Компания Silergy выпустила серию интегральных понижающих DC/DC-преобразователей, в которых индуктивность встроена прямо в корпус микросхемы. Это решение значительно упрощает разработку источников питания и снижает занимаемую площадь на печатной плате.
Назначение и преимущества встроенной индуктивности
Синхронные понижающие DC/DC-преобразователи Silergy со встроенной индуктивностью (Built-in Inductor) предназначены для применения в промышленной, телекоммуникационной и потребительской электронике, системах автоматизации, сетевом оборудовании, портативных устройствах и IoT-решениях. Они используются для питания процессоров, FPGA, микроконтроллеров, интерфейсных микросхем, модулей связи, памяти и периферийных узлов.
Встраивание индуктивности в единый корпус решает две ключевые задачи: экономит площадь печатной платы и обеспечивает оптимизированный контур протекания силовых токов. Последнее снижает уровень электромагнитных помех и помогает соответствовать требованиям по электромагнитной совместимости (ЭМС). Кроме того, высокая степень интеграции сокращает количество внешних компонентов и время на проектирование источников питания.
Серия SY9800x для батарейных и USB-устройств
Микромодули SY98002AQNC и SY98003AQNC — повыводно совместимые устройства в корпусе QFN3x3-10, различающиеся максимальным выходным током: 2 А и 3 А соответственно. Они предназначены для питания от USB-устройств и однооэлементных Li-Ion аккумуляторов с напряжением 3,3…5 В.
Технические характеристики:
входное напряжение: 2,75…5,5 В;
выходной ток: до 2 А (SY98002AQNC), до 3 А (SY98003AQNC);
частота переключения: 3 МГц;
типовой ток потребления в активном режиме: 68 мкА;
ток в режиме отключения (shutdown): менее 100 нА;
встроенная схема мягкого пуска;
возможность работы с рабочим циклом 100% (выходное напряжение примерно равно входному).
При малых нагрузках преобразователи автоматически переходят в режим частотно-импульсной модуляции (PFM) для повышения КПД. Реализована защита от перегрузки по току, пониженного входного напряжения (UVLO) и перегрева.
На рисунке 2 показан пример трассировки печатной платы. При работе на частоте 3 МГц даже незначительные ошибки могут привести к нестабильной работе, поэтому необходимо следовать правилам трассировки печатной платы, указанным в документации Silergy.
Серия SY9810x для шин 12 В и литиевых батарей 3…4S
Микромодули SY98101THC и SY98103ATRC работают в режиме Instant PWM (аналоге классического Advanced Constant-on-Time, ACOT), обеспечивающем быструю переходную характеристику при резких изменениях нагрузки.
SY98101THC предназначен для 12-вольтовой шины и литиевых сборок 3…4S напряжением до 18 В с выходным током до 1 А и минимальной площадью платы.
Основные характеристики:
входное напряжение: 4,5…18 В;
частота коммутации: 2 МГц (псевдопостоянная);
встроенная индуктивность: 2,2 мкГн;
типовой ток потребления в активном режиме: 400 мкА;
ограничение тока с откидыванием назад (Foldback Current Limiting) при коротком замыкании;
поцикловое ограничение пикового тока;
защита от перегрева с автовосстановлением и UVLO.
SY98103ATRC предназначен для 12-вольтовой шины с выходным током до 3 А и повышенной точностью встроенного источника опорного напряжения. Корпус — QFN3x3-7, вывод Power Good отсутствует.
типовой ток потребления в активном режиме: 180 мкА;
ограничение тока с откатом при КЗ и поцикловое ограничение пикового тока.
Серия SY98202QNC для высоковольтных приложений
SY98202QNC поддерживает входное напряжение до 23 В, что является максимальным значением для данной группы преобразователей. Микромодуль предназначен для питания от литиевых батарей 5S и стандартных шин напряжением 19…23 В с выходным током до 2 А.
Технические параметры:
входное напряжение: 4,5…23 В;
частота коммутации: 1,7 МГц;
типовой ток потребления в активном режиме: 115 мкА;
регулируемое время мягкого пуска через вывод SS с помощью внешнего конденсатора Css;
защита от перегрева и режим «икоты» (Hiccup Mode) при коротком замыкании.
Рекомендации по выбору модели
Выбор микромодуля зависит от параметров питания и требуемого выходного тока:
SY98002AQNC / SY98003AQNC — питание от USB или одноэлементного Li-Ion (3,3…5 В) с выходом до 2…3 А;
SY98101THC — 12-вольтовая шина с выходом до 1 А при минимальной площади платы;
SY98103ATRC — 12-вольтовая шина с выходом до 3 А и высокой точностью источника опорного напряжения;
SY98202QNC — 19…23 В или 5S Li-Ion с выходом до 2 А и регулировкой мягкого старта.
Наличие всех перечисленных микромодулей позволяет применять их как при разработке новых устройств, так и при оперативной замене компонентов в серийных проектах. Подробные технические характеристики, рекомендации по применению и файлы посадочных мест доступны в технической документации производителя.
