Simple Switcher: easy power module – by National Semiconductor

National Semiconductor, da tempo impegnata nella realizzazione di componenti per il Power Management, entra nel mercato dei moduli di potenza con l’ultima generazione della famiglia chiamata Simple Switcher.Simple Switcher: easy power module

National Semiconductor, da tempo impegnata nella realizzazione di componenti per il Power Management, entra nel mercato dei moduli di potenza con l’ultima generazione della famiglia chiamata Simple Switcher. La prima chiave di lettura che National usa per presentare questa famiglia è ‘ease-of-use‘, la facilità d’uso.

Un passo ulteriore

All’inizio c’erano i ‘controller‘. Richiedevano tutta una serie di componenti esterni: i MOSFET di potenza, l’induttanza e una manciata di passivi per completare il convertitore. Poi sono arrivati i ‘regolatori‘ che portavano a bordo i MOSFET di potenza, plurale perché la scelta è sempre stata verso le soluzioni sincrone che consentono efficienze più elevate (rispetto ad un solo MOSFET e al diodo di ricircolo). L’induttanza e la consueta manciata di passivi rimaneva fuori. E l’induttanza era, ed è, il componente più impegnativo. Non rimaneva che un ultimo passo per arrivare alla soluzione completa: un modulo che contenesse anche quest’ultima e i passivi rimanenti. Ovviamente rimangono fuori i voluminosi condensatori di filtro sull’ingresso e sull’uscita. Niente di particolarmente innovativo, il mercato offre già diverse soluzioni simili, però …
Ma andiamo con ordine e diamo una scorsa alle specifiche preliminari di uno dei tre dispositivi pronti dagli scaffali dei distributori

Il package

TO-PMOD 7 Pin (10,16 x 13,77 x 4,57 mm3); θJA = 20°C/W, θJC = 1.35°C/W

Molto simile al TO-263 e quindi decisamente più facile da maneggiare di quelli realizzati in package BGA. Anche in laboratorio si possono facilmente costruire prototipi di fortuna. Tutto incapsulato, non richiede trattamenti aggiuntivi per renderlo, per esempio, impermeabile. La base metallica esposta – unica – rende facile la realizzazione di fughe termiche verso il PCB sottostante. Da capire meglio i parametri relativi alla resistenza termica giunzione-ambiente e giunzione-case. Il silicio, a cui fa riferimento la temperatura di giunzione, non è l’unico a dissipare; anche l’induttanza può generare calore, ma è sicuramente il primo a generarne di più. Dobbiamo quindi fare riferimento ai test svolti da National che, nella comparazione con moduli della concorrenza messi nelle stesse condizioni di carico e ambientali, ha misurato temperature del corpo inferiori di 10/12 gradi.

Specifiche elettriche

– massima potenza totale di uscita di 20W
– corrente di uscita fino a 4A
– tensione di ingresso da 2,95V a 5,5V
– tensione di uscita da 0,8V a 5V
– accuratezza del ±2% a 2,5V di uscita (con regolazione di linea e carico da TJ = -40°C a 125°C)
– efficienza fino al 96%
Da notare l’operatività con temperature di giunzione fino a 125°C e l’efficienza particolarmente elevata.

Caratteristiche salienti

– induttanza schermata integrata
– possibilità di sequenze di accensione usando un soft start esterno,
– protezione contro le correnti di in-rush e guasti quali UVLO conto sull’uscita
– base metallica singola e pinout standard per un facile montaggio anche in produzione
– pin-to-pin compatibile con LMZ10503 (3A/15W max) e LMZ10505 (5A/25W max)
– inserito nel tool on-line WEBENCH® e Power Designer.
L’induttanza schermata e il design accurato fanno sì che il modulo sia caratterizzato da un basso livello delle emissioni EMI e risponda così allo standard EN55022 classe B.