Un regolatore a tre uscite in un package a montaggio superficiale da 15 mm × 15 mm × 2,8 mm sostituisce fino a 30 componenti discreti.
Il regolatore DC/DC a uscite multiple è la soluzione più adatta per i sistemi multitensione in cui lo spazio e il tempo di progettazione sono limitati. Per i sistemi con limiti maggiori in termini di spazio e tempo, la soluzione migliore è un sistema DC/DC a uscite multiple, compatto, precostruito che comprende non solo i regolatori, ma anche i componenti di supporto, tra cui induttori, circuiti di compensazione, condensatori e resistori.
DOPPI REGOLATORI VLDO DI COMMUTAZIONE DA 4 A E 1,5 A
L’LTM®4615 offre tre distinti regolatori di alimentazione in un package a montaggio superficiale LGA da 15 mm x 15 mm x 2,8 mm: due regolatori DC/DC di commutazione e un regolatore lineare VLDO™ a bassissimo drop-out (Figura 1).
Figura 1: tre circuiti DC/DC in un solo package
MOSFET, induttori e altri componenti di supporto sono incorporati. Gli alimentatori possono essere alimentati singolarmente o insieme in modo da formare un progetto a ingresso singolo e tre uscite. Inoltre, ai fini di una progettazione dei circuiti a tre uscite altrimenti complessa, il compito viene facilitato facendo il progetto con un solo dispositivo, mentre il layout viene copiato e incollato da quello del package dell’LTM4615. Un solo LTM4615 sostituisce fino a 30 componenti discreti, rispetto a un circuito DC/DC a tre uscite ad alta efficienza. I due regolatori di commutazione, che hanno una frequenza di commutazione di 1,25 MHz, accettano tensioni in ingresso comprese tra 2,35 V e 5,5 V e ognuno fornisce una tensione in uscita compresa tra 0,8 V e 5 V, con una corrente continua di 4 A (picco 5 A). Le tensioni in uscita possono effettuare il tracking tra loro o su un’altra sorgente di tensione. Tra le altre funzioni figurano basso ripple della tensione in uscita e bassa dissipazione termica. La tensione in ingresso del regolatore VLDO (da 1,14 V a 3,5 V) può fornire fino a 1,5 A di corrente in uscita con un range regolabile compreso tra 0,4 V e 2,6 V, anche mediante resistore. Il regolatore VLDO ha un basso drop-out di 200 mV con carico massimo e può essere usato da solo o insieme a uno dei due regolatori di commutazione in modo da creare un alimentatore step-down ad alta efficienza e basso rumore; basta collegare una delle uscite del regolatore di commutazione all’ingresso del regolatore VLDO.
PIÙ USCITE A BASSO RUMORE
L’LTM4615 è in grado di operare con i tre regolatori a pieno carico e mantenere un rendimento ottimale. Un tipico progetto LTM4615 (Figura 2) per 1-3 ingressi da 3,3 V prevede che l’ingresso VLDO sia gestito da VOUT2.
Figura 2: LTM4615 a tre uscite: ingresso 3,3 V, uscite a 1,8 V (4 A), 1,2 V (4 A), 1,0 V (1,5 A)
Il rendimento di questo progetto è indicato nella Figura 3.
Figura 3: rendimento del circuito nella figura 2, 1,8 V, 1,2 V e 1,0 V (VLDO)
L’LTM4615 è dotato di condensatori ceramici interni, mentre altri condensatori di uscita servono solo con un pieno carico di 4 A e se l’impedenza della fonte in ingresso è compromessa da conduttori induttivi o tracce lunghe. Il regolatore VLDO ha un’alimentazione a 1,0 V a rumore molto basso in quanto è gestito dall’uscita del regolatore di commutazione a 1,2 V (VOUT2). Il basso ripple della tensione in uscita delle tre uscite è indicato nella Figura 4.
Figura 4: basso ripple della tensione in uscita (ingresso 3,3 V)
PACKAGE CON FUNZIONALITÀ TERMICHE AVANZATE
Il package LGA consente la dissipazione del calore sia dall’alto sia dal basso. Il progetto utilizza il layout in rame del PCB per evacuare il calore dalla parte e nella scheda, è possibile sistemare un dissipatore di calore nella parte superiore del dispositivo, ad esempio un telaio in metallo, per favorire la conduttività termica. La dissipazione termica è perfettamente bilanciata tra i due regolatori di commutazione (Figura 5).
Figura 5: vista dall’alto imaging termico dell’unità a pieno carico a temperatura ambiente, senza circolazione d’aria. Le temperature uniformi (cursori 1 e 3) indicano una conduttività termica equilibrata tra i due regolatori di commutazione. Ingresso 3,3 V, uscite a 1,8 V (4 A) e 1,2 V (4 A)
TRACKING DELLA TENSIONE IN USCITA
Si può programmare un design (Figura 6) e un’uscita per il tracking usando i pin TRACK1 e TRACK2. Dividere l’uscita del regolatore master con un partitore resistivo esterno che è uguale al partitore di feedback del regolatore slave sul pin TRACK dello slave per il tracking coincidente.
Figura 6: design tracking tensione in uscita VOUT2 (1,2 V) segue VOUT1 (1,8 V)
