SIMPLE SWITCHER® 電源模組 | 美國國家半導體 — LMZ 系列DC-DC 轉換器電源模組

SIMPLE SWITCHER® 電源模組

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應用簡便的 SIMPLE SWITCHER® 電源模組具備創新的封裝,以及可提供同級產品中最佳的EMI及熱性能。該電源模組可在寬闊的輸入電壓和負載電流範圍下提供高效率,而且可與不同負載電流的模組接腳相容。

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LMZ系列的電源模組將一個屏蔽式電感器與同步的DC-DC降壓拓撲整合在一個使用簡便的模組內,使它同時擁有同步開關穩壓器的高效率和如同線性穩壓器的精簡特性,進而免除使用外部電感器,有助克服設計開關穩壓器時的典型佈局放置問題。

此外,全新的 SIMPLE SWITCHER EXT (寬溫)電源模組在低至-55˚ C的低溫下仍可發揮一般電源模組的所有功能,而且通過嚴格的振盪和搖擺測試,確保可符合軍用和工業標準的要求。

     
電源模組的規格
  • 可與不同負載電流的裝置接腳對引腳相容
  • 具備單一外露銅墊的精簡封裝
  • 符合 EN55022 (CISPR22)  B 類輻射性EMI標準
  • 符合 EN61000-4-3 防輻射工業標準
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SIMPLE SWITCHER© 電源模組

業內領先的整合式封裝
針對最大的簡便性去研制,該專利申請中的封裝技術包括一個外露的銅墊和標準的電路引腳,以便提升佈置和熱性能方面的效果。其中的單一外露底部有利原型在應用實驗室製作,同時其細小的體積和引腳間距容許使用與 TO-263 封裝一樣的拾放製造工序。

  • 針對耐用性而設計的封裝
  • 標準的電路引腳
  • 單一外露銅墊
  • 短開關節點
  • 無互連接線

極低的EMI
針對雜訊敏感的應用而設計,SIMPLE SWITCHER 電源模組具備一個最佳化的內部佈置,當中整合了一個屏蔽式電感器和一個輸入濾波電容器,以降低雜訊和EMI。電源模組的引腳分配可容許輸入及輸出電容器的位置盡量靠近封裝,以便減少高di/dt電流路徑的流經面積。

  同級中最佳的熱性能表現

SIMPLE SWITCHER 的熱性能十分優越,無需任何的氣流要求,配合其低的操作溫度和系統產生的熱力較少,使電源模組成為一個可靠及耐用的解決方案。此外,單一外露銅底配合高效的散熱技術促使無需使用外部散熱器或風扇,確保模組能夠在-40˚C 到 85˚C的環境溫度下正常操作 (也可提供 -55˚ C 環境溫度的寬溫版) ,進而降低設計的複雜度和成本。

SIMPLE SWITCHER 電源模組選擇表

 

系列 產品型號 輸出電流 最小輸入電壓 最大輸入電壓 最低輸出 最高輸出 頻率 (kHz) 封裝 電路板
LMZ105xx LMZ10503* 3A  2.95V 5.5V 0.8V 5V 1000 TO-PMOD-7 示範/評估
LMZ10504 4A 
LMZ10505* 5A
LMZ120xx LMZ12001* 1A  4.5V 20V 0.8V 6V 1000 max TO-PMOD-7
LMZ12002* 2A 
LMZ12003 3A
LMZ142xx LMZ14201 1A  6V 42V 0.8V 6V 1000 max TO-PMOD-7
LMZ14202 2A 
LMZ14203 3A



 

SIMPLE SWITCHER® 寬溫 (EXT) 電源模組

SIMPLE SWITCHER EXT 電源模組可在極端的環境下提供優秀的性能,配合低至 -55˚ C 的更寬闊環境溫度範圍,加上通過嚴格的振盪和搖晃測試,使該裝置符合軍用和工業的標準要求。

軍事
使用在完全密封的塑料封裝,使 EXT 電源模組只在外面露出引腳和一個金屬底部,十分適合使用到苛刻的工作環境。

工業
低電磁干擾、優秀的熱性能和高可靠性,促使時下尖端的生產設施發揮其最高的性能。

  • 高可靠性
  • 遇上溫度變化,引腳可發揮板到裝置的壓力舒緩功能
  • 單一的外露底部確保與電路板(PCB)之間穩健連接
  • 優秀的熱性能促使無需使用外部散熱器和風扇
  • 半導體積體電路級的可靠性和性能使其適合使用在惡劣的環境
  • 完全符合 RoHS 環保要求

更快的開發時間

  • 更大面積的外露底部可消除振盪和搖晃時的剪力效應
  • 高度整合的解決方案簡化了電路板的佈置和設計要求,進而降低製造成本和整體風險
 
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強勁的系統性能

  • 絕對的低 EMI 性能確保不會對敏感的類比訊號路徑造成干擾
  • 符合 EN55022 B 級輻射性電磁干擾標準
  • 通過的振盪測試
    • 軍用標準: MIL-STD-883 METHOD 2002.3 Condition B
    • 工業標準: JESD22-B110 Condition B
  • 通過的搖晃測試
    • 軍用標準:MIL-STD-883 METHOD 2007.2 Condition A
    • 工業標準: JESD22-B103B Condition 1
系列 產品編號 輸出電流 輸入電壓 輸出電壓 峰值效率 工作溫度 低 EMI 認證 振盪和搖晃測試 封裝
5V LMZ10503EXT 3A 2.95V 到 5.5V 0.8V 到 5V 96% -55C 到 +125C EN55033 (Class B) 通過 TO-PMOD-7
LMZ10504EXT 4A
LMZ10505EXT 5A
20V LMZ12001EXT 1A 4.5V 到 20V 0.8V 到 6V 92% -55C 到 +125C EN55033 (Class B) 通過 TO-PMOD-7
LMZ12002EXT 2A
LMZ12003EXT 3A
42V LMZ14201EXT 1A 6V 到 42V 0.8V 到 6V 90% -55C 到 +125C EN55033 (Class B) 通過 TO-PMOD-7
LMZ14202EXT 2A
LMZ14203EXT 3A

 

全新的工業領先整合式封裝

針對最大的簡便性去研制,該專利申請中的封裝技術包括一個外露的銅墊和標準的電路引腳,以便提升佈置和熱性能方面的效果。其中的單一外露底部有利原型在應用實驗室製作,同時其細小的體積和引腳間距容許使用與TO-263封裝一樣的拾放製造工序。
  • 針對耐用性而設計的封裝
  • 標準的電路引腳
  • 單一外露銅墊
  • 短開關節點
  • 無互連接線

瞭解更多有關 SIMPLE SWITCHER 電源模組在主要市場的資料:

同級中最佳的熱性能表現

SIMPLE SWITCHER 的熱性能十分優越,無需任何的氣流要求,配合其低的操作溫度和系統產生的熱力較少,使電源模組成為一個可靠及耐用的解決方案。此外,單一外露銅底配合高效的散熱技術促使無需使用外部散熱器或風扇,確保模組能夠在-40˚C 到 85˚C的環境溫度下正常操作,進而降低設計的複雜度和成本。

 

極低的 EMI

 

針對雜訊敏感的應用而設計,SIMPLE SWITCHER 電源模組具備一個最佳化的內部佈置,當中整合了一個屏蔽式電感器和一個輸入濾波電容器,以降低雜訊和EMI。電源模組的引腳分配可容許輸入及輸出電容器的位置盡量靠近封裝,以便減少高di/dt電流路徑的流經面積。

電源模組符合 EN55022 (CISPR22)  B 類輻射放射標準,促使模組更輕易地滿足系統在EMC方面的規格要求。

示範板

 

評估板

SIMPLE SWITCHER 電源模組示範板是針對最小的板空間和使用簡便性來最佳化。配合整合式屏蔽電感器、採用陶瓷化的電容器設計,以及同時在電路板兩面放置最少量的外部被動元件,使到該電源模組示範板在高功率密度電源供應器設計方面的表現十分卓越。另外,該電源模組在使用上十分簡便,尤其在板佈置的要求方面,只需一塊兩夾層的一盎司銅箔印刷電路板便可完成整個設計。

功能特點

  • 在模組中整合了屏蔽式電感器
  • 效率
    • 高達 96% (LMZ10504)
    • 高達 92% (LMZ14203/LMZ12003)
  • 高全負載環境溫度操作
    • 在5V輸入下的環境溫度最高可達 105°C (LMZ10504)
    • 在12V輸入下的環境溫度最高可達 80°C (LMZ14203/12003)
  • 針對電源供應序列及追蹤的精準 Enable 及軟體啟動功能
  • 背面採用 0603 大小的被動元件,適合細小尺寸的設計
  • 全陶瓷電容器設計
  • 模組只需使用9個外部被動元件
  • 1.7” x 2.3” (4.3 cm x 5.8 cm) 兩層1盎司銅箔高功率密度示範板

SIMPLE SWITCHER 電源模組評估板是針對最高性能及最大靈活性來最佳化,透過添加額外的陶瓷及鋁質濾波電容器,使到電源模組評估板表現出低輸出漣波及快速暫態響應的性能,以及降低了裝置所放射出來的EMI干擾。另外,由於板上的被動元件不僅體積小而且放置簡便,設計人員可輕鬆地調節輸出電壓;最佳化控制迴路電路;以及微調濾波器電容。最後,兩夾層的一盎司銅箔印刷電路板更將電源模組的熱性能進一步提升。

功能特點

  • 在模組中整合了屏蔽式電感器
  • 效率
    • 高達 96% (LMZ10504)
    • 高達 92% (LMZ14203/LMZ12003)
  • 高全負載環境溫度操作
    • 在5V輸入下的環境溫度最高可達 105°C (LMZ10504)
    • 在12V輸入下的環境溫度最高可達 80°C (LMZ14203/12003)
  • 針對電源供應序列及追蹤的精準 Enable 及軟體啟動功能
  • 熱性能
    • θJA = 20 °C/W
    • θJC = 1.9 °C/W
  • 正面採用 0805 大小的被動元件,方便修改元件數值以符合不同的要求
  • 四層1盎司銅箔印刷電路板大小:
    • LMZ10504 - 2.25” x 2.25” (5.8 cm x 5.8 cm)
    • LMZ14203/12003 - 1.7” x 3” (4.3 cm x 7.7 cm)

 

設計資源及訂購資訊的連結

模組型號 輸入電壓 輸出電壓 輸出電流 示範板 評估板 參考設計
LMZ10503 2.95 到 5.5V 0.8 到 5V 3A   LMZ10503EVAL RD-181
LMZ10504 4A LMZ10504DEMO LMZ10504EVAL
LMZ10505 5A   LMZ10505EVAL
LMZ12001 4.5 到 20V 0.8 到 6V 1A   LMZ12001EVAL RD-182
LMZ12002 2A   LMZ12002EVAL
LMZ12003 3A LMZ12003DEMO LMZ12003EVAL
LMZ14201 6 to 42V 1A   LMZ14201EVAL
LMZ14202 2A   LMZ14202EVAL
LMZ14203 3A LMZ14203DEMO LMZ14203EVAL