Miniaturowe wymiary

Rysunek 4. przedstawia wykorzystanie powierzchni PCB przez zasilacz impulsowy MAXM17532. Dzięki pionowemu umieszczeniu cewki udało się zmniejszyć całkowitą powierzchnię komponentów do 14,3 mm². W porównaniu do układu scalonego przedstawionego na rys. 1, całkowita powierzchnia modułu uSLIC jest 2,25 razy mniejsza. W porównaniu do tradycyjnego modułu z rys. 2, różnica jest aż 3,3-krotna.

Rys. 4. Układ uSLIC MAXM17532 o napięciu wyjściowym 5 V i wydajności prądowej 100 mA – powierzchnia komponentów 14,3 mm²

Wysoka sprawność

Wykres na rys. 5. przedstawia wysoką sprawność układu MAXM17532 przy napięciu wyjściowym 5 V i różnych napięciach na wejściu. Pomimo małych rozmiarów przetwornica uzyskuje sprawność sięgającą 90%.

Rys. 5. Sprawność układu uSLIC MAXM17532

Wzmocniona konstrukcja zapewnia niski poziom interferencji

Schemat płytki PCB został zaprojektowany tak, aby zminimalizować długości ścieżek i wyeliminować pętle masy w celu ograniczenia emisji zaburzeń promieniowanych. Z kolei zastosowane kondensatory ceramiczne na wysokie częstotliwości eliminują zaburzenia przewodzone.

Rys. 6. Wykres emisji wypromieniowanej przez układ MAXM17532

Rysunek 7. przedstawia charakterystykę emisji przewodzonej, która bez trudu spełnia wymagania specyfikacji CISPR22 klasy B.

Rys. 7. Charakterystyka emisji przewodzonej układu MAXM17532

Wzmocniona struktura: odporność na upadek, wstrząsy i wibracje
Poza parametrami termicznymi, elektrycznymi i elektromagnetycznymi, istotne znaczenie w przypadku układów zasilania ma również odporność na obciążenie mechaniczne. Moduły uSLIC Himalaya są zgodne ze standardami JEDS22-B103/B104/B111 dotyczącymi odporności na upadek, wstrząsy i wibracje. Gwarantują one skuteczną pracę niezależnie od sposobu użycia czujników wykorzystywanych w trudnych warunkach w przemyśle, medycynie, obronności oraz w zastosowaniach użytkowych.

Układ dla większych prądów

Model Himalaya MAXM15462 zapewnia wyższą wydajność prądową równą 300 mA. Układ ten również mieści się w obudowie uSLIC o wymiarach 2,6 x 3,0 x 1,5 mm. Łączy on małe wymiary, wysoką sprawność oraz odporność na upadki, wstrząsy i wibracje zgodnie z normą CISPR 22.

Podsumowanie

Inteligentne czujniki przemysłowe stanowią wyzwanie pod względem dostarczenia dużej mocy przy wysokiej sprawności i minimalnym wydzielaniu ciepła. Jednocześnie ich implementacja nie powinna powodować dużego opóźnienia cykli projektowych. Typowe rozwiązanie w postaci zasilacza LDO nie zapewnia wystarczającej sprawności. Zintegrowana przetwornica jest zbyt duża i utrudnia implementację w projekcie, z kolei typowy zintegrowany moduł zajmuje zbyt dużo miejsca na płytce PCB.
Jednak zaprezentowane w tym artykule rozwiązanie pozwala zwiększyć możliwości układu zasilania za sprawą innowacyjnego, zminiaturyzowanego modułu zawierającego przetwornicę obniżającą napięcie. Cechuje się on wysokimi parametrami i łatwością implementacji. Moduły zasilania uSLIC MAXM17532 oraz MAXM15462 zapewniają wysoką sprawność i niski poziom interferencji elektromagnetycznych przy małych rozmiarach. Dzięki temu nadają się znakomicie do zasilania małych czujników wykorzystywanych w wielu różnych zastosowaniach.

Informacje dodatkowe

• Specyfikacja modułu zasilania MAXM15462 (4,5 – 42 V, 300 mA)
• Specyfikacja modułu zasilania MAXM17532 (4 – 42 V, 100 mA)
• Artykuł DS10: Jak uzyskać więcej mocy w małym czujniku, zachowując niską temperaturę
• Zasilacze impulsowe Himalaya

Autorzy

John Woodward jest dyrektorem odpowiedzialnym za produkty zarządzania zasilaniem w Maxim Integrated. Ma 18 lat doświadczenia w branży, z czego 10 poświęcił pracy w obszarze inżynierii i testów, natomiast 8 lat – w marketingu i biznesie, kierując zarządzaniem produktami. W firmie Maxim pracuje od ponad roku.

Nazzareno (Reno) Rosseti z Maxim Integrated jest doświadczonym profesjonalistą zajmującym się układami analogowymi i zarządzaniem zasilaniem. Publikuje i jest właścicielem kilku patentów związanych z elektroniką. Zdobył doktorat z inżynierii elektrycznej na włoskiej uczelni Politecnico di Torino.