udm3610内蔵中電圧dc-dc降圧電源モジュール(4.5 v ~ 18 v入力、0.6 v ~ 5.5 v出力)

特徴

1.2A出力電流

広い入力電圧範囲: 4.5V-18V

出力電圧:0.6V-5.5V

スイッチング周波数:1 mhz

効率95%

柔らかい開始

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

udm3610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。udm3610は、わずか数個の外付け受動部品だけで、4.5 v ~ 18 vの広い入力電圧範囲、1.2 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。

udm3610は、過電流保護(ocp)、過電圧保護(ovp)、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。udm3610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:fht4623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

udm3610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。udm3610は、わずか数個の外付け受動部品だけで、4.5 v ~ 18 vの広い入力電圧範囲、1.2 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。

udm3610は、過電流保護(ocp)、過電圧保護(ovp)、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。udm3610は、外付け部品の使用を最小限に抑え、パッケージはlga-20 (5mm×3.2mm×2mm)です。

内部Soft-Start (SS)

ソフトスタート機能は、起動プロセス中に出力の過電圧を防止するように設計されています。udm3610はソフトスタート機能を内蔵しています。モジュールが起動すると、その内部回路は0 v ~ 0.6 vのランプアップ電圧(ss)を生成します。ss電圧が内部リファレンス電圧vref (0.6 v)を下回ると、内部エラーアンプはss電圧を基準電圧として使用します。ss電圧が内部リファレンス電圧を上回ると、vrefが再びリファレンス電圧として使用されます。ssのソフトスタート時間は内部で設定され、標準値は0.8msです。

起動閉鎖(Shutdown)と

vinとvenの両方がそれぞれのスレッショルドを超えると、モジュールが起動します。内部リファレンス電圧回路が最初に起動し、安定したリファレンス電圧を生成します。レギュレータは、回路の残りの部分に安定した電源を供給します。

チップがシャットダウンする原因となる3つの条件があります。vinが低すぎる、venが低すぎる、および過熱シャットダウン保護です。シャットダウンプロセスの間、信号ループは最初にブロックされ、偶発的なトリガを防止します。その後、comp電圧と内部電源がプルダウンされます。オープンドレイン出力は、このシャットダウンコマンドの影響を受けません。

過電流保護および短絡(ocp)

udm3610は、サイクル単位の電流制限保護を備えています。ピークインダクタ電流が内部ピーク電流制限スレッショルドを超えると、上側のスイッチはオフになり、下側のスイッチはインダクタ電流が内部バレー電流制限スレッショルドを下回るまでオンのままになります。バレー電流制限回路は、(ピーク電流制限スレッショルドがトリガされた後)動作周波数を低減します。同時に、出力電圧は、vfbが低電圧(uv)スレッショルド(通常42%)を下回るまで低下し続けます。uvスレッショルドがトリガされると、udm3610はヒカップ保護モードに入り、定期的にモジュールを再起動します。この保護モードは、出力がグランドに短絡した場合に特に有効で、平均短絡電流を大幅に低減し、熱問題を緩和し、モジュールを保護します。過電流状態が解決されると、udm3610はヒカップ保護モードを終了します。

過熱シャットダウン保護(otp)

udm3610は、過熱による損傷を防ぐため、チップ内部温度が150°cを超えるとスイッチングを停止します。温度がスレッショルド(通常130°c)を下回ると、モジュールは動作を再開します。

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。udm3610のuvloコンパレータは、内蔵ldo (vcc)の出力電圧を監視します。uvloの標準立上りスレッショルドは4.3 vですが、標準立下りスレッショルドは3.85 vです。

誤差増幅器(EA)

udm3610は、動的トランスコンダクタンスアンプをエラー・アンプ(ota)として使用します。エラーアンプはfb電圧と内部の0.6 vリファレンス電圧(vref)を比較し、両者の差に比例した電流を出力します。この出力電流は、内部補償ネットワークを充電または放電してcomp電圧を形成し、パワーmosfetの電流を制御するために使用されます。最適化された内部補償ネットワークによって、必要な外付け部品の数が最小限に抑えられ、制御ループの設計が大幅に簡素化されます。

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端子のvoutとgnd間にプルアップおよびプルダウン抵抗を接続することで設定できます。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。(フロントページの代表的なアプリケーションを参照してください。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

通常の状況下では、出力電圧を0.6 v ~ 5.5 vに設定することをお勧めします。ただし、出力電圧は5.5 v以上に設定することができます。この場合、インダクタのリップル電流が大きくなるため、出力電圧リップルが大きくなります。出力電圧リップルを低減するために、追加のコンデンサが必要です。

出力電圧を高く設定すると、熱管理がより重要になります。" pcbレイアウトガイドライン"を参照してください。より良い熱性能のためにこのページで。

入力コンデンサ選択

buckモジュールへの入力電流は不連続であるため、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。入力コンデンサを流れるrms電流は、次式(2)によって推定することができます。

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、おすすめは陶製または容量X5RとX7R dielectrics、と容量10µF以上のも接続されている。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、入力電圧の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(c2)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低減することをお勧めします。出力電圧リップルは、式(3)によって推定できます。

ここで、fs = 1000kHz、L1 = 1.5μH及び「RESR」シリーズの相当抵抗(ESR)キャパシタ出力される。

PCBレイアウト指針

のUDM3610 電力変換に必要な部品を高度に集積化し、pcbレイアウトに関連する厄介な問題のほとんどを排除します。しかし、pcbの配線を可能な限り最適化して適切な動作を確保する必要があります。集積度が高くても、モジュールを使用する際には優れた接地性能と熱性能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。

アプリケーション情報(続け)

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ピンのできるだけ近くに配置します。

2.udm3610のvinおよびpgnd接続のできるだけ近くにcinコンデンサを配置します。

3.coutコンデンサをudm3610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注ぎに接続し、外付け部品とudm3610間のグランド接続が切断されないようにします。

2. 良好な熱性能を達成するには、ビアを使用してpgnd銅の注入領域を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。udm3610は内部の電源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た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の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 = 1.2A

Figure4 IOUTおよびqout VOUT = 3.3 v = 1.2A

Figure5 IOUTおよびqout VOUT = 2.5V = 1.2A

Figure6 IOUTおよびqout VOUT = 1.8 v = 1.2A

Figure7 IOUTおよびqout VOUT = vmp3 = 1.2A

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