DC-DC voedingsmodule

Zeer klein in afmeting, maar groot in stroom

De 12A Digital SlimLynx power modules zijn niet-geïsoleerde DC-DC converters die een uitgangsstroom tot 12 A kunnen leveren. Deze modules werken op een breed scala van ingangsspanning en geven een nauwkeurig geregelde uitgangsspanning van 0,45…5,5 Vdc, programmeerbaar via een externe weerstand en PMBus controle.

Net als alle elektronica moeten ook de voedingsschakelingen telkens kleiner worden. Met de komst van de schakelende voeding is de grote en zware transformator al verdwenen maar als het om grote stromen gaat, blijft toch het geheel relatief groot. General Electric heeft onlangs een module op de markt gebracht die een intelligente DC-DC-omzetter bevat goed voor een stroom van maximaal 12 A bij een uitgangsspanning die regelbaar is tussen 0,45 V en 5,5 V bij een ingangsspanning die mag liggen in het bereik 3…14,4 Vdc. Het meest opvallende is wel de afmetingen van de module (20,32 x 11,43 x 3,0 mm) en het feit dat hij digitaal te besturen is via een PMBus. Daarbij heeft hij een behoorlijk hoge efficiëntie en biedt 40% meer vermogen ten opzichte van vergelijkbare modules.
Juist de hoogte van de module van slechts 3 mm maakt dat deze heel gemakkelijk is toe te passen in situaties waar printen in een mezzaninestructuur toegepast worden. Door de geringe hoogte van de module, kunnen de printen veel dichter op elkaar geplaatst worden, hetgeen de totale ruimte-inname behoorlijk vermindert. Figuur 1 toont hiervan een fraai voorbeeld. Op elke print is een 12A SlimLynx module geplaatst en zoals te zien is, kunnen de printen met slechts een tussenafstand van ca. 5 mm gemonteerd worden.

Bijna alles intern
Kijken we naar het schema in figuur 2, dan valt op dat de module naast de gebruikelijke ontkoppel- en filtercondensatoren eigenlijk nagenoeg geen externe onderdelen nodig heeft.
De uitgangsspanning wordt met één enkele weerstand ingesteld. De weerstand in kΩ voor de gewenste uitgangsspanning is te berekenen met de formule Rtrim = 12/( Vout – 0,6). Voor een uitgangsspanning van 5 V moet Rtrim 2,727 kΩ zijn hetgeen helaas geen standaardwaarde is, maar met 2,7 kΩ komt u uit op een uitgangsspanning van 5,044 V hetgeen minder dan 1% boven de gewenste waarde ligt.
Het netwerk Rtune en Ctune is niet strikt noodzakelijk. Met het netwerk is het regelgedrag iets rustiger en worden pieken in de uitgangsspanning ten gevolge van belastingsvariaties wat beter weggeregeld.

Voor het complete artikel klik hier.

Voor de datasheet van de 12A Digital SlimLynx power module klik hier.