UDM3506 통합 DC-DC 벅 스텝다운 전력 컨버터 모듈 (4.7V-36V 입력, 0.8V 출력)

기능

0.6한 출력 전류

넓은 입력 전압 범위:4. 7V-36V

산출 전압:0. 8V 이상 조정가능한

스위칭 주파수:2MHz

내부 Soft Start

단락 보호 및 열 보호

작은 사이즈, 표면 장착 패키지:LGA (5mm × 3.2mm × 2.2mm)

응용 프로그램

산업 제어

의료 영상 장비

통신 및 네트워크 응용

선형조절기 (LDO)의 대안

소형화 애플리케이션

설명

UDM3506은 동기 교정 제어가 가능한 DC-DC 벅 전원 모듈입니다.인덕터, 파워 MOSFETs, 필터링 커패시터를 통합했다.UDM3506은 4.7V~36V의 넓은 입력 전압 범위, 0.6A의 정격 출력 전류, 조정 가능한 출력 전압, 뛰어난 부하 및 라인 조절 기능을 얻기 위해 몇 가지 외부 패시브 부품만 있으면 완벽한 전력 솔루션을 제공합니다.

UDM3506은 과전류 보호, 단락 보호, 저전압 보호, 과온 보호 등 종합적인 보호 기능을 갖추고 있습니다.UDM3506은 외부 부품 사용을 최소화하고, LGA-20 (5mm × 3.2mm × 2.2mm) 패키지로 패키지된다.

일반적인 응용 회로 (Application Circuit)

핀 구성 

최고 보기

전기적 특성

참고 1:" 절대 최대 레이팅"에 나열된 값 이상의 스트레스섹션을 사용하면 장치가 영구적으로 손상될 수 있습니다.절대 최대 정격 조건에 장기간 노출되면 장치의 신뢰성과 수명에 영향을 미칠 수 있습니다.

참고 2:UDM3506의 접합 온도로 인해 최대 연속 출력 전류가 derated 될 수 있습니다.

참고 3:UDM3506의 성능 사양은-40°C~125°C의 전체 내부 작동 안정성 범위에 걸쳐 보장됩니다.참고 최대 내부 온도는 특정 작동 조건에 의해 결정됩니다 PCB 레이아웃, the package's 정격 열 저항, 및 다른 환경 요인.

전형적인 특성

별도의 언급이 없는 한 테스트 조건은 VIN=12V, VOUT=3.3V, TA=25°C입니다.

운영 원칙

요약

UDM3506은 동기 교정 제어가 가능한 DC-DC 벅 전원 모듈입니다.그것은 an을 통합한다 인덕터, 파워 MOSFETs 및 필터링 커패시터.UDM3506은 4.7V~36V의 넓은 입력 전압 범위, 0.6A의 정격 출력 전류, 조정 가능한 출력 전압, 뛰어난 부하 및 라인 조절 기능을 얻기 위해 몇 가지 외부 패시브 부품만 있으면 완벽한 전력 솔루션을 제공합니다.

UDM3506은 과전류 보호 (OCP), 언더전압 보호 (UVP), 과온도 보호 (OTP) 등 종합적인 보호 기능을 갖추고 있다.UDM3506은 외부 부품 사용을 최소화하며 QFN-20 (5mm × 3.2mm × 2.2mm) 패키지로 패키지가 구성됐다.

Current Mode 제어

UDM3506은 전류 모드 제어를 사용하여 출력 전압을 조절한다.출력 전압은 저항 디바이더에 의해 나누어져 FB 핀으로 다시 공급되며, 내부의 트랜스컨덕턴스 오차 증폭기에 의해 오차가 증폭된다.내부 오류 증폭기의 출력을 내부 샘플링된 스위치 전류와 비교하여 출력 전류를 제어한다.

PFM 모드

UDM3506은 경부하 조건에서 PFM 모드로 작동합니다.PFM 모드에서는 부하 전류가 감소하면 스위칭 주파수를 감소시켜 스위칭 손실을 최소화하고 경부하에서 전력 효율을 향상시킨다.부하 전류가 증가하면 출력 전압 리플을 최소화하기 위해 스위칭 주파수를 증가시킵니다.

종료 모드

EN 핀의 전압이 0.3V 이하로 떨어지면 UDM3506이 종료됩니다.규제 기관 전체 가 종료 모드에서, 그리고의 전력 소비 UDM3506이 1 µ 이하로 줄어들었다.

전압 록아웃 보호 (UVLO) 하에서

UVLO (Under voltage Lockout protection)는 입력 전압이 부족할 때 모듈이 작동을 멈춘다.이것은 EN 핀에 중앙 탭을 연결한 상태에서 Vin과 접지 사이에 저항 디바이더를 연결함으로써 달성됩니다.Vin이 사전 설정 값으로 떨어지면 EN 핀의 전압이 1.2V 이하로 떨어져 전압 록아웃 보호 상태에서 입력이 트리거됩니다

출력 전류 Runaway Protection

시동 중에는 입력전압이 높고 출력전압이 낮기 때문에 출력인덕터에서의 전류관성을 쉽게 설정할 수 있어 시동시 더 높은 출력전류를 얻을 수 있다.UDM3506은 밸리전류 제한으로 설계되어 출력 전류가 밸리전류 제한보다 아래일 때만 상부 스위치가 켜지도록 한다.이 제어 메커니즘은 시동 중 출력 전류를 효과적으로 관리합니다.

출력 Short-Circuit Protection

출력이 접지로 단락되면 출력 전류가 빠르게 최고 전류 한계에 도달하여 상부 스위치는 꺼지고 하부 스위치는 즉시 켜져 출력 전류가 계곡전류 한계 이하로 떨어질 때까지 켜져 있게 된다.출력 전류가 계곡전류 한계 이하로 떨어지면, 상부 스위치가 다시 켜집니다.단락 회로가 여전히 존재한다면 최고 전류 한계에 도달하면 상부 스위치가 꺼지고 하부 스위치가 다시 켜집니다.이 사이클은 합선이 제거되고 조절기가 정상 작동으로 돌아올 때까지 계속됩니다.

과온도 셧다운 방지 (OTP)

과열로 인한 손상을 방지하기 위해 UDM3506은 내부 칩 온도가 135°C를 초과하면 전환을 중지합니다.모듈은 중심부 온도가 120° 이하로 떨어질 때만 작동을 재개합니다

프로그램 정보

출력 전압 설정

그 module's 출력 전압은 VOUT 및 GND에 대 한 FB 핀에 연결 된 외부 풀업 및 풀다운 저항기에 의해 설정 될 수 있습니다.참조 계산 공식은 다음과 같습니다:

출력 전압은 외부 저항기 분할기에 의해 설정됩니다 (앞 페이지의 일반적인 응용 프로그램을 참조).먼저 R1을 선택한 다음 식 (1)을 사용하여 R2를 계산하십시오:

그림 1과 표 1은 피드백 네트워크에서 일반적인 출력 전압에 권장되는 파라미터를 제공합니다.

그림 1 피드백 네트워크

공통 출력 전압에 대한 권장 파라미터 표 1

Input Capacitor 선택

buck 모듈의 입력 전류는 불연속적이기 때문에 응용 분야에서 입력 커패시터를 설계해야 한다.입력 커패시터는 AC 전류를 제공하는 동시에 DC 입력 전압을 유지합니다.입력 커패시터에는 충분한 리플 전류 능력이 있어야 합니다.이 입력 커패시터의 리플 전류는 식 (2)를 사용하여 계산할 수 있습니다:

 IC1 = ILOAD •

여기서 ILOAD는 부하 전류, VOUT은 출력 전압, VIN은 입력 전압입니다.

입력 리플 전압이 결정되면 입력 정전용량은 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:

추정치 (3) 합니다.

C1이 어디에 있 는지 입력 정전 용량, fs는 스위칭 빈도, 그리고 Δ 빈은 입력 파급 전압이다.

낮은 ESR 커패시터를 사용하면 더 나은 성능을 제공할 수 있습니다.대부분의 경우, 4. 7 µ F를 이용하는 것은 권장 세라믹 축전기 X5R이나 X7R 유전 체다.X5R 및 X7R 타입 세라믹 커패시터는 광범위한 온도와 전압에서 안정적인 성능을 유지하여 입력 전압 리플을 효과적으로 줄여줍니다.

출력 Capacitor 선택

DC 출력 전압을 유지하기 위해서는 출력 커패시터가 필요합니다.세라믹, 탄탈륨 또는 저 ESR 전해 콘덴서를 사용하는 것이 좋습니다.최적의 성능을 위해 출력 전압 리플을 최소화하기 위해 낮은 ESR 커패시터를 사용하는 것이 좋습니다.출력 전압 리플은 식 (4)을 사용하여 추정할 수 있습니다:

어디 fs = 2 MHz, L = 1. 5 μ H, RESR 저항이에 해당하는 시리즈 (ESR) 출력 콘덴서의, 그리고 C2은 출력 정전 용량.출력 커패시터는 시스템 안정성 및 과도 응답에도 영향을 미칩니다.전형적인 프로그램에서 10 µ F 세라믹 콘덴서하는 것이 좋습니다.

PCB 레이아웃 지침

UDM3506은 전력 변환에 필요한 구성요소를 고도로 통합하기 때문에 PCB 레이아웃과 관련된 까다로운 문제를 대부분 제거한다.하지만 여전히 PCB 라우팅을 최적화해야 제대로 작동할 수 있다.높은 통합에도 모듈을 사용할 때 우수한 접지 및 열 관리를 보장해야 합니다.권장 레이아웃은 그림 4에 나와 있습니다:

그림 2 PCB 배치도

1. 피드백 전압 분할에 사용되는 RFB 저항기를 해당 FB 핀에 최대한 가까이 배치합니다.

2. Cin 커패시터를 UDM3506의 Vin 및 PGND 연결부에 최대한 가까이 배치합니다.

3. Cout 커패시터를 UDM3506의 Vout 및 PGND 연결부에 최대한 가깝게 배치합니다.

4. 외부 부품과 UDM3506 간의 접지 연결이 끊기지 않도록 모든 PGND 핀을 상단 레이어의 가능한 가장 큰 구리 영역에 연결합니다.

5. 우수한 열 성능을 얻으려면 vias를 사용하여 PGND 구리 영역을 PCB의 내부 접지면에 연결하면 접지면이 잘 연결되고 PCB 면에 열 경로를 제공합니다.내부 전력 처리 부품에 가깝기 때문에 UDM3506은 PCB의 내부 GND 플레인에 연결되는 이러한 비아를 통해 우수한 열 소산의 이점을 얻을 수 있습니다.최적의 열 비아 수는 PCB 설계에 따라 달라집니다.예를 들어 PCB 가 매우 작은 비아를 사용하는 경우 적절한 열 발산을 보장하기 위해 더 많은 열 비아가 필요할 수 있습니다.

일반적인 응용 회로 (Application Circuit)

Figure3 VOUT = 5V, IOUT = 0.6A

Figure4 VOUT = 3.3V, IOUT = 0.6A

Figure5 VOUT =습니다, IOUT = 0.6A

패키지 정보

납땜 및 보관 주의 사항

권장 리플로우 납땜 프로파일입니다

참고:

1.모듈 크기 때문에 모듈 낙하를 방지하기 위해 리플로우 납땜을 위해 보드의 아래쪽에 모듈을 놓지 마십시오.

2. 대량 및 포장되지 않은 제품의 경우 드라이 박스에 보관하십시오 (드라이 박스의 상대 습도는 10% 이하로 유지해야합니다).원래 포장 상태 그대로인 제품의 경우 가능하면 드라이 박스에 보관하십시오.

3. 보드에 장착하기 전에 굽기 조건을 엄격하게 따라 샘플을 건조합니다:125°C에서 48시간 이상 굽고, 리플로우 납땜 온도를 245°C 이내로 제어합니다.