Microchip Technology MIC38300AHYHL-TR – strömmodul

MIC38300A är en ultralågbrusig 3 A-strömförsörjningsmodul (Ultra-Low Noise, 3A Power Module) från Microchip. Databladet beskriver den som en 3 A step-down-omvandlare som ger en LDO:s fördelar i fråga om enkel användning, snabb transientrespons, hög PSRR och lågt brus, samtidigt som den har en switchande regulators verkningsgrad. Detta uppnås genom att en switchregulator vars utgång är slavad till ingången på en högpresterande LDO kombineras med den LDO:n, vilket ger hög verkningsgrad och en ren utsignal med lågt brus (arkitekturen Switcher Plus LDO). Enligt funktionsschemat finns en induktor mellan switchsteget och SWO-utgången.

Modulen är konstruerad för mindre än 5 mV topp-till-topp-brus och över 70 dB PSRR vid 1 kHz. Arkitekturen är optimerad för snabba lasttransienter, med mindre än 30 mV avvikelse i utspänningen även vid ultrasnabba laststeg, vilket gör den lämplig för lågspännings-ASIC och andra digitala kretsar. Den har helt integrerade MOSFET-switchar, avstängningsläge med mycket låg strömförbrukning (Micropower Shutdown), termisk avstängning och strömbegränsning, och databladet beskriver den som en enkel uppgradering från en LDO när effektförlusten blir ett problem. Leverantörsraden beskriver den som en 3A High Efficiency Low Dropout (HELDO) Regulator.

Teknik och prestanda

• Matning: 3,0 V till 5,5 V på AVIN och PVIN. Underspänningslåsning (UVLO) vid 2,85 V (turn-on, typiskt) med 100 mV hysteres. Absolut maximal matningsspänning är +6 V.
• Utgång: justerbar från 1,0 V; databladet anger programmering mellan 1 V och 5,0 V med en resistorsdelare enligt VOUT = 1 V × (R1/R2 + 1). Referensspänningen VFB är 1 V (0,975 V till 1,025 V, ±2,5 %). Resistorer upp till 100 kΩ kan användas, och för värden över 50 kΩ ska R1 shuntas med en liten kondensator (CFF = 0,1 µF).
• Ström: 3 A kontinuerligt, strömbegränsning 5 A (typiskt, VFB = 0,9 × VNOM). Dropout (VIN – VOUT) är 0,85 V typiskt och högst 1,2 V vid 3 A och VOUT = 3 V.
• Brus och transienter: utgångsbrus under 5 mV topp-till-topp, PSRR över 70 dB vid 1 kHz och spänningsavvikelse under 30 mV vid ultrasnabba laststeg. Typiskt utgångsrippel är 2 mV (ILOAD = 1,5 A, COUTLDO = 20 µF, COUTSW = 20 µF, RLPF = 75 kΩ).
• Reglering: lastreglering 0,3 % typiskt (högst 1 %) vid VOUT = 1,8 V och 10 mA till 3 A; linjereglering 0,35 %/V typiskt (högst 0,5 %/V) för VIN 3,0 V till 5,5 V.
• Strömförbrukning och start: vilström 1 mA typiskt (IOUT = 0 A, ej switchande, öppen slinga); avstängningsström 30 µA typiskt och högst 50 µA vid VEN = 0 V; starttid 200 µs typiskt och högst 500 µs till 95 % av nominell utspänning.
• Enable: TTL/CMOS-kompatibel positiv logik med tröskel 0,90 V till 1,1 V (typiskt 1 V), 100 mV hysteres (typiskt) och 0,03 µA ingångsström (typiskt). EN får inte lämnas öppen och kan även användas för underspänningslåsning med en resistorsdelare mot VIN och GND.
• Switchfrekvens: justeras med ett motstånd mellan LPF och SW; ett lågt värde höjer frekvensen och ett högt värde sänker den. Rekommenderat RLPF är 75 kΩ, vilket också är lägsta värde för stabil omvandlare.
• Skydd och temperatur: termisk avstängning vid 150 °C med 15 °C hysteres samt strömbegränsning. Junction-temperatur -40 °C till +125 °C, lagringstemperatur -65 °C till +150 °C och termisk resistans (θJA) 24 °C/W för 28-polig LQFN. ESD-klass 1 kV (human body model).
• Komponentval: PVIN avkopplas med 10 µF nära PVIN och PGND, AVIN med 1 µF så nära kretsen som möjligt, och LDOIN och LDOOUT med 10 µF (nominellt). Utgångskondensatorn ska vara keramisk 10 µF eller större (µCap-LDO), helst X7R eller X5R; för under 5 mV brus vid högre lastströmmar rekommenderas 20 µF vid LDOIN och LDOOUT.
• Strömdelning och derating: databladet visar en strömdelningskrets (med op-förstärkaren MIC7300) där två moduler delar lasten lika för 6 A, samt kurvor för högsta utström mot omgivningstemperatur för VOUT 1,0 V, 1,8 V, 2,5 V och 3,3 V (utvärderingskort, cirka 20 till 30 LFM luftflöde, kapseltemperatur begränsad till 120 °C).

Anslutningar och gränssnitt

• Kapsel: 28-polig LQFN (4 mm × 6 mm, höjd 1,45 mm till 1,55 mm, delning 0,50 mm) med flera sammansmälta exponerade pads. Kapseln är blyfri (JEDEC e3, matt tenn).
• Stift 1 till 5: SWO (utgång från PFM-switchen). Stift 6 och 23 till 28: SW (switchnod; extern resistor från LPF höjer switchfrekvensen). Stift 7 och 22: ePAD (exponerad kylpad; stiftbeskrivningen anger extern anslutning till PGND).
• Stift 8: AVIN (analog matning). Stift 9: LPF (lågpassfilter, extern resistor mot SW, minst 75 kΩ). Stift 10: AGND. Stift 11: FB (återkoppling från resistorsdelaren).
• Stift 12 och 13: LDOOUT (LDO-utgång). Stift 14 och 15: LDOIN (ansluts till SW-utgången). Stift 16 och 17: PVIN (ingångsmatning). Stift 18: EN. Stift 19 till 21: PGND.
• Landmönster: databladets rekommenderade landmönster har 0,50 mm delning och kontaktpads på 0,27 × 0,52 mm. Landmönsterritningen anger att de centrala paddarna har olika elektriska potentialer och inte får anslutas till jord, så följ databladets landmönster och anvisningar. Termiska vior, om de används, ska vara fyllda eller täckta för att undvika lödförlust vid reflow.

Egenskaper

• 3 A kontinuerlig utström
• Ingång 3,0 V till 5,5 V och justerbar utgång från 1,0 V
• Switcher Plus LDO-arkitektur: switchregulatorns verkningsgrad och LDO:ns låga brus
• Utgångsbrus under 5 mV topp-till-topp och PSRR över 70 dB vid 1 kHz
• Under 30 mV spänningsavvikelse vid ultrasnabba laststeg
• Helt integrerade MOSFET-switchar
• Avstängningsläge med mycket låg strömförbrukning (Micropower Shutdown), 30 µA typiskt
• Termisk avstängning (150 °C) och strömbegränsning (5 A typiskt)
• Justerbar switchfrekvens via motstånd mellan LPF och SW
• Strömdelning mellan två moduler för 6 A
• 28-polig LQFN, 4 × 6 × 1,55 mm, junction-temperatur -40 °C till +125 °C

Användningsområden

• Point-of-load-applikationer
• Nätverk, servrar och industriella strömförsörjningar
• Basstationer för trådlös kommunikation
• Känsliga RF-applikationer
• Matning av lågspännings-ASIC och andra digitala kretsar som kräver låg brusnivå
• Uppgradering från en LDO när effektförlusten blir ett problem

Certifieringar och standarder: Blyfri kapsel (Pb-free), JEDEC-beteckning e3 (matt tenn)

Leverantörsraden anger utgångsspänning 6 V. Databladet anger +6 V som absolut maxvärde för LDO-utgången och att utgångsspänningen är justerbar från 1,0 V (programmerbar upp till 5,0 V) med en resistorsdelare. Kurvorna för verkningsgrad, derating och switchfrekvens är statistiska sammanfattningar som inte är testade eller garanterade.

Tillverkarens artikelnummer MIC38300AHYHL-TR. Uppgifterna är hämtade ur tillverkarens datablad (PDF). Lagerförd vara – skickas inom 1–3 vardagar.