10 лучших преобразователей DC/DC для компактных приложений

Согласно отчету MarketsandMarkets, к 2025 году рынок преобразователей DC/DC достигнет 19,8 млрд долларов по сравнению с 8,5 млрд долларов в 2019 году, при этом совокупный годовой темп роста составит 15%. Преобразователи DC/DC используются в различных областях, от бытовой электроники и телекоммуникаций до промышленных и медицинских. Общим знаменателем является необходимость разработки технологий и архитектур, обеспечивающих более высокую эффективность, экономию места на плате и снижение стоимости системы без ущерба для характеристик устройства. Кроме того, источники часто применяются в суровых условиях. Один из способов, которым производители могут решить эти проблемы, — это более глубокая интеграция и уменьшение габаритов.

Texas Instruments, UCC12050

Ранее в этом году компания Texas Instruments (TI) представила высокоэффективный изолированный преобразователь DC/DC с новой запатентованной технологией интегрированного трансформатора, оптимизированной для снижения электромагнитных помех. TI утверждает, что высокоэффективный изолированный преобразователь DC/DC мощностью 500 мВт обеспечивает предельно низкие электромагнитные помехи (EMI).

Кроме того, высота корпуса микросхемы UCC12050 в 2,65 мм позволяет разработчикам уменьшить габариты питающего узла на 80% по сравнению с дискретными решениями и на 60% по сравнению с модулями питания. UCC12050 обеспечивает значительную изоляцию 5 кВ и рабочее напряжение 1,2 кВ для защиты от скачков напряжения в таких системах, как промышленный транспорт, сетевая инфраструктура и медицинское оборудование.

Решение также исключает внешние компоненты фильтра, такие как регуляторы с малым падением напряжения и ферритовые шарики, которые обычно требуются для соответствия сертификации EMI, что сокращает набор компонентов, время разработки и стоимость. Высокая эффективность устройства в сочетании с расширенным диапазоном рабочих температур от -40°C до 125°C обеспечивает большую мощность в экстремальных условиях. TI также предлагает UCC12040, который обеспечивает все те же преимущества с базовой изоляцией 3 кВ.

Murata Manufacturing Co. Ltd., MYTNA1R86RELA2RA

Еще один высокоинтегрированный, крошечный преобразователь DC/DC от компании Murata Manufacturing Co., Ltd. Опираясь на успех продукта первого поколения, выпущенного в прошлом году, Murata объявила, что он самый компактный и эффективный, полностью законченный понижающий DC/DC стабилизатор на 6 А MYTNA1R86RELA2RA. Площадь основания устройства на 30% меньше, чем у ближайшего конкурентного решения с уменьшенным на 25% профилем и размером 9 × 10,5 × 2,1 мм. Целевые приложения включают базовые станции, сетевые коммутаторы, маршрутизаторы, микросерверы, твердотельные накопители, дополнительные карты PCIE и высокопроизводительные мобильные вычислительные платформы.

Кроме того, понижающему регулятору требуется меньше дополнительных внешних компонентов для соответствия строгим требованиям к переходным процессам, что делает его примерно на 50% меньше, чем у других альтернативных решений на рынке. По словам Murata, это устройство также обеспечивает более чем на 10% более высокий КПД, чем конкурирующие продукты.

Основные характеристики включают диапазон входного напряжения 6,0–14,4 В и программируемый выход 0,7–1,8В при токе до 6 А. Пиковая эффективность понижающего стабилизатора превышает 90% для входных напряжений 12–1,8 В.

Устройство основано на уникальной архитектуре двухступенчатого преобразования энергии, разработанной полупроводниковым подразделением компании pSemi возникшего в результате приобретения компании Arctic Sand, дочерней компании Массачусетского технологического института. Преимущества архитектуры питания включают более высокую эффективность и уменьшение размеров пассивных компонентов. Архитектура также предлагает примерно 5-кратное снижение входных пульсаций, более низкие кондуктивные и излучаемые электромагнитные помехи и широкий диапазон рабочих температур от –40°C до 150°C.

Texas Instruments, TPS546D24A

TI также предлагает источник питания, заявляя о первой в своем роде возможности наращивания до четырех интегральных схем (ИС), а также экономии места для максимальной плотности мощности в сильноточных блоках питания ПЛИС и процессоров. Понижающий преобразователь DC/DC TPS546D24A 40-A SWIFT может выдавать до 160 А выходного тока при температуре окружающей среды 85°C, что в 4 раза больше тока, чем у конкурирующих ИС, сообщает TI.

Понижающий преобразователь TPS546D24A, благодаря возможности наращивания, позволяет уменьшить размер блока питания при одновременной оптимизации тепловых характеристик. Он поставляется с интерфейсом PMBus, который обеспечивает возможность настройки обратной связи источника, устраняя до шести внешних компонентов компенсации, тем самым уменьшая общий размер решения источника питания более чем на 10% (или 130 мм2).

ИП работает на частоте 1,5 МГц, что позволяет уменьшить индуктивность и емкость на одну треть по сравнению с аналогичными преобразователями. Однако высокие частоты переключения обычно оказывают негативное влияние на КПД, которое TI компенсирует за счет включения полевого МОП-транзистора с сопротивлением 0,9 мОм, что на 3,5% выше, чем у конкурирующих понижающих преобразователей постоянного тока.

Analog Devices Inc., LTM4668 / LTM4668A

Analog Devices Inc. предлагает несколько устройств питания DC/DC с высокой степенью интеграции. Рассмотрим высокоинтегрированные регуляторы µModule LTM4668 и LTM4668A. Регуляторы DC/DC выходной мощностью до 4,8 А включают в себя контроллеры переключения, силовые полевые транзисторы, катушки индуктивности и вспомогательные компоненты. Высокая степень интеграции помогает упростить процесс проектирования при одновременном снижении энергопотребления и пространства на плате.

Понижающие стабилизаторы LTM4668 и LTM4668A помещены в корпусах BGA 6,25 × 6,25 × 2,1 мм, работают в диапазоне входного напряжения от 2,7 В до 17 В, поддерживают диапазон выходного напряжения от 0,6 В до 5,5 В. Преобразователи поддерживают частоту синхронизации (режим PolyPhase).

TDK Corp., серия FS

Другие возможности экономии места включают в себя преобразователи µPOL DC/DC серии FS от TDK Corp. TDK анонсировала, что серия FS является самой маленьким и высокопроизводительным POL-решением для таких приложений как ячейки 5G, IoT и др. Серия FS не использует внешних компонентов в том числе и катушки индуктивности.

По данным TDK, серия FS, имеющая размеры 3,3 × 3,3 × 1,5 мм, может обеспечивать решение высокой плотности (1 Вт/мм3), предлагая при этом размер на 50% меньше, чем у других продуктов этого класса. Преимущества включают более низкую стоимость системного решения, меньший размер платы и меньшую стоимость материалов. Преобразователь работает в диапазоне температур от –40°C до 125°C и рассчитан на промышленное применение.

Silanna Semiconductor, SZPL8216A

Еще одно семейство компактных устройств DC/DC от компании Silanna Semiconductor. В SZPL8216A DC/DC понижающий преобразователь, который экономит пространство на печатной плате за счет интеграции схемы обратной связи (СОТ) в контроллер DC/DC, драйверы вывода/вывода, и выходной мощности блоков в корпусе QFN (4 мм).

По словам компании, с этими синхронными понижающими преобразователями на 12 В разработчикам не нужно выбирать между размером и энергоэффективностью. Они обеспечивают ток до 12 А с пиковым КПД 94% при преобразовании с номинального входного напряжения 12 В в диапазон выходного напряжения от 0,6 В до 5,5 В.

Эти устройства предназначены для обеспечения высокой плотности мощности и эффективности, а также низких потерь мощности для требовательных приложений в корпоративных серверах, телекоммуникационном и сетевом оборудовании. Понижающие преобразователи с возможностью выбора частоты переключения от 600 кГц до 1 МГц позволяют разработчикам принимать конструктивные решения для оптимизации размеров компонентов по сравнению с эффективностью. Кроме того, возможность работы на частоте 1 МГц позволяет разработчикам использовать выходной фильтр меньшего размера, что еще больше уменьшает размер печатной платы.

Recom Power Gmbh, RBBA3000

Ищете повышающий понижающий преобразователь с высоким КПД? Recom Power Gmbh предлагает повышающий DC/DC преобразователь мощностью 3 кВт с КПД 98% в корпусе с охлаждением на опорной плите.

Понижающий-повышающий неизолированный DC/DC преобразователь RBBA3000 обеспечивает высокую плотность мощности при рабочей температуре от –40°C до 85°C при надлежащем охлаждении.

Основные характеристики включают диапазон входного напряжения от 9 до 60 В постоянного тока, а выходное напряжение и максимальный ток могут быть запрограммированы пользователем от 0 до 60 В и величина тока от 0 до 50 А, соответственно. Программирование может осуществляться с помощью одного резистора или внешнего напряжения. Технология преобразования позволяет устанавливать выходное напряжение ниже или выше входного.

Ток нагрузки можно контролировать с вывода распределения тока, который также можно использовать для параллельного подключения двух модулей, чтобы обеспечить выход до 100 А с активной балансировкой нагрузки.

Преобразователь соответствует стандарту ЭМС EN 55024, а также EN 55032, класс A и B с внешним фильтром. Типовые применения включают преобразование энергии батареи 48 В в 24 В или 12 В в 24 В, регуляторы напряжения электромобилей, стабилизаторы напряжения батареи и мощные лабораторные источники питания постоянного тока.

CUI, VXO78-500-M

Компания CUI Inc. недавно представила свой первый четырехконтактный неизолированный DC/DC преобразователь для поверхностного монтажа, предназначенный для оборудования информационных технологий, средств управления и электронных устройств с широким диапазоном входных напряжений. Ультра-компактный VXO78-500-М предлагает дистанционное включение/выключения и высокую эффективность до 95%, что делает устройство питания подходящим для приложений, которые требуют высокой эффективности использования энергии.

Основные характеристики включают выходной ток 500 мА, входной ток холостого хода всего 0,2 мА, диапазон входного напряжения от 4,75 до 36 В и широкий диапазон температур от –40°C до 85°C. Устройства сертифицированы UL / EN / IEC 62368.

Модули питания Flex, серия PUC-2B

Для проектировщиков, которые сталкиваются как с стесненным пространством, так и с суровыми условиями окружающей среды, Flex Power Modules расширили линейку миниатюрных DC/DC преобразователей для промышленного применения. Серия PUC-2B, размещенная в компактном корпусе SIP7 размером 19,7 × 7,1 × 11,5 мм, доступна в вариантах с одним или двумя выходами и обеспечивает выходную мощность до 2 Вт.

Изолированные, нерегулируемые модули DC/DC преобразователя обеспечивают высокий КПД, обычно до 85% при выходном напряжении 12 В при полной нагрузке. Другие особенности включают защиту от короткого замыкания и усиленную изоляцию.

Преобразователи могут работать в диапазоне температур от –40°C до 95°C и подходят для жестких промышленных условий. Среднее время наработки на отказ (MTBF) устройств составляет 12,9 миллиона часов. Они соответствуют требованиям безопасности EN/UL 62368-1.

Polytron Devices, MTWA2 and MTWA4

DC/DC преобразователи Polytron Devices, MTWA2 и MTWA4 для медицинских изделий также должны соответствовать высоким стандартам безопасности. Polytron Devices предлагает семейство DC/DC преобразователей мощностью 2 и 3,5 Вт для медицинских приложений с низким током утечки 2 мкА, изоляцией входа и выхода на 5000 В переменного тока и защитой пациента 2 × MOPP, что является наивысшим уровнем в соответствии со стандартами безопасности IEC 60601-1 для медицинских электрических изделий.

DC/DC преобразователи MTWA2 и MTWA4 с входным диапазоном 2:1 предлагают очень широкий входной диапазон от 4,5 В до 12 В постоянного тока, а также от 9 В до 18 В и от 18 В до 36 В. Входные диапазоны от 36В до 75В постоянного тока. Они также предлагают КПД до 82%, дистанционное включение/выключение и возможность работы на больших высотах до 5000 метров. Функции защиты включают перенапряжение, короткое замыкание и пониженное напряжение без требований к минимальной нагрузке.

Благодаря низкому току утечки, наличию миниатюрных корпусов DIP16 (0,95 × 0,57 × 0,41 дюйма) и SMD16 (0,95 × 0,57 × 0,40 дюйма), а также эффективности процесса, обеспечивающей более низкую стоимость, MTWA2 и MTWA4 могут использоваться в портативные устройства с низкой потребляемой мощностью, говорится в сообщении компании.

Источник: www.electronicproducts.com

Меню