Lorsque l’encombrement et le temps de conception sont limités dans des systèmes multi tensions, la solution est un circuit intégré régulateur continu/continu à sorties multiples. Pour des systèmes avec plus de contraintes d’encombrement et de temps, un système continu/continu compact à sorties multiples déjà fabriqué, qui comporte non seulement le circuit intégré régulateur, mais aussi les composants de support comme les inductances, les circuits de compensation, les condensateurs et les résistances, est une meilleure solution.

Régulateur à découpage double 4 A et régulateur 1,5 A VLDO à très faible chute de tension

Le LTM®4615 comporte trois régulateurs d’alimentation séparés dans un boîtier LGA pour montage en surface de 15 mm x 15 mm x 2,8 mm présenté en figure 1 : deux régulateurs continu/continu à découpage et un régulateur linéaire à très faible chute de tension (VLDO™). Les MOSFET, inductances, et les autres composants de support sont tous intégrés. Chaque alimentation peut être alimentée individuellement ou avec les autres pour constituer une conception à une entrée et trois sorties.

De plus, par rapport à la conception d’un circuit à trois sorties qui serait bien plus complexe, la tâche est facilitée avec l’utilisation d’un seul composant et l’implantation est aussi facile que la copie et le collage de l’implantation du boîtier du LTM4615. Un LTM4615 remplace jusqu’à 30 composants discrets par rapport à un circuit continu/continu à trois sorties de rendement élevé.

Les deux régulateurs à découpage, fonctionnant à une fréquence de découpage de 1,25 MHz, acceptent des tensions d’entrée de 2,35 V à 5,5 V et fournissent chacun une tension de sortie ajustable par résistance de 0,8 V à 5 V sous 4 A en régime permanent (5 A en pointe). Les tensions de sortie peuvent être asservies mutuellement ou à une autre source de tension. D’autres caractéristiques comprennent une faible ondulation de la tension de sortie et une faible dissipation thermique.

Le régulateur VLDO à tension d’entrée de 1,14 V à 3,5 V peut fournir un courant de sortie jusqu’à 1,5 A dans une plage de  tensions de sortie de 0,4 V à 2,6 V, également réglable par résistance. Ce régulateur VLDO a une faible chute de tension de 200 mV à la charge maximum. Ce régulateur peut être utilisé indépendamment, ou conjointement avec l’un des deux régulateurs à découpage pour créer une alimentation abaisseuse à rapport élevé de haut rendement et à faible bruit simplement en reliant la sortie d’un des régulateurs à découpage à l’entrée du régulateur VLDO.

Sorties multiples à faible bruit

Le LTM4615 peut fonctionner avec ses trois régulateurs à pleine charge tout en conservant un rendement maximum. Une conception typique du LTM4615 (Figure 2) pour une entrée 3,3 V et trois sorties voit l’entrée du VLDO attaquée par la sortie VOUT2. Le rendement de cette conception est indiqué en Figure 3.

Figure 2. LTM4615 à trois sorties : entrée 3,3 V, sorties 1,8 V (4 A), 1,2 V (4 A), 1,0 V (1,5 A)

Figure 2. LTM4615 à trois sorties : entrée 3,3 V, sorties 1,8 V (4 A), 1,2 V (4 A), 1,0 V (1,5 A)

 

Figure 3. Rendement du circuit de la figure 2, 1,8 V, 1,2 V et 1,0 V (VLDO)

Figure 3. Rendement du circuit de la figure 2, 1,8 V, 1,2 V et 1,0 V (VLDO)

Le LTM4615 est encapsulé avec des condensateurs céramique et des condensateurs de sortie supplémentaires ne sont nécessaires que pour une utilisation à pleine charge de 4 A et si l’impédance de la source d’entrée est compromise par des broches ou des pistes de circuit inductives longues. Le régulateur VLDO fournit une alimentation 1,0 V à très faible bruit parce qu’il est attaqué par la sortie 1,2 V du régulateur à découpage (VOUT2). La faible ondulation de la tension des trois sorties est indiquée en Figure 4.

Figure 4. Faible ondulation de la tension de sortie (Entrée 3,3 V)

Figure 4. Faible ondulation de la tension de sortie (Entrée 3,3 V)

Boîtier à dissipation thermique améliorée

Le boîtier LGA permet un refroidissement par les faces supérieure et inférieure. Cette conception utilise la face cuivrée du circuit imprimé pour évacuer la chaleur du composant dans la carte. En outre, on peut placer un refroidisseur sur la face supérieure du composant, comme un châssis métallique, pour utiliser la conductivité thermique. La dissipation thermique est bien répartie entre les deux régulateurs à découpage (Figure 5).

Figure 5. Vue de dessus en imagerie thermique du composant à pleine charge à température ambiante et sans ventilation. Les températures aux curseurs 1 et 3 indiquent une conductivité thermique équilibrée entre les  deux régulateurs à découpage. Entrée 3,3 V,  sorties 1,8 V (4 A) et 1,2 V (4 A).

Figure 5. Vue de dessus en imagerie thermique du composant à pleine charge à température ambiante et sans ventilation. Les températures aux curseurs 1 et 3 indiquent une conductivité thermique équilibrée entre les deux régulateurs à découpage. Entrée 3,3 V, sorties 1,8 V (4 A) et 1,2 V (4 A).

Asservissement (Suivi) de la tension de sortie

Une conception d’asservissement (Figure 6) permet de programmer la sortie (Figure 7) en utilisant le broches TRACK1 et TRACK2. La sortie du régulateur maître est divisée par un diviseur résistif externe identique à celui du diviseur de rétroaction du régulateur esclave sur la broche TRACK du régulateur esclave pour un asservissement correspondant.

D27-Fig6

3608 G03

Source: zellercom.com