L6986 、L6986F和L6985F構(gòu)成了 ST 的新系列同步降壓開關(guān)轉(zhuǎn)換器(也稱為降壓穩(wěn)壓器),適用于具有 24 V 高輸入電壓的工業(yè)應用。面對無數(shù)的限制、技術(shù)規(guī)范和設(shè)計考慮,選擇正確的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器可能是一個艱巨的過程。此外,當由于選擇不當?shù)慕M件導致過多的散熱而導致故障迫使電源完全重新設(shè)計時,人們很快就會意識到誤差幅度太小,以至于無法將其視為微不足道的事情。
新的 DC-DC 穩(wěn)壓器首先給人留下深刻印象,因為它們能夠承受從 4 V 到 38 V 的寬輸入電壓范圍,以確保它們在電源不穩(wěn)定的情況下仍然有用。這對于確保降壓穩(wěn)壓器在各種應用中工作至關(guān)重要,從運行多個自動化流程的智能工廠到遭受不可靠電網(wǎng)影響的建筑物。這些組件還能夠輸出從 0.85 V 到 VIN(電壓輸入)的電壓范圍,這意味著可以使用它們?yōu)樵S多不同的組件供電。歸根結(jié)底,他們令人印象深刻的技術(shù)規(guī)格是他們現(xiàn)代建筑的成果。
L6986、L6986F 和 L6985F:是什么讓它們變得現(xiàn)代?
在一篇博文中詳盡列出所有組件的功能是不可能的。然而,如果我們專注于主要特性,值得注意 的是,L6986、L6986F 和 L6985F 分別提供了 2A、1.5A 和 0.5A 的 DC 輸出電流,從而確保工程師可以真正選擇最好的組件適合他們的設(shè)計。畢竟,降壓穩(wěn)壓器的全部意義在于降低輸入電壓并以特定輸出電流為目標,同時比低壓降穩(wěn)壓器 (LDO) 等替代解決方案散熱更少,效率更高。因此,由于 ST 目錄的粒度,今天的設(shè)計人員可以更好地找到最適合他們精確需求的組件。
盡管如此,降壓轉(zhuǎn)換器往往會占用相當多的空間,這就是 ST 使用單片 結(jié)構(gòu)的原因,這意味著高側(cè)功率 MOSFET 開關(guān)位于同一芯片上,以提供比解決方案更緊湊的設(shè)計需要一個外部電源開關(guān)。此外,三款器件均支持 同步整流,這意味著它們還包含一個低側(cè) MOSFET。因此,與異步轉(zhuǎn)換器不同,不需要外部功率二極管,這會大大增加設(shè)計復雜性、降低效率、增加成本并占用更多空間。L6986、L6986F 和 L6985F 還具有成為 ST 生態(tài)系統(tǒng)一部分的額外好處,這意味著它們因其靈活性和實用性而在競爭中脫穎而出。
是什么讓他們靈活?
ST 的經(jīng)驗還體現(xiàn)在兩個顯著特點上,第一個是令人難以置信的寬頻率范圍,從 0.25 MHz 到 2 MHz. 低頻率可提供出色的效率,但需要安裝更大的線圈。相反,2 MHz 只需要一個小線圈,但會對效率產(chǎn)生負面影響。在許多傳統(tǒng)應用中,工程師會為他們的設(shè)計找到最佳折衷方案。像 0.5 MHz 這樣的頻率可以確保電感器和電容器不會太貴,線圈不會太大,而且效率仍然很高。然而,高達 2 MHz 的頻率對于電信運營等某些邊緣情況至關(guān)重要,因為較低的頻率會干擾 AM 頻段(0.535 MHz 至 1.605 MHz)。因此,寬頻率范圍提供了出色的設(shè)計靈活性。
新轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流 (I Q ) 非常低,令人驚嘆。事實上,上一代產(chǎn)品的 I Q約為 1 mA 至 2 mA,而 L6986、L6986F 和 L6985F 在輕負載下的靜態(tài)電流僅為 30 μA。簡而言之,這指的是 DC-DC 轉(zhuǎn)換器在開啟時的電流消耗,但負載非常輕,或者根本沒有負載。得益于提供新水平效率的靜態(tài)電流消耗,新組件實現(xiàn)了新的里程碑。
對物聯(lián)網(wǎng)意味著什么?
新的靜態(tài)電流為新的物聯(lián)網(wǎng)應用打開了大門。例如,越來越多的工廠運行傳感器網(wǎng)絡(luò),旨在收集有關(guān)各種操作的更多數(shù)據(jù)。然而,在某些情況下,這些傳感器大部分時間都在休眠,等待事件觸發(fā)其啟動序列。因此,需要開啟 DC-DC 轉(zhuǎn)換器,因為組件在喚醒時會消耗電力,但它們的負載非常輕,或者根本不存在。在這種情況下,高靜態(tài)電流意味著器件會浪費大量能量。由于靜態(tài)電流僅為 30 μA,因此構(gòu)建這樣的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)變得可行,因為損耗變得可以忽略不計。
為了達到這樣的性能水平,ST 徹底修改了這三個 DC-DC 穩(wěn)壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),以盡可能減少功耗。他們還應用了顯著改進的算法,通過調(diào)整等待時間和降低運行中的開關(guān)頻率來更好地處理這些輕負載,以盡可能降低電流消耗并提高效率。然而,鑒于 L6986、L6986F 和 L6985F 的靈活性,ST 為工程師提供了一種選擇,一種是依靠固定頻率為特定應用(低噪聲模式)確定特定行為的優(yōu)先級,另一種是受益于新算法確保低靜態(tài)電流(低功耗模式)。
什么使 DC-DC 轉(zhuǎn)換器實用?
L6986、L6986F 和 L6985F 還通過使用比上一代組件使用的封裝更薄的HTSSOP16封裝在競爭中脫穎而出,同時由于器件下方的裸露焊盤提供類似的散熱。此外,這三個模塊是引腳對引腳兼容的,這意味著工程師可以將相同的設(shè)計布局用于不同的應用,而只需稍作改動即可適應其他三個穩(wěn)壓器之一。最重要的是,這些組件非??煽?,以至于ST 為汽車行業(yè)提供了替代版本。它們在內(nèi)部是相同的,但部件經(jīng)過不同的認證過程以符合該行業(yè)的標準。
ST 生態(tài)系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢是能夠使用圖形界面快速選擇適合特定設(shè)計的降壓轉(zhuǎn)換器。正如我們在 Life.Augmented 博客中已經(jīng)討論過的,eDesignSuite 為工程師提供了他們電路板的交互式仿真,甚至可以推薦最適合他們要求的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器。設(shè)計人員還可以獲得STEVAL-ISA156V1、STEVAL-ISA190V1和STEVAL-ISA187V1,分別用于 L6986、L6986F 和 L6985F 的評估板,它們將啟動開發(fā)并為 ST 生態(tài)系統(tǒng)提供一個非常實惠的切入點。因此,選擇 ST 意味著受益于智能組件、出色的電路板和直觀的工具,而不是必須麻木地檢查技術(shù)規(guī)格和猜測可能因錯誤計算而導致時間損失和開發(fā)成本增加的基本選擇。
審核編輯:郭婷
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