RECOM R-78XX系列低功耗电源转换器应用指南

以前,低功率稳压通常使用线性稳压器,只要输入和输出电压之间的压差不是太大,他们相对低的效率还是可接受的。但是,如果输入电压不稳定,那么输入电压和输出电压差值可能会比较大,这会导致更大的内部损耗,更低的效率以及更高的工作温度。现在,Recom的R-78xx系列给出了一个从根本上解决问题的答案,在许多应用中与传统的线性稳压器相比非隔离DC/DC变换器R-78xx系列有很多的优点。

R-78xx系列按不同的使用特性分成多个小系列,所有SMD和SIP系列的工作环境温度都达到85℃,输入电压范围为4.5-34 V。

1.R-78xx-0.5系列的3个引脚的SIP封装:

其引脚排列和间距与78xx线性稳压器一致,它的元件密度极高,能提供高效率(最大97%)的最大输出电流为500mA的输出。它的输出电压覆盖通用标准的1.5v-15v,其外部尺寸仅为11.5 x 7.6 x 10.2 mm,因此可以被用作直接降压来替换传统的78xx线性稳压器,并且因为效率的提高,R-78xx-0.5系列可省掉78xx所需的散热片和放置散热片的PCB板空间。

2.R-78xx-0.5的SMT（表面贴片技术）版本:

提供输入和输出电压与SIP（单列直插式封装）版本一样,但附加了一个ON/OFF引脚,使得稳压器可以工作在待机模式,待机电流一般值为20μA(最大值为35μA ),这使其在电池供电等对功耗要求非常严格的应用中具有许多优势。另外,其输出电压可调,使许多高规格电源供应器的设计得以简化。SMD（表面贴片器件）的封装为高9mm的10-pin双列封装。

R-78xx-1.0系列成员也分成我们上面提到的两种封装形式,即SIP和SMD,它提供的输出电流为1000mA。且其物理尺寸和工作环境温度范围与R-78xx-0.5的SIP和SMD系列一致,但输入最大电压降为18V,输出电压限制最大值为5V。

当能量来源于手边的各类蓄电池、由 UltraCaps（制动能量存储器采用的一种最新的高效电容器技术）或者能源可转换系统提供的汽车电池的时候,输入电压会高度的变化。由于R-78xx 系列能提供极宽输入电压范围,因此很多革命性的新应用随之出现了。以下就是其中的一些例子：

（在下面的应用中,为使线路更加简洁,省略了退偶电容）

图1：具有低纹波和低噪声的稳压器

图1所示的应用是输出非常低纹波和高效率的线路,两类特性良好的稳压器用得恰到好处。首先,输出可调的稳压器R-78A5.0-0.5SMD高效地降低了输入电压Ue,使得其仅高于LDO线性稳压器输出要求的稳定电压Ua所需的最小电压。其次,LDO输出0.5 A电流要求的典型输入输出压差为150-300 mV,R1和R2用来设置所需的输出电压值。R-78A5.0-0.5SMD的低噪音输出使得LDO能够快速稳压,并把纹波控制在20mVp-p。这个线路非常适合于敏感的传感器或摸数转换/数模转换应用。即使算上通过LDO到地漏掉的电流,这个线路仍然具有86%的整体效率。

图2：逆向IBA（内部总线结构）

一个类似于图2的大家所熟悉的用于大功率电源的线路便是“内部总线结构”,简称为IBA。IBA拓扑结构用隔离变换器把主供应电压降为内部总线电压,然后,利用多个非隔离负载点（ni POL）转换器再次作 dc/dc 转换,直至最终所需的电路电压。这个原理显著的提高效率及降低整体成本。