RECOM R-78XX系列低功耗電源轉換器應用指南

以前,低功率穩壓通常使用線性穩壓器,只要輸入和輸出電壓之間的壓差不是太大,他們相對低的效率還是可接受的。但是,如果輸入電壓不穩定,那么輸入電壓和輸出電壓差值可能會比較大,這會導致更大的內部損耗,更低的效率以及更高的工作溫度。現在,Recom的R-78xx系列給出了一個從根本上解決問題的答案,在許多應用中與傳統的線性穩壓器相比非隔離DC/DC變換器R-78xx系列有很多的優點。

R-78xx系列按不同的使用特性分成多個小系列,所有SMD和SIP系列的工作環境溫度都達到85℃,輸入電壓范圍為4.5-34 V。

1.R-78xx-0.5系列的3個引腳的SIP封裝:

其引腳排列和間距與78xx線性穩壓器一致,它的元件密度極高,能提供高效率(最大97%)的最大輸出電流為500mA的輸出。它的輸出電壓覆蓋通用標準的1.5v-15v,其外部尺寸僅為11.5 x 7.6 x 10.2 mm,因此可以被用作直接降壓來替換傳統的78xx線性穩壓器,并且因為效率的提高,R-78xx-0.5系列可省掉78xx所需的散熱片和放置散熱片的PCB板空間。

2.R-78xx-0.5的SMT（表面貼片技術）版本:

提供輸入和輸出電壓與SIP（單列直插式封裝）版本一樣,但附加了一個ON/OFF引腳,使得穩壓器可以工作在待機模式,待機電流一般值為20μA(最大值為35μA ),這使其在電池供電等對功耗要求非常嚴格的應用中具有許多優勢。另外,其輸出電壓可調,使許多高規格電源供應器的設計得以簡化。SMD（表面貼片器件）的封裝為高9mm的10-pin雙列封裝。

R-78xx-1.0系列成員也分成我們上面提到的兩種封裝形式,即SIP和SMD,它提供的輸出電流為1000mA。且其物理尺寸和工作環境溫度范圍與R-78xx-0.5的SIP和SMD系列一致,但輸入最大電壓降為18V,輸出電壓限制最大值為5V。

當能量來源于手邊的各類蓄電池、由 UltraCaps（制動能量存儲器采用的一種最新的高效電容器技術）或者能源可轉換系統提供的汽車電池的時候,輸入電壓會高度的變化。由于R-78xx 系列能提供極寬輸入電壓范圍,因此很多革命性的新應用隨之出現了。以下就是其中的一些例子：

（在下面的應用中,為使線路更加簡潔,省略了退偶電容）

圖1：具有低紋波和低噪聲的穩壓器

圖1所示的應用是輸出非常低紋波和高效率的線路,兩類特性良好的穩壓器用得恰到好處。首先,輸出可調的穩壓器R-78A5.0-0.5SMD高效地降低了輸入電壓Ue,使得其僅高于LDO線性穩壓器輸出要求的穩定電壓Ua所需的最小電壓。其次,LDO輸出0.5 A電流要求的典型輸入輸出壓差為150-300 mV,R1和R2用來設置所需的輸出電壓值。R-78A5.0-0.5SMD的低噪音輸出使得LDO能夠快速穩壓,并把紋波控制在20mVp-p。這個線路非常適合于敏感的傳感器或摸數轉換/數模轉換應用。即使算上通過LDO到地漏掉的電流,這個線路仍然具有86%的整體效率。

圖2：逆向IBA（內部總線結構）

一個類似于圖2的大家所熟悉的用于大功率電源的線路便是“內部總線結構”,簡稱為IBA。IBA拓撲結構用隔離變換器把主供應電壓降為內部總線電壓,然后,利用多個非隔離負載點（ni POL）轉換器再次作 dc/dc 轉換,直至最終所需的電路電壓。這個原理顯著的提高效率及降低整體成本。