Der Wandler soll Elektrogeräte mit Mikrocontroller mit einer Nennspannung von 3,3 V versorgen. Der Umgebungstemperaturbereich reicht von -20 bis 80°C. Der Stromverbrauch im Ruhemodus beträgt 20uA, der maximale Stromverbrauch beträgt 250mA.
In diesem Fall haben wir zwei Optionen: Die Verwendung von Modell 48021 oder 48022 + einem linearen oder Schalt-Spannungsregler für 5/3,3V.
Modell 48021
1.Ausgangsspannungsgenauigkeit: E1 = ±5%
2.Lastregelung Ausgangsspannung: E2 = ±5%
3.Dynamische Reaktion, 50-100% Laständerung: ±10% Nennausgangsspannung
4.Regelung Ausgangsspannungsleitung: E3 = ±5%
5.Welligkeit und Rauschen: 200 mV p-p.
Die maximale Betriebsspannung des Mikrocontrollers liegt typischerweise bei 3,6 V, die absolute maximale Spannung beträgt typischerweise 4 V. Eine Stromspannung von mehr als 4 V kann den Mikrocontroller beschädigen.
Im schlimmsten Fall kann die DC-Ausgangsspannung 3,3V + E1 + E2 + E3 = 3,795 V > 3,6 V betragen. Wenn wir eine Überschwingung mit ±0,33 V und eine Welligkeit von 200mV p-p hinzufügen, kann die Ausgangsspannung 4,325V > 4V erreichen. Die kurze Worst-Case-Analyse hat gezeigt, dass Modell 48021 nicht für unser Gerät geeignet ist.
Die wirkliche Ausgangsspannungstoleranz kann besser sein, dies muss jedoch durch Prüfungen und Messungen bestätigt werden – dies ist eine zeitaufwendig Aufgabe.
Modell 48022 + Spannungsregler für 5/3,3V
Diese Variante ist kostenintensiver, wird jedoch mit Sicherheit allen Anforderungen gerecht. Wir müssen ermitteln, ob wir einen linearen oder Schalt-Spannungsregler für 5/3,3V verwenden. Ein linearer Spannungsregler ist günstiger, doch können wir für diesen eine angemessene Kühlung realisieren?
Im schlimmsten Fall kann die DC-Ausgangsspannung von 48022 Vout=5V + E1 + E2 + E3= 5 + 5% + 5% + 3% = 5,65 V sein. Die Verlustleistung bei einem maximalen Stromverbrauch von 250 mA beträgt 0,25*(5,65 – 3,3) = 0,59 W.
Es gilt auf eine maximale Chiptemperatur (Sperrschichttemperatur) von 105°C zu achten, um ein Überhitzen von Komponenten in der Nähe des Spannungsreglers zu verhindern. Für eine Umgebungstemperatur von 80°C benötigen wir einen thermischen Widerstand von weniger als (105-80)/0,59= 42,4 K/W zwischen der Sperrschicht und der Umgebung. Bei Verwendung eines Reglers in einem WDFN-6-Gehäuse mit freiliegendem Pad (thermischer Widerstand zwischen Sperrschicht und Pad 5,4 K/W) benötigen wir ca. 13,5 cm2 bei einer PCB mit 4 Lagen (AN-2020 Thermal Design By Insight, Not Hindsight).
In diesem Fall ist die Verwendung eines Schalt-Spannungsreglers nicht notwendig, da die erforderliche PCB zur Kühlung des linearen Reglers hinreichend ist. Diese Lösung ist daher technisch sinnvoll.
- Direkter Ersatz für Wandler mit der Größe EE20
- Ausgangsleistung von 3 W für Umgebungstemperaturen von bis zu 50°C, 2,5 W bei 60°C und 1 W bei 80°C
- Ausgangsspannung 3,3 bis 24 V
- Kurzschlussschutz
- Stand-by-Verbrauch von weniger als 0,15 W
- Sicherheitsstandards VDE, ENEC, UL
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