El transformador tiene que alimentar un dispositivo electrónico con microcontrolador y una tensión nominal de alimentación de 3,3 V. El rango de temperatura ambiente está entre -20 y 80 °C. El consumo de corriente es de 20 uA en modo de suspensión, con un consumo máximo de 250 mA.
En este caso, tenemos dos opciones: utilizar el modelo 48021 o el 48022 + un regulador de tensión lineal o conmutado de 5/3,3 V.
Modelo 48021
1. Precisión de la tensión de salida: E1 = ±5 %
2. Regulación de carga de tensión de salida: E2 = ±5 %
3. Respuesta dinámica, 50-100 %. Cambio de carga: ±10 % tensión de salida nominal
4. Regulación de línea de tensión de salida: E3 = ±5 %
5. Rizado y ruido: 200 mV f-f.
La tensión de trabajo máxima del microcontrolador es típicamente 3,6 V, la tensión absoluta máx. es típicamente 4 V. Una tensión superior a 4 V puede dañar el microcontrolador.
En el caso peor, la tensión de salida de CC puede ser 3,3 V + E1 + E2 + E3 = 3,795 V > 3,6 V. Si añadimos ±0,33 V de punta y 200 mV f-f de rizado, la tensión de salida puede alcanzar 4,325 V > 4 V.
Un pequeño análisis de caso peor nos muestra que el modelo 48021 no es adecuado para nuestro dispositivo.
Modelo 48022 + regulador de tensión de 5/3,3 V
El coste de esta variante es mayor, pero cumplirá todos los requisitos. Tendremos que determinar si vamos a utilizar un regulador de tensión de 5/3,3 V lineal o conmutado. El regulador lineal es más económico, pero ¿podremos proporcionarle un disipador adecuado?
En el peor de los casos, la tensión de salida de CC del 48022 puede ser Vout=5 V + E1 + E2 + E3 = 5 + 5 % + 5 % + 3 % = 5,65 V. La disipación de potencia con un consumo de corriente máx. de 250 mA es de 0,25*(5,65 – 3,3) =0,59 W.
Tengamos en cuenta la temperatura máx. del chip (unión) de 105 °C para evitar sobrecalentar los componentes próximos al regulador. Con una temperatura ambiente de 80 °C, necesitamos que la resistencia térmica entre la unión y el entorno sea inferior a (105-80)/0,59=42,4 K/W. Si utilizamos el regulador alojado en WDFN-6 con una almohadilla expuesta (resistencia térmica entre la unión y la almohadilla de 5,4 K/W), necesitaremos unos 13,5 cm2 de PCB de 4 capas (informe de aplicación AN-2020 Thermal Design By Insight, Not Hindsight).
En este caso, no es necesario utilizar el regulador de tensión conmutado, la PCB necesaria para refrigerar el regulador lineal es aceptable. Por tanto, esta solución es técnicamente viable.
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- Sustitución directa de transformadores de tamaño EE20
- Potencia de salida de 3 W a una temperatura ambiente de hasta 50 °C; 2,5 W a 60 °C y 1 W a 80 °C, respectivamente
- Tensión de salida entre 3,3 y 24 V
- Protección de cortocircuito de salida
- Consumo en modo de espera inferior a 0,15 W
- Normativa de seguridad VDE, ENEC y UL
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