既滿足形狀小和厚度薄的要求,又能高效率地工作。
隨著手機等便攜式電子儀器日新月異地向高功能、小型化發展,對電子元器件的高集成度、小型化、超薄化要求也不斷提高。電源IC也不屬於例外,要求不斷向小型化進步。特別是用電池驅動時,如何有效地使用電池成為極其重要的課題,便攜式電子儀器必須具有小型化和高效率化共存的特性。
其中,DC/DC轉換器在高效率地轉換能量方面屬於有效的電源,但因為線圈必須具有磁飽和特性和防止燒毀的特性,使得實現超薄化較為困難。一般情況下隻得在成平面形狀的電路板上安裝IC、線圈及電容,這種解決方案不利於產品的小型化。
為了解決以上的問題,進行了以下幾種思考和設計。首先是在矽晶圓上形成線圈的方法,為了確保作為DC/DC轉換器時具有足夠的電感值,半導體工藝變得極為複雜,使得成本上升。實際上隻停留在高頻濾波器方面的應用。其次是把線圈和DC/DC轉換器IC封入一個塑料模壓封裝組件中的方法,因為隻是單純地裝入元器件縮小不了太多的安裝面積,不能帶來大程度的改善。
進而出現了不是平面地放置各種元器件,而是把包括IC的元器件疊在一起的設計方案,實際上也出現的幾種這樣的產品。但是這種方案要麼需要在線圈上印製布線用的圖案,要麼需要CSP(芯片尺寸級封裝)型IC,要麼在封裝IC時必須實施模壓工程,使得製作工程複雜,帶來了產生成本上升的課題。
micro DC/DC XCL205/XCL206/XCL207係列
此次開發的“micro DC/DC” XCL係列是把線圈裝載到定型產品DC/DC轉換器IC上方的簡單結構,在能縮小安裝面積的同時又確保各種特性的降壓DC/DC轉換器與線圈一體型IC。
為提供輸出電流(最大600mA)所需的元器件隻含2個電容,使安裝電路板的小型化成為可能。〈圖1〉因為結構簡單,具有不損失IC特性、使用現有成型產品即可進行生產的優點。
構結構極為簡單
為了簡化生產工程、XCL係列采用了把DC/DC轉換器與線圈製作成一體時,在線圈的中央部位形成凹入部位,把XC9235/XC9236/XC9237係列產品埋進凹入部位,然後粘接固定的簡單結構,解決了由複雜工程帶來的成本上升問題。〈圖2〉
此外,用此結構,可以把線圈上方的電極和IC引腳各自直接安裝到PCB上,在PCB的布局上實施DC/DC轉換器的布線。
實現了高1mm的超薄化
為了把線圈和DC/DC轉換器的總高度控製在1mm以內,DC/DC轉換器采用了新開發的封裝後高度隻有0.4mm的超薄型封裝組件(USP-6EL)。〈圖3〉
IC的特性保持不變
XCL205/XCL206/XCL207中使用了XC9235/36/37係列的DC/DC轉換器IC,其主要特長有工作電壓範圍2.0V~6.0V;輸出電壓在0.8~4.0V為止的範圍內能以0.05V分段調整;開關頻率3MHz;內置0.42ΩP溝道驅動晶體管及0.52ΩN溝道開關晶體管的同步整流方式。
工作模式可以從PWM控製(XCL205)、PWM/PFM自動轉換控製(XCL206)、手動轉換控製方式(XCL207)的3種類型中選擇。 實現了從輕負載到重負載的整個負載領域內高速響應和低紋波、高效率。並且待機時整個電路停止工作能把消費電流控製在1.0μA以下。此外內置了(電源)輸入欠壓鎖閉功能[UVLO(Under Voltage Lock Out)],當輸出電壓在1.4V以下時,強製停止內部驅動並關工作。〈圖4〉〈圖5〉
用途
瞄淮的市場包括手機、智能手機(Smartphone)、掌上電腦(PDA)、便攜式遊戲機、數碼相機、超便攜移動電腦(UMPC)、便攜式導航儀(PND)等,特別是需要高效率且對安裝元器件的面積要求嚴格的小型便攜式儀器。消費者封批類多功能化產品的需求年年升高,成長值得期待。
係列詳細信息
-
線圈一體型
-
線圈一體型
-
線圈一體型