圧型パワー・コンバータ・モジュール(4.7 v入力、0.8 v出力)

特徴

0.6の出力電流

広い入力電圧範囲:4.7 v ~ 36 v

出力電圧:0.8 v以上で調整可能です

スイッチング周波数:mhz

内部柔らかい開始

短絡保護および熱保護

小型、表面実装パッケージ:lga (5 mm×3.2mm×2.2mm)

アプリケーション

産業制御

医療撮像装置

通信・ネットワークアプリケーション

リニアレギュレータ(ldo)の代替品

小型アプリケーション

記述

udm3506は、同期整流制御を備えたdc-dcバック・パワー・モジュールです。このデバイスは、インダクタ、パワーmosfet、およびフィルタコンデンサを内蔵しています。udm3506は、わずか数個の外付け受動部品だけで、4.7 v ~ 36 vの広い入力電圧範囲、0.6 aの定格出力電流、調整可能な出力電圧、優れた負荷およびラインレギュレーションを実現する、完全な電源ソリューションを提供します。

udm3506は、過電流保護、短絡保護、低電圧保護、過熱保護などの包括的な保護機能を備えています。udm3506は、外付け部品の使用を最小限に抑え、パッケージはlga-20 (5 mm×3.2mm×2.2mm)です。

典型的なアプリケーション回路

ピン構成 

平面図

電気的特性

注1:"に記載されている値以上の応力;絶対最大レート"セクションは、デバイスに恒久的な損傷を引き起こす可能性があります。絶対最大定格条件に長時間さらされると、デバイスの信頼性と寿命に影響を与える可能性があります。

注2:udm3506の接合部温度により最大連続出力電流が低下する場合があります。

注3:udm3506の性能仕様は、-40°c ~ 125°cの内部動作安定性の範囲全体で保証されています。最大内部温度は、特定の動作条件、pcbレイアウト、パッケージによって決定されることに注意してください#39;sの定格熱抵抗、およびその他の環境要因。

典型的な特性

特に明記しない限り、テスト条件はvin =12 v、vout =3.3 v、ta =25°cです。

その动作原理

概要

udm3506は、同期整流制御を備えたdc-dcバック・パワー・モジュールです。の統合し インダクタ、パワーmosfet、およびフィルタコンデンサ。udm3506は、わずか数個の外付け受動部品だけで、4.7 v ~ 36 vの広い入力電圧範囲、0.6 aの定格出力電流、調整可能な出力電圧、優れた負荷およびラインレギュレーションを実現する、完全な電源ソリューションを提供します。

udm3506は、過電流保護(ocp)、低電圧保護(uvp)、過熱保護(otp)などの包括的な保護機能を備えています。udm3506は、外付け部品の使用を最小限に抑え、qfn-20 (5mm×3.2mm×2.2mm)パッケージに実装されています。

現在のモード制御

udm3506は、電流モード制御を使用して出力電圧を調整します。出力電圧は抵抗分圧器で分圧され、fb端子にフィードバックされます。fb端子では、内部の相互コンダクタンス誤差アンプによって誤差が増幅されます。内部エラーアンプの出力は、内部サンプリングされたスイッチ電流と比較され、出力電流を制御します。

PFMモード

udm3506は、軽負荷条件下でpfmモードで動作します。pfmモードでは、負荷電流が減少するとスイッチング周波数を小さくすることでスイッチング損失を最小限に抑え、軽負荷時の電力効率を向上させます。負荷電流が増加すると、スイッチング周波数が増加し、出力電圧リップルが最小限に抑えられます。

停止モード

enピンの電圧が0.3 vを下回ると、udm3506はシャットダウンします。レギュレーターは停止モード全員の消費電力UDM3506は1µ以下まで減少した。

低電圧ロックアウト保護(uvlo)

低電圧ロックアウト保護(uvlo)により、入力電圧が不十分なときにモジュールが動作を停止することが保証されます。これは、vinとグランドの間に抵抗分圧器を接続し、中央のタップをenピンに接続することによって実現します。vinがプリセット値に低下すると、en端子の電圧が1.2 vを下回るため、入力低電圧ロックアウト保護がトリガされます

出力電流保護

起動時には、入力電圧が高く出力電圧が低いため、出力インダクタに電流慣性が確立されやすく、起動時の出力電流が大きくなります。udm3506はバレー電流制限機能を備えており、出力電流がバレー電流制限値以下の場合にのみ上部スイッチがオンになります。この制御機構は、起動時の出力電流を効果的に管理します。

出力近道保護

出力がグランドに短絡されると、出力電流はそのピーク電流制限値に急速に達し、上側のスイッチはオフになり、下側のスイッチはすぐにオンになり、出力電流がバレー電流制限値を下回るまでオンのままになります。出力電流がバレー電流制限値を下回ると、上部スイッチは再びオンになります。短絡がまだ存在する場合、ピーク電流制限に達すると上側のスイッチがオフになり、下側のスイッチが再びオンになります。このサイクルは、短絡が解除されてレギュレータが通常動作に戻るまで続きます。

過熱シャットダウン保護(otp)

udm3506は、過熱による損傷を防ぐため、内部チップ温度が135°cを超えるとスイッチングを停止します。コア温度が120°以下になると、モジュールは動作を再開します

アプリケーション情報

出力電圧設定

のmodule'sの出力電圧は、fb端子に接続されたvoutおよびgndに対する外付けプルアップおよびプルダウン抵抗によって設定できます。参考計算式は以下の通りです。

出力電圧は外付けの抵抗分圧器で設定します(フロントページの標準アプリケーションを参照)。まずr1を選択し、次に(1)式を用いてr2を計算します。

図1と表1にフィードバック回路の共通出力電圧の推奨パラメータを示します。

図1フィードバックネットワーク

表1共通出力電圧の推奨パラメータ

入力コンデンサ選択

バックモジュールの入力電流は不連続なので、アプリケーションで入力コンデンサを設計する必要があります。入力コンデンサは、dc入力電圧を維持しながらac電流を供給します。入力コンデンサは十分なリップル電流能力を備えている必要があります。の 入力コンデンサのリップル電流は、次式(2)によって求めることができます。

 IC1 = ILOAD •

iloadは負荷電流、voutは出力電圧、vinは入力電圧です。

入力リップル電圧を決定すると、次式を使用して入力容量を計算できます。

(3)推定。

ここで、C1は入力容量fsはスイッチング周波数であり、ΔVINは、入力波及の電圧を示している。

低esrのコンデンサを使用すると、より優れた性能を提供できます。多くの場合、おすすめは4.7µF陶製または容量X5RとX7R dielectrics。x5r、x7rタイプのセラミックコンデンサは、広い温度範囲と電圧範囲で安定した性能を維持し、入力電圧リップルを効果的に低減します。

出力キャパシタ選択

dc出力電圧を維持するために出力コンデンサが必要です。セラミック、タンタル、または低esr電解コンデンサの使用をお勧めします。最適な性能を得るには、低esrのコンデンサを使用して出力電圧リップルを最小限に抑えることをお勧めします。出力電圧リップルは、式(4)によって推定できます。

ここで、fs = 2 MHz、L = 1.5μH「RESR」シリーズの相当抵抗(ESR)の出力コンデンサー、し、C2は容量出力を与える。出力コンデンサは、システムの安定性と過渡応答にも影響します。典型的なのアプリケーションでは、10µFセラミックコンデンサがオススメです。

PCBレイアウト指針

udm3506は、電力変換に必要な部品を高度に集積しているため、pcbレイアウトに関連する厄介な問題のほとんどが解消されます。ただし、pcbの配線を最適化して適切な動作を確保する必要があります。高集積であっても、モジュールを使用する際には優れた接地と熱管理を確保する必要があります。推奨レイアウトを図4に示します。

図2 pcbレイアウト図

1. フィードバック電圧分圧用のrfb抵抗を対応するfb端子のできるだけ近くに配置します。

2. cinコンデンサをudm3506のvinとpgnd接続のできるだけ近くに配置します。

3. coutコンデンサをudm3506のvoutおよびpgnd接続のできるだけ近くに配置します。

4. すべてのpgndピンを最上層の可能な限り最大の銅領域に接続して、外付け部品とudm3506との間のグランド接続を切断しないようにします。

5. 良好な熱性能を達成するには、ビアを使用してpgnd銅領域をpcbの内部グランドプレーンに接続し、良好なグランド接続とpcbプレーンへの熱経路を提供します。udm3506は内蔵の電力処理部品の近くにあるため、pcbの内部gndプレーンに接続されるこれらのビアを介して良好な熱損失を得ることができます。サーマルビアの最適な数は、pcb設計によって異なります。たとえば、pcbが非常に小さなビアを使用する場合、十分な熱放散を確保するために、より多くの熱ビアが必要になる可能性があります。

典型的なアプリケーション回路

Figure3 IOUTおよびqout VOUT = v = 0.6A

Figure4 IOUTおよびqout VOUT = 3.3 v = 0.6A

Figure5 IOUTおよびqout VOUT = 2.5V = 0.6A

探索パケット情報

はんだ付け・保管上の注意

推奨リフローはんだ付けプロファイル

注:

1.モジュールのサイズの関係上、基板底面にモジュールを置いてリフローはんだ付けをし、モジュール落下を防止してください。

2. バルク製品や未包装の製品については、ドライボックスに保管してください(ドライボックス内の相対湿度は10%以下に保つ必要があります)。元のパッケージに残っている製品の場合は、可能な限り乾燥した箱に保管してください。

3. 基板に実装する前に、ベーキング条件に厳密に従ってサンプルを乾燥させてください。125°cで48時間以上ベーキングし、リフローはんだ付け温度を245°c以内に制御します。