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工業(yè)傳感器供電應(yīng)該采用哪種穩(wěn)壓器?


時間:2018-10-09 編輯:夏禪
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現(xiàn)代工廠都采用自動化系統(tǒng),依靠整個工廠范圍內(nèi)的許多傳感器提供的反饋信息來保持高生產(chǎn)率。這些公司采用數(shù)字現(xiàn)場總線來匯總傳感器收集的大量數(shù)據(jù)。傳感器收集的數(shù)據(jù)越多,系統(tǒng)的適應(yīng)性和操作性就越好。

因此,采用現(xiàn)場總線連接的現(xiàn)代工業(yè)傳感器必須以更快和更精確的速率來檢測信號,并將該信息作為與傳統(tǒng)模擬信號相對的數(shù)字信號輸出。這一功能要求傳感器使用功率更大的處理器。此外,由于工廠中此類傳感器的數(shù)量更多,因此形狀因數(shù)變小。功率的增大以及形狀因數(shù)的變小迫使工廠擯棄成熟的線性穩(wěn)壓器方案,轉(zhuǎn)而采用開關(guān)穩(wěn)壓器方案。

而采用開關(guān)穩(wěn)壓器又產(chǎn)生了新的挑戰(zhàn)。由于電感器要求使用額外的區(qū)域,因此開關(guān)穩(wěn)壓器形狀因數(shù)較大。必須考慮穩(wěn)壓器開關(guān)頻率與測量信號頻率之間的關(guān)系。

因此,轉(zhuǎn)換器的布局更加關(guān)鍵。設(shè)計不良的開關(guān)穩(wěn)壓器會提高本底噪聲,并產(chǎn)生不必要的電磁兼容性(EMC),將會干擾小型信號的檢測。

幸運的是,我們目前提供了集成電感器DC/DC開關(guān)穩(wěn)壓器,可以最大限度地減少此類挑戰(zhàn)。電感器的集成不僅減小了開關(guān)節(jié)點的面積,還可以更輕松地實現(xiàn)最佳布局。新型DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率顯著提高,因此可以使用小型片式電感器和陶瓷電容器,使得DC/DC轉(zhuǎn)換器成為外形最小的選擇。

新型LMZM23601電源模塊將DC/DC轉(zhuǎn)換器、電感器、Vcc濾波電容器和升壓電容器集成到一個3mm*3.8mm*1.6mm的封裝中。這樣可以處理最高36V的輸入電壓,并將電壓從15V降至2.5V(固定5V3.3V可選),同時輸出電流高達(dá)1A。如圖1所示,占用最小的板內(nèi)空間實現(xiàn)完整的1A解決方案。





LMZM23601與傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器方案相比較,來滿足現(xiàn)場變送器應(yīng)用的以下要求:

·輸入電壓:10V30V,公稱24V

·輸出電壓:3.3V

·輸出電流:35mA

·溫度范圍:環(huán)境溫度-40°C85°C

·板面積:4mm*4.5mm

如表1所示,與微型小外形封裝(MSOP)8相比,LMZM23601具有封裝面積和熱能方面的優(yōu)勢。注意:表1中規(guī)定的 R?JA僅供比較參考,鑒于板空間和銅排有限,在實際傳感器應(yīng)用中,該值會更高。聯(lián)合電子設(shè)備工程委員會(JEDEC)或評估模塊(EVM)計算了數(shù)據(jù)表中的典型R?JA值。例如,LMZM23601 45°C/WR?JA是基于一塊30mm*30mm的雙層電路板計算出來的。





如表2所示,線性穩(wěn)壓器功耗為(24V-3.3V) x 35mA 約等于0.93W功率, 而LMZM23601功耗僅為0.116W。 MSOP-8封裝線性穩(wěn)壓器的溫度上升使得結(jié)溫高于125℃的標(biāo)準(zhǔn)集成電路(IC)結(jié)溫,而根據(jù)45°C/W R?JA,LMZM23601的結(jié)溫為90°C。即使將R?JA乘以系數(shù)5,得到的Tj最大值仍然低于該結(jié)溫。

關(guān)鍵詞:傳感器 穩(wěn)壓器 信號檢測    瀏覽量:5385

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