Es de TI, es la introducción de los 6 Un TPS84620 que utiliza plomo con un embalaje innovador como marco para alcanzar 800 W / in.3, la densidad de potencia de hasta 95% de eficiencia. Impedancia térmica es de 13 ° C / W, salida a ambiente, que es una mejora del 30% con respecto a generaciones anteriores. El dispositivo ofrece su plena potencia nominal de 6 A lo largo de un -40 ° C a 85 ° C, de temperatura ambiente sin circulación de aire externo.
Como se muestra la TPS84620 es un convertidor sincrónico con integración de un inductor y componentes pasivos. Se requiere sólo tres componentes externos, y la producción de condensadores de entrada y una resistencia (RSET) que establece la tensión de salida. Todo el circuito se ajusta a un perfil bajo, de 9 × 15 × 2,8 mm paquete BQFN con menos de 200 mm2huella.
El TPS84620, opera desde una entrada de 4,5 V a 14,5 V. Gama de la salida de ajuste va de 1.2V a 5.5V con la resistencia de RSET externa. Un tren de potencia opcional permite dividir los insumos hasta 1.7V. Su rango de ajuste de frecuencia de conmutación, es de 480 kHz a 780 kHz, sincronizable con un reloj externo.
Varias aplicaciones son posibles para el convertidor utilizando el VIN, y alfileres PVIN juntos o por separado. VIN suministros de los circuitos de control interno. PVIN proporciona el voltaje de entrada al sistema convertidor de energía. Con contactos unidos, el voltaje de entrada puede variar desde 4,5 V a 14,5 V. Uso del VIN por separado de PVIN, el pasador de VIN debe estar entre 4,5 y 14,5 V, y el pasador PVIN puede variar desde 1,7 V a 14,5 V.
UVLO (bloqueo de baja tensión) Interno del circuito desactiva el dispositivo VIN si cae por debajo de su 4.5V (max) y el umbral de 150 mV (típico) histéresis. Si una aplicación requiere ya sea un umbral UVLO más alto en el pasador de VIN o un umbral más alto para UVLO un total combinado de VIN y PVIN, se puede programar el UVLO pines para el nuevo valor.
Durante el encendido del convertidor, en la residencia límites circuitos de arranque en la actual fiebre de extraer de la fuente de entrada. Los circuitos del convertidor de arranque introduce un retardo de tiempo corto desde el punto de que se reconoce una tensión de entrada válido.
El pasador PWRGD, es una salida de drenaje abierto. Una vez que el voltaje en VSENSE + es entre 94% y 106% de la tensión ajustada, libera el perno PWRGD pull-down y el pasador de carrozas. En la operación, use un PWRGD resistencia pull-up de 10 kW a 100 k vinculado a 5,5 V o menos.
VSENSE +, debe estar conectado a VOUT en la carga, o en las clavijas del dispositivo. Esto mejora la regulación de la carga al permitir que el dispositivo para compensar la caída de I × R tensión, entre sus pines de salida y la carga. La salida de alta corriente que fluye a través del pin y el cobre puede causar resistencia a la traza e I × R caída que se debe limitar a 300 mV (máx.).
Por el Ciclo el actual, ciclo debe limitar la TPS84620 protege contra los fallos de carga de sobrecorriente, durante el cual se reduce la tensión de salida. Extracción de la condición de sobrecorriente vuelve la tensión de salida a su valor establecido.
El trazado de circuito interno con apagado térmico de las fuerzas que el dispositivo deje de conmutación si la temperatura excede la salida 175 ° C (típico). El dispositivo reinicia la secuencia de encendido cuando la temperatura cae por debajo de la salida 165 ° C (típico).
CAPACITOR DE SELECCIÓN
La alta calidad de los condensadores electrolíticos de grado por ordenador se recomiendan. Los electrolíticos de aluminio proporcionan disociación adecuada en el rango de 2 kHz y 150 kHz operacionales, y son adecuadas cuando la temperatura ambiente es superior a 0 ° C. Sin embargo, el rendimiento de aluminio electrolítico es menos eficaz por encima de 150 kHz.
Los condensadores de múltiples capas de cerámica tienen una VSG bajo, y una frecuencia de resonancia mayor que el ancho de banda del regulador. Pueden ser utilizados para reducir el rizado de corriente reflejada en la entrada, así como mejorar la respuesta transitoria de la salida.
La entrada del condensador asociado, debe ser una 100μF cerámica y / o tipo de polímero-tantalio. Los condensadores de tantalio convencionales no puede tener una velocidad de sedimentación globular declarado o número de sobretensión, por lo que no se recomiendan para su uso con el TPS84620.
Si la temperatura ambiente es inferior a 0 ° C, los condensadores electrolíticos de polímero, como Sanyo tipos OS-CON, que tienen bajo ESR, el aumento nominal de alta y disipación de la energía, dominó la capacidad actual de filtrado, y el tamaño de paquete pequeño.
El valor requerido de la capacitancia de salida depende del voltaje de salida seleccionado. La capacidad de salida puede estar compuesto por cualquiera de todos los capacitores de cerámica, o una combinación de condensadores cerámicos ya granel. El importe de la capacitancia de salida requerida deberá incluir al menos un 47 mF condensador de cerámica.
DISPOSICIÓN CONSIDERACIONES
Óptimo rendimiento eléctrico y térmico, requiere un optimizado diseño de la PCB. Entre estas consideraciones son las siguientes:
- Minimizar la pérdida de la conducción y el estrés térmico mediante el uso de grandes áreas de cobre para los aviones de alimentación (VIN, VOUT y PGND).
- Minimiza el ruido de alta frecuencia mediante la colocación de cerámica de entrada y salida de los condensadores cerca de los pines del módulo.
- Busque condensadores de salida adicional entre el condensador de cerámica y la carga.
- Coloque un área dedicada AGND cobre por debajo de la TPS84620.
- Aislar el pasador PH, el área de cobre de la zona de cobre VOUT con el área de cobre AGND.
- Conecte el AGND PGND y el área de cobre en un momento dado, cerca de la salida de los condensadores.
- Lugar RSET lo más cerca posible a la clavija VADJ.
- El uso de múltiples vías para conectar los planos de la energía a las capas internas.
ENERGÍA PORTÁTIL
La reciente introducción de TI, con la fuente de alimentación, el TPS82671, también emplea técnicas de encapsulado del ahorro de espacio. Es la industria más pequeño plug-in, integrado de solución de energía, con un 6,7 mm 2, huella y 90 mA / mm 2, la densidad de potencia. El dispositivo combina la potencia de todos los componentes externos de una Microsip ™ paquete que tiene un perfil de la altura de 1 mm. Tabla 1 se enumeran las versiones de salida fija de esta familia de la fuente de alimentación.
La eficiencia energética, es superior al 90% para una carga de 600 mA con una V 2,3 a 4,8 V de entrada. En el pasado, los fabricantes de equipos portátiles tenían que diseñar sus propias fuentes de alimentación para satisfacer las necesidades de espacio. Ahora, los mismos fabricantes pueden utilizar la TPS82671 lugar.
El TPS82671, es un convertidor buck-CC CC sincrónico ( Fig. 2a y figura. 2b ) con un regulador de conmutación integrada, e inductor, de entrada / salida de los condensadores. Ninguno de los componentes adicionales son necesarios para completar el diseño. El TPS82671, se empaqueta en un mm x 2,9 mm de perfil bajo 2.3 (1.0 mm) BGA, equipos paquete adecuado para el montaje automatizado estándar con montaje en superficie.
El TPS82671, opera en una frecuencia regulada de 5,5 MHz, con modulación por ancho de pulso (PWM), de moderado a corrientes de carga pesada. El convertidor utiliza una frecuencia única llave de anillo oscilante, modulador para lograr excelente de la carga y la respuesta de la línea. Una ventaja clave de su arquitectura no-lineal, es que no hay circuito de retroalimentación tradicional. La respuesta del lazo cambia en VOUT, es esencialmente instantánea. Aunque este tipo de operaciones, normalmente, a una frecuencia de conmutación que varía con la tensión de entrada y la corriente de carga, un bucle de frecuencia de bloqueo interno (FLL), tiene la frecuencia de conmutación constante en un amplio rango de condiciones de funcionamiento.
En las corrientes de carga ligera, el convertidor entra automáticamente en un modo de ahorro de energía y opera con modulación de frecuencia de pulso (PFM), que reduce la corriente de reposo a 17μA (típico). Esta corriente de reposo baja le permite mantener una alta eficiencia en cargas ligeras, preservando al mismo tiempo la respuesta transitoria rápida para aplicaciones que requieren regulación de la producción ajustada. Durante el modo de ahorro de energía, el convertidor opera en discontinuo actual (MCD), el modo de un solo pulso de la GFP, lo que genera una menor ondulación de la salida de otras arquitecturas de AFP. Se sale del modo GFP y entra sin problemas la operación PWM en las corrientes de salida más alta.
En la figura muestra el circuito de la TPS82671. La modalidad de alfileres permite la selección de su modo de funcionamiento. Conexión de este pin a GND permite el PWM automática de ahorro de energía y el modo de funcionamiento. Tirando de la modalidad de alfileres grandes fuerzas del convertidor para funcionar en modo PWM, incluso en las corrientes de carga ligera. En el modo PWM, la eficiencia es menor que el ahorro de energía durante el modo de cargas ligeras. Para mayor flexibilidad, es posible cambiar de modo de ahorro de energía en el modo PWM durante la operación, que permite ajustar el funcionamiento del convertidor para cumplir con los requisitos del sistema específico.
PWM, permite que el convertidor pueda modular la frecuencia de conmutación con técnicas de espectro ensanchado, que permiten a simple filtrado de armónicos de conmutación para reducir el ruido de entrada y de salida en aplicaciones sensibles. Difunde objetivo spectrumís, es difundir la emisión de energía de RF, en un rango de frecuencia más grande para que el resultado de EMI, es similar al ruido blanco. El resultado final es un espectro continuo con una amplitud pico más bajo. Esto hace que sea más fácil cumplir con las normas de EMI y los requisitos de suministro de energía de onda.
La mayoría de los suministros, a utilizar ya sea fijo o regulado frecuencias de conmutación, en función de la carga de salida. Esto puede crear componentes de ruido en la frecuencia de corte fundamental y sus armónicos. Arquitectura de espectro ensanchado, varía la frecuencia de conmutación en ± 10% de la frecuencia de corte nominal, reduciendo significativamente el ruido de pico radiada en la entrada y salida.
El TPS82671, tiene un circuito interno de arranque suave que limita la corriente de entrada durante el arranque. Este voltaje de entrada de los límites de baja, cuando una batería o una fuente de alta impedancia de los poderes del dispositivo. Sistema de arranque suave aumenta progresivamente la puesta en funcionamiento a tiempo de un pulso mínimo de ancho de 35ns, en función de la tensión de salida. Este modo de operación continúa de 100 ms, después de que está habilitado. Si la tensión de salida se ha elevado por encima de 0,5 V (aproximadamente), el convertidor aumenta el límite de entrada de corriente, lo que permite el suministro de energía a entrar en marcha correctamente.
El TPS82671, integra un límite de entrada de corriente para proteger el dispositivo contra la carga pesada o cortocircuitos y cuenta con un bloqueo de subtensión (UVLO), para evitar que el funcionamiento del dispositivo en los voltajes de entrada bajos. Funcionamiento totalmente funcional está permitido hasta una entrada de 2.1V.
SELECCIÓN de CAPACITOR
Los convertidores Buck como el TPS82671, tienen una entrada de corriente pulsante, a fin de utilizar una entrada de bajo ESR, del condensador para evitar grandes oscilaciones de voltaje que hacer que el dispositivo se porten mal, o interferir con otros circuitos. Para la mayoría de las aplicaciones, el condensador de entrada integrado, en el TPS82671, debería ser suficiente. Si la aplicación se muestra ruidosa o frecuencia de corte irregular, pruebe a utilizar más los condensadores de entrada de cerámica.
El convertidor TPS82671, emplea una entrada con un condensador de cerámica pequeño. Cuando un condensador de cerámica, se combina con la huella o la inductancia del cable, como de un adaptador de pared, una fase de carga en la salida puede inducir a sonar en el pasador de VIN. Esta llamada puede acoplarse a la salida y se confunde con la inestabilidad del lazo, e incluso podría dañar la pieza. Por lo tanto, el lugar más "grueso" de la capacitancia (condensadores electrolíticos de tantalio o) entre la entrada del convertidor y la fuente de poder llevar a reducir la llamada que puede ocurrir entre la inductancia de los cables de la fuente de energía y CI.
Uso del modo de control de voltaje para el TPS82671, permite el uso de una pequeña producción de condensadores de cerámica (CO). Para la mayoría de las aplicaciones, el condensador de salida integrado en el TPS82671, debería ser suficiente.
En la corriente de carga nominal, el dispositivo opera en modo PWM, y la ondulación de la salida de voltaje total, es la suma del paso de tensión causadas por la salida del condensador de ESL, y la ondulación de la corriente que fluye a través de la impedancia de salida del condensador. Con cargas ligeras, los límites de la tensión de salida del condensador rizado de salida y proporciona atraco durante las transiciones de carga de gran tamaño.
Para una eficacia óptima, en el rango de corriente de carga completa, el convertidor TPS82671 requiere una tensión de salida de mínima ondulación en el modo de AFP. La ondulación de la tensión de salida típica es de ± 1% del VO tensión de salida nominal. Los pulsos de AFP, son el tiempo controlado, lo que resulta en una onda de voltaje y la frecuencia de salida AFP AFP, que depende (primer orden) en la capacitancia visto en la salida del convertidor.
El convertidor TPS82671, pretende ser un punto de carga (POL) del regulador, de funcionamiento autónomo, sin necesidad de capacidad extra adicional. La Adición de una salida de cerámica 2.2mF, condensador (X7R o dieléctrico X5R), es aceptable en general para la estabilidad del convertidor, pero no necesariamente ayudan en la reducción de tensión del convertidor de salida de onda.
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