UDM3606 통합 중전압 DC-DC 벅 스텝다운 전원 모듈 (4.5V-18V 입력, 0.6V-5.5V 출력)

기능

0. 6A 출력 전류

넓은 입력 전압 범위: 4. 5V-18V

출력 전압:0.6V-5.5V

스위칭 주파수:1MHz

효율 최대 95%

부 드러 운 시작

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

UDM3606은 동기 교정 제어가 가능한 DC-DC 벅 전원 모듈입니다.인덕터, 파워 MOSFETs, 필터링 커패시터를 통합했다.UDM3606은 4. 5V~18V의 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.

UDM3606은 과전류 보호 (OCP), 과전압 보호 (OVP), under voltage protection (UVP), 과온도 보호 (OTP) 등 종합적인 보호 기능을 갖추고 있다.UDM3606은 외부 부품 사용을 최소화하며 LGA-20 (5mm × 3.2mm × 2.2mm) 패키지로 패키지된다.

일반적인 응용 회로 (Application Circuit)

핀 구성 

전기적 특성

전기적 특성 (계속)

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:FHT4623의 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

UDM3606은 동기 교정 제어가 가능한 DC-DC 벅 전원 모듈입니다.인덕터, 파워 MOSFETs, 필터링 커패시터를 통합했다.UDM3606은 4.5V~18V의 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.

UDM3606은 과전류 보호 (OCP), 과전압 보호 (OVP), under voltage protection (UVP), 과온도 보호 (OTP) 등 종합적인 보호 기능을 갖추고 있다.UDM3606은 외부 부품 사용을 최소화하며 LGA-20 (5mm × 3.2mm × 2mm) 패키지로 패키지된다.

내부 소프트 스타트 (SS)

소프트 스타트 기능은 시동 과정에서 출력에서 과전압을 방지하도록 설계되었습니다.UDM3606에는 소프트 스타트 기능이 통합되어 있는데, 모듈이 시동되면 내부 회로가 0V에서 0.6V 까지의 양산 전압 (SS)을 발생시킨다.SS 전압이 내부 기준전압 VREF (0.6V) 이하일 때 내부 오차 증폭기는 SS 전압을 기준전압으로 사용한다.SS 전압이 내부 기준전압을 초과하면 VREF를 다시 기준전압으로 사용한다.SS의 소프트 시작 시간은 내부적으로 설정되어 있으며 일반적인 값은 0.8ms입니다.

시작 및 종료 Startup and Shutdown

VIN과 VEN이 모두 각각의 임계값을 초과하면 모듈이 시작됩니다.내부 기준 전압 회로가 먼저 시작되어 안정적인 기준 전압을 생성하고, 이후 내부 레귤레이터가 활성화됩니다.레귤레이터는 회로의 나머지 부분에 안정적인 전원 공급을 제공합니다.

칩이 종료될 수 있는 조건은 VIN이 너무 낮음, VEN이 너무 낮음, 과온도 종료 보호 세 가지입니다.종료 프로세스 중에는 신호 루프를 먼저 차단하여 우발적인 트리거를 방지합니다.이어서 COMP 전압과 내부 전원 공급 장치가 풀립니다.개방 드레인 출력은이 종료 명령의 영향을 받지 않습니다.

과전류 보호 및 단락 회로 (OCP)

UDM3606은 주기별 전류 제한 보호 기능을 갖추고 있습니다.최고 인덕터 전류가 내부 최고 전류 제한 임계값을 초과하면 상부 스위치는 꺼지고, 하부 스위치는 인덕터 전류가 내부 밸리 전류 제한 임계값 이하로 떨어질 때까지 켜진 상태로 유지됩니다.밸리 전류 제한 회로는 (최고 전류 제한 임계값이 트리거된 후) 작동 주파수를 감소시킵니다.동시에 VFB 가 under voltage (UV) 임계값 (일반적으로 42%) 이하로 떨어질 때까지 출력 전압이 계속 떨어집니다.UV 임계값이 트리거되면 UDM3606이 hiccup 보호 모드로 들어가 주기적으로 모듈을 다시 시작합니다.이 보호 모드는 접지로 단락 출력이 발생할 경우 특히 유용하며, 평균 단락 전류를 대폭 줄이고 열 문제를 완화하며 모듈을 보호합니다.과전류 상태가 해결되면 UDM3606은 히컵 보호 모드를 종료한다.

과온 종료 방지 (OTP)

과열로 인한 손상을 방지하기 위해 UDM3606은 내부 칩 온도가 150 °C를 초과하면 전환을 중지합니다.온도가 임계값 (일반적으로 130 °C) 이하로 떨어지면 모듈이 다시 작동합니다.

저전압 록아웃 보호 (UVLO)

UVLO (Under voltage Lockout Protection)는 입력 전압이 부족할 때 모듈이 작동을 멈춘다.UDM3606 UVLO 비교기는 내부 LDO (VCC)의 출력 전압을 모니터링합니다.UVLO의 일반적인 상승 임계값은 4.3 V 이며 일반적인 하강 임계값은 3.85 V입니다.

에러 증폭기 (EA)

UDM3606은 동적 트랜스컨덕턴스 증폭기를 오류 증폭기 (OTA)로 사용한다.오차 증폭기는 FB 전압과 내부 0.6V 기준 전압 (VREF)을 비교하여 둘 사이의 차이에 비례하는 전류를 출력한다.그리고이 출력 전류는 내부 보상망을 충전 또는 방전하여 COMP 전압을 형성하며, 전력 MOSFETs에서 전류를 제어하는데 사용된다.최적화된 내부 보상 네트워크는 필요한 외부 구성 요소의 수를 최소화하여의 설계를 크게 단순화합니다 루프 제어 합니다.

프로그램 정보

출력 전압 설정

그 module' FB 핀의 VOUT과 GND 사이에 풀업과 풀다운 저항기를 연결하여 s 출력 전압을 설정할 수 있다.참조 계산 공식은 다음과 같습니다:

출력 전압은 외부 저항기 분할기에 의해 설정됩니다.(1 면의 전형지원서를 참고하세요.)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

일반적인 경우에는 출력 전압을 0.6V~5.5V 사이에서 설정하는 것이 좋습니다.그러나 출력 전압은 5.5V보다 높게 설정할 수 있습니다.이러한 경우 더 큰 인덕터 리플 전류로 인해 출력 전압 리플이 더 커지게 됩니다.출력 전압 리플을 줄이기 위해 추가적인 콘덴서가 필요합니다.

출력 전압을 더 높게 설정하면 열 관리가 더욱 중요해집니다."PCB 레이아웃 지침서"를 참조하십시오더 나은 열 성능을 위해이 페이지에서.

Input Capacitor 선택

buck 모듈로의 입력 전류는 불연속적이기 때문에 어플리케이션에서 입력 커패시터를 설계해야 한다.입력 커패시터는 DC 입력 전압을 유지하면서 AC 전류도 제공합니다.입력 커패시터에는 충분한 리플 전류 능력이 있어야 합니다.입력 커패시터를 통한 RMS 전류는 식 (2)를 사용하여 추정할 수 있습니다:

낮은 ESR 커패시터를 사용하면 더 나은 성능을 제공할 수 있습니다.대부분의 경우에, 그것을 사용하는 것은 권장 세라믹 축전기 X5R이나 X7R 유전 체,의 정전 용량을 가 진 10 µ F 또는 높다.X5R 및 X7R 타입의 세라믹 커패시터는 광범위한 온도와 전압에서 안정적인 성능을 유지하여 입력 전압에서의 리플을 효과적으로 줄여줍니다.

출력 Capacitor 선택

DC 출력 전압을 유지하기 위해서는 출력 커패시터 (C2) 가 필요합니다.세라믹, 탄탈륨 또는 저 ESR 전해 콘덴서를 사용하는 것이 좋습니다.최적의 성능을 위해서는 저 ESR 커패시터를 사용하여 출력전압 리플을 줄이는 것을 제안한다.출력 전압 리플은 식 (3)을 사용하여 추정할 수 있습니다:

어디 fs = 1000kHz, L1 = 1. 5 μ H, 그리고 RESR은에 해당하는 시리즈 저항 (ESR) 출력 콘덴서의 입니다.

PCB 레이아웃 지침

UDM3606은 전력 변환에 필요한 컴포넌트를 고도로 통합하여 PCB 레이아웃과 관련된 까다로운 문제를 대부분 제거합니다.하지만 여전히 PCB 라우팅을 최대한 최적화해야 제대로 작동할 수 있다.높은 통합에도 모듈을 사용할 때 우수한 접지 및 열 성능을 보장해야 합니다.권장되는 레이아웃은 그림 4에 나와 있습니다

그림 2 PCB 배치도

1. 피드백 전압 분할에 사용되는 RFB 저항기를 해당 FB 핀에 가능한 한 가까이 놓으십시오;

2. Cin 커패시터를 UDM3606의 Vin 및 PGND 연결과 최대한 가까이 배치하십시오;

3. Cout 커패시터를 UDM3606의 Vout 및 PGND 연결과 최대한 가깝게 배치하십시오;

4. 외부 부품과 UDM3606 사이의 접지 연결에 깨지는 것을 피하면서, 상단 층에 가능한 가장 큰 구리 부음에 모든 PGND 핀을 연결하십시오;

5. 우수한 열 성능을 얻으려면 vias를 사용하여 PGND 구리 부은 영역을 PCB의 내부 접지면에 연결하면 접지면이 잘 연결되고 PCB 면에 열 경로를 제공합니다.내부 전원 처리 부품에 가깝기 때문에 UDM3606은 PCB의 내부 GND 플레인에 연결된 이러한 비아를 통해 우수한 열 발산 효과를 얻을 수 있습니다.최적의 열 비아 수는 PCB의 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)

그림 3 VOUT = 5V, IOUT = 0.6A

그림 4 VOUT = 3.3V, IOUT = 0.6A

그림 5는 VOUT =습니다, IOUT = 0.6A

그림 6 VOUT = 1.8V, IOUT = 0.6A

그림 7 VOUT =. 5v, 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