UDM3610 integrado de media tensión DC-DC Buck Step Down módulo de fuente de alimentación (entrada 4.5V-18V, salida 0.6V-5.5V)

características

Corriente de salida de 1.2A

Amplio rango de tensión de entrada: 4.5V-18V

Tensión de salida: 0,6v-5,5v

Frecuencia de conmutación: 1MHz

Hasta un 95% de eficiencia

Inicio suave

Tamaño pequeño, paquete de montaje en superficie :LGA (5mm× 3,2mm × 2,2mm)

aplicaciones

Control Industrial

Equipo de imágenes médicas

Telecomunicaciones y redes

Alternativa a los reguladores lineales (LDO)

Aplicaciones miniaturizadas

descripción

El UDM3610 es un DC-DC Buck Power module con control de rectificación síncrono. Integra un inductor, MOSFETs de potencia y condensde filtrado. El UDM3610 proporciona una solución de alimentación completa, que requiere sólo unos pocos componentes pasivos externos para lograr una amplia gama de tensión de entrada de 4,5v a 18V, una corriente de salida nominal de 1,2a, tensión de salida ajustable, y una excelente carga y regulación de la línea.

El UDM3610 cuenta con funciones de protección integral, incluyendo protección de sobrecorriente (OCP), protección de sobretensión (OVP), protección de subtensión (UVP), y protección de sobretemperatura (OTP). El UDM3610 minimiel uso de componentes externos y está empaqueten un paquete LGA-20 (5mm × 3.2mm × 2.2mm).

Circuito de aplicación típico

Configuración del El Pin 

Vista de arriba

Características eléctricas características eléctricas

Nota 1: estrés por encima de los valores indicados en la "clasificación máxima absoluta" Sección puede causar daños permanentes en el dispositivo. La exposición a cualquier condición de calificación máxima absoluta durante períodos prolongados puede afectar la fiabilidad y la vida útil del dispositivo.

Nota 2: la corriente de salida máxima continua puede ser derated debido a la temperatura de Unión de la FHT4623.

Nota 3: las especificaciones de rendimiento de la UDM3506 están garantizadas en todo el rango de estabilidad de funcionamiento interno de -40°C a 125°C. Tenga en cuenta que la temperatura interna máxima está determinada por las condiciones de funcionamiento específicas, el diseño de PCB, el package's resistencia térmica nominal, y otros factores ambientales.

Características típicas 

A menos que se indique lo contrario, las condiciones de prueba son VIN=12V, VOUT=3.3V, TA=25°C.

Principio de funcionamiento

Resumen resumen

El UDM3610 es un módulo de alimentación DC/DC Buck con control de rectificación síncrono. Integra un inductor, MOSFETs de potencia y condensde filtrado. El UDM3610 proporciona una solución de alimentación completa, que requiere sólo unos pocos componentes pasivos externos para lograr una amplia gama de tensión de entrada de 4,5v a 18V, una corriente de salida nominal de 1,2a, tensión de salida ajustable, y una excelente carga y regulación de la línea.

El UDM3610 cuenta con funciones de protección integral, incluyendo protección de sobrecorriente (OCP), protección de sobretensión (OVP), protección de subtensión (UVP), y protección de sobretemperatura (OTP). El UDM3610 minimiel uso de componentes externos y está empaqueten un paquete LGA-20 (5mm × 3,2mm × 2mm).

Arranque de arranque (SS) interno

La función soft-start está diseñada para evitar sobretensión en la salida durante el proceso de arranque. El UDM3610 tiene una función de arranque suave integrada: cuando el módulo se inicia, su circuito interno genera un voltade arranque (SS) de 0V a 0.6V. Cuando la tensión SS está por debajo de la tensión de referencia interna VREF (0.6V), el amplificador de error interno utiliza la tensión SS como tensión de referencia. Cuando la tensión SS excede la tensión de referencia interna, VREF se utiliza de nuevo como tensión de referencia. El tiempo de inicio suave para SS se establece internamente, con un valor típico de 0,8 ms.

Inicio y apagado

Si tanto VIN y VEN superan sus respectivos umbrales, el módulo comienza. El circuito de tensión de referencia interna se inicia primero, generando una tensión de referencia estable, seguido de la activación del regulador interno. El regulador proporciona una fuente de alimentación estable al resto del circuito.

Hay tres condiciones que pueden causar que el chip se apague: VIN es demasiado bajo, VEN es demasiado bajo y protección de apagado de sobretemperatura. Durante el proceso de apagado, el bucle de señal se bloquea primero para prevenir el disparo accidental. Posteriormente, la tensión COMP y la fuente de alimentación interna se bajan. La salida de open-drain no se ve afectada por este comando de apagado.

Protección contra sobrecorriente y cortocircuito (OCP)

La UDM3610 cuenta con protección limitde corriente ciclo por ciclo. Cuando la corriente de inductor de pico excede el umbral de límite de corriente de pico interno, el interruptor superior se apaga, y el interruptor inferior permanece encendido hasta que la corriente del inductor cae por debajo del umbral de límite de corriente de valle interno. El circuito de límite de corriente de valle reduce la frecuencia de funcionamiento (después de que se active el umbral de límite de corriente pico). Al mismo tiempo, el voltade salida continúa cayendo hasta que el VFB cae por debajo del umbral de subtensión (UV) (típicamente 42%). Una vez que el umbral UV se activa, el UDM3610 entra en modo de protección de hipo, reiniciando periódicamente el módulo. Este modo de protección es particularmente útil en el caso de una salida corta a tierra, reduciendo significativamente la corriente media de cortocircuito, mitigando problemas térmicos y protegiendo el módulo. Una vez que la condición de sobrecorriente se resuelve, el UDM3610 sale del modo de protección de hipo.

Protección contra el apagado de sobretemperatura (OTP)

Para evitar daños por sobrecalentamiento, el UDM3610 deja de conmutar cuando la temperatura interna del chip excede los 150 °C. Una vez que la temperatura cae por debajo del umbral (típicamente 130 °C), el módulo vuelve a funcionar.

Protección contra bloqueo de subtensión (UVLO)

La protección de bloqueo de subtensión (UVLO) garantiza que el módulo deje de funcionar cuando la tensión de entrada es insuficiente. El comparador UVLO en el UDM3610 monitla el voltade salida del LDO interno (VCC). El umbral de aumento típico para UVLO es de 4,3 V, mientras que el umbral de caída típico es de 3,85 V.

Amplificador de errores (EA)

El UDM3610 utiliza un amplificador de transconductancia dinámica como amplificador de error (OTA). El amplificador de error compara el voltafb con el voltade referencia interno de 0,6v (VREF) y emite una corriente proporcional a la diferencia entre los dos. Esta corriente de salida carga o descarga la red de compensación interna para formar la tensión COMP, que se utiliza para controlar la corriente en los MOSFETs de potencia. La red de compensación interna optimiminimiel número de componentes externos necesarios, lo que simplifica enormemente el diseño del bucle de control.

Información de aplicación

Ajuste de la tensión de salida

The module& (en inglés)#El voltade salida de 39;s se puede ajustar conectando resistencias pull-up y pull-down entre VOUT y GND en el pin FB. La fórmula de cálculo de referencia es la siguiente:

La tensión de salida es ajustada por un separador de resistencia externo. (consulte la aplicación típica en la primera página.) Primero, selecciona R1, y luego calcula R2 usando la ecuación (1):

La figura 1 y la tabla 1 proporcionan parámetros recomendados para voltajes de salida comunes en la red de retroalimentación.

Figura 1 red de retroalimentación

Tabla 1 parámetros recomendados para tensiones de salida comunes

En circunstancias normales, se recomienda ajustar el voltade salida entre 0,6v y 5,5v. Sin embargo, la tensión de salida puede ser superior a 5,5v. En tales casos, debido a las mayores corrientes de onduldel inductor, la onduldel voltade salida será mayor. Un condensadicional es necesario para reducir la onduldel voltade salida.

Si la tensión de salida es más alta, la gestión térmica es más importante. Consulte las "directrices de PCB" En esta página para un mejor rendimiento térmico.

Selección del condensador de entrada

Dado que la corriente de entrada al módulo Buck es discontinua, es necesario diseñar un condensde entrada en la aplicación. El condensde entrada mantiene el voltade entrada de cc mientras también provee corriente de ca. El condensde entrada debe tener suficiente capacidad de corriente de ondul. La corriente RMS a través del condensde entrada puede ser estimada usando la ecuación (2):

El uso de condensesr bajos puede proporcionar un mejor rendimiento. En la mayoría de los casos, se recomienda utilizar condensadores cerámicos con dieléctricos X5R o X7R, con una capacitancia de 10µF o superior. Los condensadores de cerámica tipo X5R y X7R mantienen un rendimiento estable en un amplio rango de temperaturas y voltajes, reduciendo efectivamente la ondulen el voltade entrada.

Selección del condensador de salida

Se requiere un condensde salida (C2) para mantener el voltade salida de cc. Se recomienda el uso de cerámica, tantalio o condenselectrode bajo ESR. Para un rendimiento óptimo, se sugiere el uso de condensesr bajos para reducir la onduldel voltade salida. La onduldel voltade salida se puede estimar usando la ecuación (3):

Donde FS = 1000kHz, L1 = 1.5μH, y RESR es la resistencia en serie equivalente (ESR) del condensde salida.

Directrices sobre la composición de PCB

UDM3610 Altamente integra los componentes necesarios para la conversión de potencia, eliminando la mayoría de los problemas relacionados con el diseño de PCB. Sin embargo, todavía es necesario optimizar al máximo el encaminamiento de la PCB para garantizar su correcto funcionamiento. Incluso con una alta integración, es necesario garantizar un buen rendimiento de puesta a tierra y térmico cuando se utiliza el módulo. El esquema recomendado se muestra en la figura 4:

Información de aplicación (continuación)

Figura 2 esquema de distribución de PCB

1. Colocar las resistencias RFB utilizadas para la división de tensión de retroalimentación lo más cerca posible de sus correspondientes pines FB;

2. Colocar los condensadores de Cin lo más cerca posible de las conexiones Vin y PGND de la UDM3610;

3. Coloque los condensadores Cout lo más cerca posible de las conexiones Vout y PGND del UDM3610;

4. Conectar todos los pines PGND a la mayor descarga de cobre posible en la capa superior, evitando cualquier rotura en la conexión a tierra entre los componentes externos y el UDM3610;

2. Para lograr un buen rendimiento térmico, utilice las vías para conectar el área de vertido de cobre PGND al plano de tierra interno de la PCB, proporcionando una buena conexión a tierra y una ruta térmica al plano PCB. Dado que están cerca de los componentes internos de manejo de potencia, el UDM3610 puede beneficiarse de una buena disipación térmica a través de estas vías conectadas al plano GND interno de la PCB. El número óptimo de vías térmicas depende del diseño de la PCB. Por ejemplo, si la PCB utiliza vías muy pequeñas, más vías térmicas pueden ser necesarias para garantizar la disipación de calor adecuada.

Circuito de aplicación típico

Gráfico 3 VOUT=5V,IOUT=1.2A

Gráfico 4 VOUT=3.3V,IOUT=1.2A

Gráfico 5 VOUT=2.5V,IOUT=1.2A

Gráfico 6 VOUT=1.8V,IOUT=1.2A

Gráfico 7 VOUT=1.5V,IOUT=1.2A

La información del paquete

Precauciones de soldadura y almacenamiento

Perfil de soldadura por refrecomendado

Nota:

 1. Debido al tamaño del módulo, no coloque el módulo en la parte inferior de la placa para la soldadura por refluso para evitar la caída del módulo.

2. Para productos a granel y no envasados, almacénelos en una caja seca (la humedad relativa en la caja seca debe mantenerse por debajo del 10%). Para los productos que todavía están en su embalaje original, almacénelos en una caja seca siempre que sea posible.

3. Antes de su montaje en la placa, siga estrictamente las condiciones de cocción para secar las muestras: hornear a 125°C durante más de 48 horas, y controlar la temperatura de soldadura por reflujo hasta 245°C