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Ideal für große Lasten bis 1 A:
Synchroner DC/DC Step-Down Schaltregler von ABLIC

Der S-19915A/B von ABLIC ist ein DC/DC Step-Down-Converter, der speziell für raue Umgebungen in der Automobil- und Industriebranche entwickelt wurde.

Mit einem Eingangsspannungsbereich von 4 V bis 36 V und einer Spitze bis zu 45 V ist er vielseitig einsetzbar. Der Wandler bietet eine hohe Zuverlässigkeit, einen Wirkungsgrad und spart dabei Kosten und Platz im Schaltreglerdesign.

Die Spread-Spectrum-Takterzeugung im S-19915A/B reduziert leitungsgebundene Störungen um etwa 33 %. Das minimiert EMV-Maßnahmen im Schaltungsdesign und spart so Kosten und Platz auf der Leiterplatte.

Eingangsspannungsbereich und Loaddump-Festigkeit

Der Eingangsspannungsbereich von 4 V bis 36 V deckt die wichtigsten Spannungslagen in Industrie und Automotive von 24 V über 15 V und 12 V ab. Der Step-Down Wandler ist AEC-Q100 qualifiziert, stellt einen Laststrom von bis zu 1 A bereit und kann einem Lastabwurf (Load Dump) von bis zu 45 V widerstehen.  Die Betriebstemperatur darf  dabei im Bereich von – 40 °C bis 125 °C liegen. Er verfügt über einen Enable Pin und eine Soft-Start-Funktionalität mit fester Zeitkonstante t_SS = 5,8 ms (typ.).

Verbesserte EM-Verträglichkeit

Die im S-19915A/B zum Einsatz kommende Spread-Spectrum-Takterzeugung reduziert die leitungsgebundenen Störungen des mit 2,2 MHz getakteten Reglers um ca. 33 % (1/3). Erforderliche EMV-Maßnahmen im Schaltungsdesign entfallen oder werden auf ein Minimum reduziert.

Performance / Wirkungsgrad h / 100 % - Duty - Cycle

Ein wichtiger Aspekt bei der Energieausnutzung ist der Wirkungsgrad h bei geringsten Lastströmen. Ein Blick in die sog.  Performance Curve (Abb. 4:) zeigt, dass die S-19955A/B-Serie, dank der Puls–Frequenz-Modulation, bereits bei geringsten Lastströmen (im ein- bis zweistelligen  mA–Bereich) bereits Wirkungsgrade von ³ 70 % erreicht.

Dank der 100 % - Duty-Cycle-Fähigkeit, kann der Regler den H-Side-MOSFET komplett durchsteuern. Dies ist insbesondere bei Applikationen hilfreich, bei denen die Differenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung sehr gering ist.

Bauraumbedarf - Layout

Die durchdachte Pinbelegung, die Schaltfrequenz von f_SW = 2,2 MHz, und  die Synchron-Topologie sorgen für ein unkompliziertes und zügiges Leiterplattenlayout auf engstem Raum. Die bereits erwähnte Spread-Spectrum-Technologie trägt im direkten Vergleich mit konventionellen Reglern zu einer verbesserten EM-Verträglichkeit und Bauteileinsparungen.

Der interne Low-Ripple-Circuit  trägt ebenfalls zur Kosten- und Bauraumminimierung bei, da durch dieses Leistungsmerkmal, - bei gleichem Ripple, auf Kondensatoren kleinerer Kapazität und Baugröße zurückgegriffen werden kann.  Aus der Abbildung wird ersichtlich, dass bei einer Ausgangsrestwelligkeit < 10 mV die Kapazität um die Hälfte reduziert werden kann, vergleicht man S-19915 mit einem konventionellen Schaltregler ohne Low-Ripple-Circuit.

Je nach Missionsprofil lassen sich mit der S-19915A/B-Serie bereits extrem kleine Lösungen auf kleinster Fläche realisieren.

ABLIC empfiehlt in der BOM u.a. die AECQ-200 qualifizierten Dünnfilm-Leistungs-Induktivitäten der Serie TFM322512 aus dem Hause TDK. Die maximale Bauhöhe bei einer Spannungsfestigkeit von bis zu 40 V  beträgt lediglich 1,2 mm.

ABLIC bietet den S-19915 in zwei Varianten an, die sich in ihrem Kurzschluss-Verhalten unterscheiden: S-19915A (Hiccup-Control) und S-19915B (Latch-Control).
Beide Varianten sind im platzsparendem HTMSOP-8-Package oder HSNT-8-Package (2030) erhältlich. Beide Gehäuse verfügen über ein E-Pad zur besseren Anbindung und Kühlung über die Leiterplatte.

Technische Daten:

• Eingangsspannung von 4,5 V bis 36 V
• Lastabwurf-Festigkeit (Loaddump) 45 V
• Temperaturbereich von - 40 °C bis 125 °C AEC-Q100 qualifiziert
• Ausgangsstrom bis zu 1 A
• Ausgangsspannung - einstellbar von 2.5 V bis 12 V
• Schaltfrequenz f_SW = 2.2 MHz (typ.)
• Spread Spectrum verbessert die EMV
• 100 % Duty-Cycle - Betrieb
• Effizienz ɳ à 60 % @ I_L =2 mA bis 91 % @ I_L = 600 mA
• Enable-Pin
• Soft-Start t_SS = 5,8 ms (typ.)
• Interne Kompensation
• PFM @ light Load
• Kompakte Gehäuse mit E-Pad zur besseren Entwärmung
  • HTMSOP-8-Package
  • HSNT-8-Package (2030)
• Geringer Beschaltungsaufwand
• Schutzschaltungen gegen:
  Unterspannung (UVLO) 3,35 V (typ.)
  Übertemperatur OT - TSD @ typ. 170 °C, Release 150 °C T_HYS= 20 K
  Kurzschluss I_SHORT:
  • S-19915A – Hiccup-Ctrl
  • S-19915B – Latch-Ctrl

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Für die Ausgangsspannungen V_OUT = 3.3 V, 5 V und 12 V stellen wir Ihnen gerne unser Demoboard für Referenzdesigns zur Verfügung.