regulador de conmutación silencioso µModule con entrada de 40V y 3,5A para aplicaciones industriales y de automoción

La arquitectura del interruptor silencioso de bajo ruido simplifica el diseño EMI

Las aplicaciones de automoción, transporte e industria son sensibles al ruido y requieren
y requieren soluciones de baja potencia EMI. Los enfoques tradicionales controlan la EMI
ralentizando los flancos de conmutación o reduciendo la frecuencia de conmutación. Ambos
tienen efectos indeseables, como la reducción de la eficiencia, el aumento de los tiempos de encendido y apagado y
ambos tienen efectos indeseables, como la reducción de la eficiencia, el aumento de los tiempos mínimos de encendido y apagado, y requieren una gran solución. Soluciones alternativas
las soluciones como el filtro EMI o el apantallamiento metálico añaden costes significativos en cuanto al espacio necesario en la placa, y el coste del apantallamiento es elevado
espacio necesario en la placa, los componentes y el montaje, al tiempo que complica la gestión térmica
gestión y pruebas térmicas.

Nuestro μMódulo de bajo ruido® ofrece un gran avance en el diseño de
diseño de controladores de conmutación. El controlador LTM8003 contenido en el μMódulo
utiliza un interruptor silencioso único® arquitectura para minimizar las emisiones EMI
al tiempo que proporciona una alta eficiencia a altas frecuencias de conmutación.
La arquitectura del controlador y la disposición interna del μMódulo
se diseñan de forma que el bucle de entrada del regulador se minimice.
Esto reduce significativamente el anillo de nodos de conmutación y la energía asociada
energía asociada almacenada en el bucle caliente, incluso con bordes de conmutación muy rápidos. Este
esta conmutación silenciosa proporciona un excelente rendimiento EMI al tiempo que minimiza las pérdidas de conmutación de CA, y
esta conmutación silenciosa proporciona un excelente rendimiento EMI al tiempo que minimiza las pérdidas de conmutación de CA, permitiendo que el controlador funcione a altas frecuencias de conmutación sin una pérdida significativa de eficiencia
altas frecuencias de conmutación sin una pérdida significativa de eficiencia.

Lee:  ¿Qué es un analizador de ondas y cómo funciona?

Esta arquitectura, combinada con el funcionamiento en frecuencia dispersa
simplifica en gran medida el diseño y la disposición del filtro EMI, que es ideal para entornos sensibles al ruido
entornos sensibles al ruido. La figura 1 muestra un sencillo filtro EMI en el lado de entrada
lado, lo que permite que el circuito de demostración supere la norma CISPR 25 Clase 5
con un margen considerable, como se muestra en la figura 2.

Figura 1: Un convertidor de 5 V con un simple filtro EMI en la entrada supera la norma CISPR 25 Clase 5.

Figura 2. El circuito de demostración del DC2416A supera el espectro de EMI radiada CISPR 25 Clase 5.

3,5 A continuos con 6 A de corriente de pico

El regulador interno es capaz de suministrar con seguridad hasta 6 A de corriente de salida máxima
corriente de salida, y no se requiere ninguna gestión térmica adicional -flujo de aire o disipadores de calor- para que el LT funcione correctamente
es necesario para que el LTM8003 soporte una carga de 3,5A a 3,3V o 5V en todo momento
a 3,3 V o 5 V desde una entrada nominal de 12 V. Esto satisface las necesidades de las aplicaciones alimentadas por batería en la robótica industrial, la automatización de fábricas
y sistemas de automoción.

Amplio rango de temperatura de funcionamiento de -40°C a +150°C

Las aplicaciones automovilísticas, industriales y militares requieren que los circuitos de alimentación
circuitos de alimentación para funcionar de forma continua y segura a temperaturas ambiente superiores a 105°C o
105°C o requieren un margen de maniobra importante para el aumento térmico. La LTM8003H
está diseñado para cumplir las especificaciones en un rango de temperatura de funcionamiento interno de -40°C a +150°C
temperatura interna de funcionamiento. Protección interna contra la sobretemperatura (OTP)
controla la temperatura de la unión y deja de conmutar cuando la temperatura de la unión es demasiado alta
la temperatura de la unión es demasiado alta.

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La figura 3a muestra una solución de 3,5 A y 5 V que funciona con una entrada de
7 V a 40 V. El rendimiento térmico a una entrada nominal de 12 V se muestra en la Figura 3b
figura 3b. La eficiencia típica es superior al 92% con una tensión de 12 V
de entrada y una carga de 2 A.

Figura 3: Una solución de 5 V y 3,5 A para entradas de 7 V a 40 V utilizando la versión de grado H. Las imágenes térmicas muestran que no hay necesidad de componentes voluminosos para mitigar el calor.

Salida negativa de -5 V a partir de una entrada de +3,5 V a +35 V

La figura 4 muestra una solución para una salida de -5 V y 4 A a partir de una entrada nominal de 12 V,
con una entrada máxima de 35 V. El pin BIAS debe estar conectado a GND.

Figura 4. Una alimentación de -5 V desde una entrada de +5 V a +35 V proporciona hasta 4 A de corriente.

Conclusión

El LTM8003 es un regulador reductor de 3,5 A, de bajo ruido y amplio rango de entrada/salida
μMódulo controlador con arquitectura Silent Switcher. Entradas de
3.4 V a 40 V puede producir salidas de 0,97 V a 18 V, eliminando el
necesidad de regulación intermedia a partir de baterías o suministros industriales. El sitio
la disposición de las clavijas está diseñada específicamente para cumplir con el FMEA, de modo que la salida se mantenga
tensión de regulación durante los cortocircuitos de las patillas adyacentes, cortocircuitos de una sola patilla
cortocircuitos a tierra o pines dejados flotando. Las clavijas redundantes mejoran las conexiones eléctricas
conexiones eléctricas en caso de que una unión soldada se debilite o se abra debido a las vibraciones
envejecimiento, o grandes variaciones de temperatura, como en la automoción y
aplicaciones de transporte.

Una solución completa cabe en un espacio compacto sólo un poco más grande que el
6.la huella BGA de 25 mm × 9 mm × 3,32 mm del LTM8003, incluyendo
condensadores de entrada y salida. La corriente de reposo, que suele ser de 25 μA
y la amplia temperatura de funcionamiento de -40°C a +150°C (grado H) lo hacen ideal en circunstancias en las que el espacio es limitado, el entorno de funcionamiento
es duro, y son obligatorias una baja corriente de reposo y una alta fiabilidad. Su sitio
características le permiten minimizar el esfuerzo de diseño y cumplir las estrictas normas de
robótica industrial, automatización de fábricas, aviónica y sistemas de automoción.

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Figura 5. Una solución de bajada completa es sólo un poco más grande que la huella de 6,25 mm × 9 mm del controlador LTM8003 μModule.

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