L6986 、L6986F和L6985F構成了 ST 的新系列同步降壓開關轉換器(也稱為降壓穩壓器),適用于具有 24 V 高輸入電壓的工業應用。面對無數的限制、技術規范和設計考慮,選擇正確的 DC-DC 轉換器可能是一個艱巨的過程。此外,當由于選擇不當的組件導致過多的散熱而導致故障迫使電源完全重新設計時,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定的情況下仍然有用。這對于確保降壓穩壓器在各種應用中工作至關重要,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為許多不同的組件供電。歸根結底,他們令人印象深刻的技術規格是他們現代建筑的成果。
L6986、L6986F 和 L6985F:是什么讓它們變得現代?
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計。畢竟,降壓穩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,降壓轉換器往往會占用相當多的空間,這就是 ST 使用單片 結構的原因,這意味著高側功率 MOSFET 開關位于同一芯片上,以提供比解決方案更緊湊的設計需要一個外部電源開關。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 MOSFET。因此,與異步轉換器不同,不需要外部功率二極管,這會大大增加設計復雜性、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 生態系統一部分的額外好處,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 的經驗還體現在兩個顯著特點上,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,但會對效率產生負面影響。在許多傳統應用中,工程師會為他們的設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計靈活性。
新轉換器的靜態電流 (I Q ) 非常低,令人驚嘆。事實上,上一代產品的 I Q約為 1 mA 至 2 mA,而 L6986、L6986F 和 L6985F 在輕負載下的靜態電流僅為 30 μA。簡而言之,這指的是 DC-DC 轉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電流消耗,新組件實現了新的里程碑。
對物聯網意味著什么?
新的靜態電流為新的物聯網應用打開了大門。例如,越來越多的工廠運行傳感器網絡,旨在收集有關各種操作的更多數據。然而,在某些情況下,這些傳感器大部分時間都在休眠,等待事件觸發其啟動序列。因此,需要開啟 DC-DC 轉換器,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,高靜態電流意味著器件會浪費大量能量。由于靜態電流僅為 30 μA,因此構建這樣的物聯網系統變得可行,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 穩壓器的內部結構,以盡可能減少功耗。他們還應用了顯著改進的算法,通過調整等待時間和降低運行中的開關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)確定特定行為的優先級,另一種是受益于新算法確保低靜態電流(低功耗模式)。
什么使 DC-DC 轉換器實用?
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壓器之一。最重要的是,這些組件非常可靠,以至于ST 為汽車行業提供了替代版本。它們在內部是相同的,但部件經過不同的認證過程以符合該行業的標準。
ST 生態系統的另一個優勢是能夠使用圖形界面快速選擇適合特定設計的降壓轉換器。正如我們在 Life.Augmented 博客中已經討論過的,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 轉換器。設計人員還可以獲得STEVAL-ISA156V1、STEVAL-ISA190V1和STEVAL-ISA187V1,分別用于 L6986、L6986F 和 L6985F 的評估板,它們將啟動開發并為 ST 生態系統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規格和猜測可能因錯誤計算而導致時間損失和開發成本增加的基本選擇。
審核編輯:郭婷
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