Il convertitore deve alimentare un dispositivo elettronico dotato di un microcontrollore con una tensione di alimentazione nominale di 3,3V. La gamma di temperatura ambiente è compresa tra -20 e 80°C. Il consumo di corrente è di 20 uA in modalità di sospensione, il consumo massimo è di 250 mA.
In questo caso le possibilità sono due: usare il modello 48021 o 48022 + un regolatore di tensione lineare o di commutazione pari a 5/3,3V.
Modello 48021
1. Precisione della tensione di uscita: E1 = ±5%;
2. regolazione del carico della tensione di uscita: E2 = ±5%;
3. risposta dinamica, variazione del carico del 50-100%: ±10% tensione nominale di uscita;
4. regolazione della tensione di uscita della linea: E3 = ±5%;
5. ondulazione e rumore: 200mV p-p.
Generalmente, la tensione d’esercizio massima del microcontrollore è pari a 3,6 V, mentre la tensione massima assoluta è pari a 4V. Una tensione superiore a 4V può danneggiare il microcontrollore.
Nello scenario peggiore, la tensione di uscita CC può essere pari a 3,3 V + E1 + E2 + E3 = 3,795 V > 3,6 V. Se aggiungiamo ±0,33 V di sovraoscillazione e un’ondulazione di 200 mV p-p, la tensione di uscita può raggiungere 4.325 V > 4 V.
Una breve analisi del caso peggiore ci ha mostrato che il modello 48021 non è adatto al nostro dispositivo.
Modello 48022 + Regolatore di tensione da 5/3,3V
Questa variante è più costosa ma soddisferà sicuramente tutti i requisiti. Dobbiamo determinare se utilizzeremo un regolatore di tensione lineare o di commutazione da 5/3,3V. Il regolatore lineare è più economico ma siamo in grado di fornirgli un dissipatore di calore adeguato?
Nel caso peggiore, la tensione di uscita CC può essere Vout =5V + E1 + E2 + E3 = 5+ 5%+ 5%+ 3,795 V= 5.65V. La dissipazione di potenza al consumo di corrente massimo di 250 mA è 0,25*(5,65 – 3,3) =0,59 W.
Consideriamo una temperatura massima del chip (giunzione) di 105°C per evitare il surriscaldamento dei componenti nelle immediate vicinanze del regolatore. Per una temperatura ambiente di 80°C, è necessario che la resistenza termica tra la giunzione e l’ambiente sia inferiore a (105-80)/0,59=42,4 K/W. Per utilizzare un regolatore alloggiato in WDFN-6 con un cuscinetto esposto (resistenza termica tra giunzione e cuscinetto pari a 5,4 K/W), avremo bisogno di circa 13,5 cm2 di PCB a 4 strati (AN-2020 Thermal Design By Insight, Not Hindsight).
In questo caso non è necessario avvalersi di un regolatore di tensione di commutazione: è accettabile il PCB necessario per il raffreddamento del regolatore lineare. Questa soluzione è quindi tecnicamente fattibile.
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- sostituzione diretta per trasformatori EE20;
- potenza d’uscita pari a 3W fino a una temperatura ambiente di 50°C, 2,5W a 60°C e 1W a 80°C;
- tensione di uscita da 3,3 a 24 V;
- protezione dell’uscita da cortocircuito;
- consumo energetico in standby inferiore a 0,15 W;
- norme di sicurezza VDE, ENEC, UL.
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