低電力DC/DCコンバータ用の3Dパワーパッケージング。

このタイプのスルーホールDC/DCコンバータは毎年何百万個も販売されていますが、RECOMの長期的な目標は、他の薄い最新SMTコンポーネントと同様に実装、はんだ付けが可能な薄型パッケージを開発することでした。ただし、ディスクリート設計に対するコンバータモジュールの利点を実現するには、フットプリントを小さいままにする必要があり、そのためには3Dパワーパッケージを活用してZ方向を有効に利用する必要があります。

RECOM RPH-3.0は、省スペースの10 x 12 x 4mm QFN SMDパッケージでカプセル化された、コンパクトな3A電源モジュールです。RECOMの「パワーパッケージング」哲学を採用したこのモジュールは、シールドインダクタを内蔵し、制御ICにフリップチップ実装を採用して、優れた電気効率および熱効率を実現しています。

このモジュールは、4.5V～55V DCの非常に広範囲な入力電圧範囲を誇り、36Vや48Vのリチウムイオンバッテリーや5V、12V、24V、48Vの電源レールなど、さまざまな電源に対応しています。ユーザーは2つの抵抗器を使用して1V～15Vの範囲で出力電圧を容易に設定でき、100kHz～1000kHzの範囲の動作周波数は1つの抵抗器で設定可能です。

オン/オフ制御、パワーグッド信号、ソフトスタート機能、短絡、過電圧、過熱、過負荷に対する強力な保護メカニズムなど、包括的な機能を備えたこのモジュールは、信頼性の高い動作を保証します。厳しい使用条件下でも動作の完全性を維持し、適切なディレーティングによって最大125°Cの周囲温度にも耐えることができます。

より高い電力（例えば30W部品）で、RECOM RPM/RPMBシリーズのフォームファクターは、12.19mm x 12.19mm x 3.75mmの熱強化された25パッドLGAパッケージです。この電力密度は、優れた熱伝導率とスペースの効率的な使用のためにプラグビアとブラインドビアを利用する多層内部PCBで可能になります。基礎が大きな建物の重要な部分であるように、電力コンポーネントの強固な基礎は内部の多層PCBの複雑な熱管理構造により実現されます。



構造は、EMIを抑えるために6面の金属シールドで囲まれた4層PCBです。この薄型パッケージは、+ 85℃を超える周囲温度でフルパワー出力するための適切な放熱に1.4cm²を少し超えるスペースが必要です。RPMB/RPMH設計の利点は、複雑な構造がすべてモジュール内にあることです。エンドユーザーは、高価なプラグビアを使用せずに低コストの2層PCBを使用することが可能で、強制空冷（ファン）頼ることなく高性能で非常にコンパクトなSMTオンボード電源を利用できます。

RPM系列提供3种选项，焊盘设计均相同因此可以通用：

非絶縁型DC/DCモジュールは、当初は非効率的な3端子リニアレギュレータに取って代わるものとして急増しましたが、現在はポイントオブロード（POL）レギュレータとして広く使用されており、CPU、GPU、およびSoCデバイスなどの高度に統合されたICに正確に調整された低電圧レールセットを供給します。繰り返しになりますが、DC/DCモジュールがディスクリートソリューションに勝るためには、DC/DCモジュールのフットプリントと高さが最小限であり、なおかつ最新のICの厳格な規制と干渉要件を満たしながら高温にならず動作する必要があります。小さなモジュールサイズは高効率につながりますが、これは従来、スイッチング周波数が低く、その結果、出力インダクタが大きくなることを意味しており、本来必要なものとは正反対です。ただし、進化した半導体、コンバータトポロジ、および磁性材料により、小さなインダクタで優れた効率を維持しながら、周波数をMHz領域に押し上げることができるようになりました。これにより、コンバータの設計者は、インダクタがパッケージに統合されている場合でも、パッケージを工夫して驚異的な小型化を実現できます。たとえば、RECOM RPXシリーズのフットプリントはわずか4.5mm x 4mmで、QFNパッケージの高さは2mmですが、90％を超えるピーク効率で最大4Aの電流を出力します。1Aバージョンはさらに小さく、わずか3mm x 5mm x1.6mmです。この電力密度は、オーバーモールドされたリードフレーム構造の低コストフリップチップにより可能になり、タイトなスイッチング電流ループによりEMIを非常に低く抑えるという利点もあります。高い電力密度と最適化された熱性能は、ディスクリートソリューションでは到底実現し得ないものです。QFNパッケージの一部の部品は、はんだ接合部の自動光学検査に適した「ウェッタブル」フランクスを含む、自動車用AEC-Q100準拠の-Qバリエーションも提供するようになりました。

RPL-1.0、RPL-3.0、RPL-5.0は、小型の3 x 3mm LGAパッケージにインダクタが内蔵されたパワーモジュールです。小型にもかかわらず、完全なパワーモジュールとなっており、入力と出力のMLCCコンデンサと2つの出力電圧設定抵抗だけで完全に機能する電源を構成できます。3Aおよび5Aバージョンでは、センス入力が出力トラックのI²R損失を補償します。また、全バージョンがイネーブルおよびパワーグッド接続を備えているため、分散電源アーキテクチャのアプリケーションでシンプルな電源レールのシーケンシングが可能です。内部LDOレギュレータは、プルアップまたは外部制御ロジックに適した固定3.3VDC/20mA出力を提供します。

より高電流のRPL-10とRPL-20は、コンパクトな7 x 7mm LGAパッケージにインダクタが内蔵されたパワーモジュールです。小型にもかかわらず、完全なパワーモジュールとなっており、いくつかの受動抵抗とコンデンサだけで完全に機能する電源を構成できます。RPL-10とRPL-20は、イネーブル接続、トラッキング接続、パワーグッド接続を備えているため、分散電源アーキテクチャのアプリケーションでのシンプルな電源レールのシーケンシングや、動作周波数および起動時間の調整が可能です。

RPLシリーズは、急激な負荷過渡に対する素早い反応を実現するコンスタントオンタイム制御と、出力安定性のための独立低速制御ループを組み合わせ、過渡応答を犠牲にすることなく正確な負荷レギュレーションを提供します。このため、マイクロコントローラー、無線機、パルス電流イメージングシステムなどの極めて動的な負荷への電力供給に特に適しています。

2mm x 2mm QFNパッケージのRPZ-0.5およびRPZ-1.0バージョンは、2.3V～5.5Vの入力電圧範囲に対応し、3.3Vまたは5Vの固定電源電圧や単一のリチウムイオンセルを使用できます。0.5Aまたは1Aの出力電圧は、2つの抵抗器を使用して0.6VDC～5.25VDCの範囲で設定できます。2.5mm x 3.5mm QFNパッケージのRPZ-2.0およびRPZ-3.0バージョンは、2.75V～6Vの入力電圧範囲に対応し、3.3Vまたは5Vの固定電源電圧や単一のリチウムイオンセルを使用できます。2Aまたは3Aの出力電圧は、2つの抵抗器を使用して0.6VDC～5.5VDCの範囲で設定できます。4 x 6mm QFNパッケージのRPZ-6.0バージョンは、最大7VDC、最小2.75VDCの入力電圧範囲に対応し、3.3Vまたは5Vの固定電源電圧や単一のリチウムイオンセルまたは6Vバッテリーを使用できます。6Aの出力電圧は、2つの抵抗器を使用して0.6VDC～6.65VDCの範囲で設定できます。

RPZシリーズの内部コントローラは、コンスタントオンタイム制御を使用して突然の負荷過渡に迅速に対応し、出力安定性のための独立した低速制御ループと組み合わせて、過渡応答を損なうことなく正確な負荷レギュレーションを提供します。このため、マイクロコントローラー、無線機、パルス電流イメージングシステムなどの動的負荷への電力供給に特に適しています。

RS12-ZシリーズのDC/DCコンバータは、オフ・プレーナートランステクノロジーと高度なパッケージング技術および熱設計を活用することで、SIP8パッケージでクラストップレベルの電力密度を実現しています。このシリーズは金属製のケースで高効率を特徴とし、最大負荷、対流冷却のみ（24V入力）で最高75℃まで12W動作可能です。業界標準のピンアウトはSIP8パッケージの3Wおよび6W部品との互換性があり、簡単に電源をアップグレードすることができます。EN 55032 EMCのクラスAまたはBを準拠するには、最小限の外部フィルタリングが必要です。また、出力トリム機能と入力低電圧ロックアウト、および連続短絡保護機能があります。

この部品は、複数の公称電圧をカバーし、広い入力範囲が必要なアプリケーションに最適です

これらのDC/DCコンバータには、RECOM独自の3Dパッケージング技術が使われています。カスタムプラスチック成形により制御基板は部品の上面に配置され、絶縁トランスをその下に取り付けることで全体のフットプリントを最小に抑えています。パッケージ高さはファミリーによって5.8～8.5mmとなっています。表面実装のリフロープロファイルが封入部品やモールド部品に厳しい場合に、オープンフレーム構造は特に価値があります。R1SXシリーズは100℃までの1Wで1出力、R1DXは2出力です。どちらの部品も3kV/1秒絶縁で安全認証済みです。R1ZXシリーズはR1SXと似ていますが、2kV/1秒絶縁の精密で低ノイズ出力のためのリニアレギュレータを備えています。R2SXシリーズは、75℃（ディレーティングありでは100℃）で2Wを供給し、3kV/1秒絶縁を実現します。

このパッケージの全てのデバイスは業界標準のピン互換で、バスアイソレータ、産業用制御装置、バッテリ管理システムでの使用に最適です。

ここまでは、非絶縁型コンバータについて説明してきました。安全機関の定格による絶縁が必要な場合、必要な沿面距離とクリアランス距離によって最小XまたはY寸法が定義されます。たとえば、主電源システムの電圧を使用する医療アプリケーションでは、2つの患者保護手段（2MOPP）の入力と出力の間に8mmの沿面距離が必要です。この最小パッケージ寸法を考えると、DVE SOIC-16リードフレームに電源および制御ICの内部ダイをワイヤボンディングし、従来の方法でオーバーモールドしたRECOM R05CT05Sのような従来のアプローチを採用できます。このDC/DCコンバータの変圧器は、独自の非常に薄型の平面型設計であり、5k VAC絶縁電圧と、強化された2MOPP絶縁を実現します。部品の全高はわずか2.65mmであり、他のすべてのSMTコンポーネントよりも低いため、カードタイプのアプリケーションに適しています。RECOM R05CT05Sは、外部イネーブル入力を持ったフルラインおよび負荷変動を提供します。５V入力および5Vまたは3.3V出力で500mWを供給し、重要な医療および産業アプリケーションの絶縁インターフェースへの電力供給に特に適しています。

超小型5 x 4mm x 1.2mm LGAパッケージの絶縁型SMD DC/DCコンバータRxxC1TFxxS入力電圧範囲は3.3Vと5Vレールの両方をカバーし、安定化され保護された出力は3.3Vまたは5Vでピン選択可能です。この部品は、3kVAC/1秒の絶縁を備え、ディレーティングなしで-40°C～+80°Cの広い周囲温度で動作します。完全に自動化された製造により、絶縁通信ポート、産業オートメーション、IoTアプリケーション、センサーの絶縁などの信頼性の高い産業アプリケーションに特に適しています。