3D Power Packaging® für DC/DC-Wandler mit geringer Leistung

Das RECOM RPH-3.0ist ein kompaktes 3A Power Modul in einem platzsparenden 10 x 12 x 4mm QFN SMD Gehäuse. Gemäß der RECOM-Philosophie '3D Power Packaging' enthält dieses Modul eine abgeschirmte Induktivität und verwendet eine Flip-Chip-Montage für den Steuer-IC, um eine hervorragende elektrische und thermische Effizienz zu gewährleisten. Dieses Modul verfügt über einen sehr großen Eingangsspannungsbereich von 4,5V bis 55VDC und eignet sich für verschiedene Stromquellen wie 36V oder 48V Lithium-Ionen-Batterien oder 5V, 12V, 24V oder 48V Stromversorgungsschienen. Die Ausgangsspannung kann bequem mit zwei Widerständen im Bereich von 1V bis 15V bestimmt werden, während die Betriebsfrequenz von 100kHz bis 1.000kHz mit einem einzigen Widerstand eingestellt werden kann.

Ausgestattet mit umfassenden Funktionen, einschließlich Ein/Aus-Steuerung, einem Power-Good-Signal, Soft-Start-Funktionalität und robusten Schutzmechanismen gegen Kurzschluss, Überspannung, Übertemperatur und Überlast, gewährleistet dieses Modul einen zuverlässigen Betrieb. Selbst unter anspruchsvollen Bedingungen behält es seine Funktionsfähigkeit bei und kann Umgebungstemperaturen von bis zu 125°C mit entsprechendem Derating standhalten.

Bei höheren Leistungen ist die RECOM RPMB/RPMH-Serie ein Beispiel für ein 30W-Bauteil in einem thermisch verbesserten 25-Pad-LGA-Gehäuse mit den Abmessungen 11,7mm x 12,19mm x 3,75mm. Diese Leistungsdichte wird durch eine mehrlagige interne Board erreicht, die durch gesteckte und blinde Durchkontaktierungen eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine effiziente Nutzung des verfügbaren Platzes gewährleistet. Die Konstruktion besteht aus einer vierlagigen Board, die von einer sechsseitigen Metallabschirmung umgeben ist, um die EMI zu verringern. Diese Art der Konstruktion ist unauffällig, benötigt aber etwas mehr als 1,4cm² Fläche, um eine angemessene Wärmeableitung zu ermöglichen und die volle Leistung bei Umgebungstemperaturen von über +85°C zu liefern. Der Vorteil des RPM/RPMB/RPMH-Designs ist, dass sich die komplexe Konstruktion vollständig im Inneren des Moduls befindet. Der Endanwender kann ein kostengünstiges zweilagiges Board ohne teure Durchkontaktierungen verwenden und trotzdem ein leistungsstarkes, sehr kompaktes SMT-On-Board-Netzteil nutzen, ohne auf eine Zwangsluftkühlung (Lüfter) zurückgreifen zu müssen.

There are four RPM series available, all with identical pad designs so that they are interchangeable:

RPL-1.0, RPL-3.0 und RPL-5.0 sind Power Modules mit integrierter Induktivität in einem winzigen LGA-Package von 3 x 3 mm. Trotz ihrer geringen Größe sind es vollwertige Power Modules, die lediglich Eingangs- und Ausgangs-MLCC-Kondensatoren und zwei Ausgangsspannungseinstellwiderstände benötigen, um eine voll funktionsfähige Stromversorgung zu bilden. Bei den 3A- und 5A-Versionen kompensiert ein Lese-Eingang etwaige I²R-Verluste in den Ausgangsleiterbahnen, während alle Versionen Enable- und Power-Good-Anschlüsse besitzen, die eine einfache Spannungsversorgungssequenzierung in Anwendungen mit verteilter Stromversorgungsarchitektur gestatten. Ein interner LDO-Regler liefert einen festen 3,3VDC/20-mA-Ausgang, der für Pull-ups oder externe Steuerlogik geeignet ist.

Induktivität in einem kompakten LGA-Package von 7 x 7 mm. Trotz ihrer geringen Größe sind es vollwertige Power Modules, die nur wenige passive Widerstände und Kondensatoren benötigen, um eine voll funktionsfähige Stromversorgung zu bilden. Die RPL-10 und RPL-20 besitzen Enable-, Tracking- und Power-Good-Anschlüsse, die eine einfache Spannungsversorgungssequenzierung in verteilten Stromversorgungsarchitekturen erlauben, sowie adjustierbare Betriebsfrequenzen und Startzeiten. Die RPL-Baureihe verwendet eine konstante Einschaltzeitsteuerung für ein schnelles Ansprechen auf abrupte Lasttransienten in Kombination mit einer separaten langsamen Steuerschleife für Ausgangsstabilität und bietet eine präzise Lastregelung ohne Kompromisse beim Einschwingverhalten. Dadurch eignen sie sich besonders für die Versorgung hochdynamischer Lasten wie Mikrocontroller, Funkgeräte oder gepulste Stromabbildungssysteme.

Die Versionen RPZ-0.5 und RPZ-1.0 im 2mm x 2mm QFN-Gehäuse akzeptieren einen Eingangsspannungsbereich von 2,3V bis 5,5V, sodass 3,3V oder 5V feste Versorgungsspannungen oder eine einzelne Li-Ionen-Zelle verwendet werden können. Die 0,5A oder 1A Ausgangsspannung kann mit zwei Widerständen im Bereich von 0,6VDC bis 5,25VDC eingestellt werden. Die Versionen RPZ-2.0 und RPZ-3.0 im 2,5mm x 3,5mm QFN-Gehäuse akzeptieren einen Eingangsspannungsbereich von 2,75V bis 6V, sodass 3,3V oder 5V feste Versorgungsspannungen oder eine einzelne Li-Ionen-Zelle verwendet werden können. Die Ausgangsspannung von 2A oder 3A kann mit zwei Widerständen im Bereich von 0,6VDC bis 5,5VDC eingestellt werden. Die RPZ-6.0 Version in einem 4x 6mm QFN-Gehäuse akzeptiert einen Eingangsspannungsbereich von bis zu 7VDC und bis zu 2,75VDC, sodass 3,3V oder 5V feste Versorgungsspannungen oder eine einzelne Li-Ionen-Zelle oder eine 6V-Batterie verwendet werden können. Die 6A Ausgangsspannung kann mit zwei Widerständen im Bereich von 0,6VDC bis 6,65VDC eingestellt werden.

Der interne Regler der RPZ-Serie verwendet eine konstante Einschaltzeitregelung für eine schnelle Reaktion auf abrupte Lasttransienten in Kombination mit einem separaten langsamen Regelkreis für die Ausgangsstabilität und bietet so eine präzise Lastregelung ohne Kompromisse beim Einschwingverhalten. Dadurch eignen sie sich besonders für die Versorgung dynamischer Lasten wie Mikrocontroller, Radios oder Bildgebungssysteme mit gepulstem Strom.

Über viele Jahre hinweg wurden hocheffiziente Schaltwandler als Ersatz für die traditionellen Linearregler der Serie 78xx auf den Markt gebracht. Obwohl THT-'Drop-in'-Bauteile sehr beliebt waren, werden jetzt oberflächenmontierte Typen bevorzugt.

Als einer der ersten Hersteller eines Schaltreglermoduls hat RECOM den Markt mit einem gekapselten 1A-kompatiblen Bauteil, der Serie R-78AA-1.0, angesprochen, das einen weiten Eingangsbereich von bis zu 18V hat, sodass 5V, 9V, 12V oder 15V ungeregelte Versorgungen, und feste geregelte Ausgänge von 1,5V, 1,8V, 2,5V oder 3,3V bei einem Volumen von nur 1,75cm³ verwendet werden können. Für Anwendungen, bei denen ein flaches Open-Frame-Produkt bevorzugt wurde, bot die RECOM ROF-78E Serie eine Nennleistung von 0,5A mit einem größeren Eingangsbereich von bis zu 36V und festen Ausgangsspannungen von 3,3V, 5V oder 12V bei einem Gesamtvolumen von 0,68cm³.

Die DC/DC-Wandler der Serie RS12-Z erreichen eine klassenführende Leistungsdichte im SIP8-Format, indem sie die Planar-Transformatortechnologie mit fortschrittlichem Gehäuse und thermischem Design nutzen. In einem Metallgehäuse bietet die Serie einen hohen Wirkungsgrad und arbeitet bei voller 12W-Last bis 75°C nur mit Konvektionskühlung (24V Eingang). Die Pinbelegung entspricht dem Industriestandard und ist rückwärtskompatibel zu 3W- und 6W-Bauteilen im SIP8-Format, sodass ein einfaches Power-Upgrade möglich ist. Es ist nur eine minimale externe Filterung erforderlich, um die EN 55032 EMC-Konformität, Klasse A oder B, zu erreichen. Die Bauteile verfügen außerdem über eine Ausgangstrimmfunktion und eine Eingangsunterspannungsabschaltung sowie einen Dauerkurzschlussschutz.

Die Bauteile sind ideal, wenn ein breiter Eingangsbereich erforderlich ist, der mehrere Nennspannungen abdeckt.

Diese DC/DC-Wandler zeichnen sich durch eine 3D-Gehäusetechnik aus, die es nur bei RECOM gibt. Die Steuerplatine, die die Oberseite des Bauteils bildet, wird von einem speziell angefertigten Kunststoff-Formteil getragen, während der Isolationstransformator darunter montiert wird, um einen minimalen Footprint zu erreichen, mit einer Höhe zwischen 5,8 und 8,5mm je nach Familie. Die Open-Frame-Konstruktion ist besonders wertvoll, wenn die Surface-mount Reflow-Profile für vergossene oder gegossene Bauteile zu streng sind. Die R1SX-Serie bietet einen einzelnen Ausgang bei 1W bis zu 100°C, während die R1DX-Serie zwei Ausgänge bietet. Beide Bauteile sind behördlich zertifiziert und verfügen über eine Isolierung von 3kV/1 Sekunde. Die R1ZX-Serie ähnelt der R1SX-Serie, enthält jedoch einen linearen Regler für einen präzisen, rauscharmen Ausgang mit einer Isolierung von 2kV/1 Sekunde. Die R2SX-Serie liefert 2W bis zu 75°C (100°C mit Derating) und hält 3kV/1 Sekunde stand.

Alle Geräte in diesem Gehäuseformat haben industriekompatible Pinbelegungen und sind ideal für den Einsatz in Busisolatoren, industriellen Steuerungen und Batteriemanagementsystemen.