DCR02系列—小型，2W隔离调节DC/DC转换器

特征

•UL1950认可

•DIP-18和SO-10包装

•55 W/in3（3.3 W/cm3）功率密度

•设备到设备的同步

•热保护

•1000 Vrms隔离

•400 kHz开关

•125适用于55°C
短路保护

•12−V，24−V输入

•5−V输出

应用

•使用点功率转换

•数字接口电源

•接地回路消除

•电源降噪

说明

DCR02系列是一系列高效率、输入隔离、输出调节的DC/DC转换器。除了2-W标称、电隔离输出功率能力外，该系列转换器还提供非常低的输出噪声和高精度。

DCR02系列采用标准模压设备包装，提供适合大批量组装的标准JEDEC轮廓。

DCR采用与标准设备包相同的技术制造，因此实现了非常高的可靠性。

典型特征

功能描述

概述

DCR02系列提供了从一个输入电压选择运行的不受调节的电源的隔离。该系列产品在额定输出功率为2W时提供各种调节输出电压。

功率级

输入电源以400 kHz（内部振荡器除以2）的频率斩波，用于驱动中心抽头环形变压器。

整改

变压器输出是全波整流和平滑的外部电容器连接到VREC。

调节器

内部低压差调节器在整个装置的工作范围内提供一个良好调节的输出电压。

振荡器和看门狗

DCR02使用一个内部锯齿发生器来提供用于驱动功率开关电路的800−kHz板载振荡器。振荡器的运行由看门狗监控，如果振荡器发生故障或同步管脚处于低电平（关机模式），看门狗会对输出驱动电路进行三种状态。当同步引脚返回高电平时，恢复正常工作。

同步

如果使用多个DCR02，则会产生拍频和其他电气干扰。这种干扰是由于转换器之间开关频率的微小变化造成的。DCR02通过允许设备彼此同步来克服这一点。通过将同步管脚连接在一起，可以同步多达八个设备，同时要注意尽量减少跟踪电容。

同步管脚上的大量杂散电容降低了内部振荡器的频率。如果这个减少量很大，DCR02可能会以其优化的操作参数取出，并且可能导致磁饱和，从而损坏设备。

如果设备是同步的，应该注意所有设备在启动时同时消耗最大电流。这会导致输入电压下降。如果低于最小输入电压，设备可能无法启动。低等效串联电阻（ESR）2.2−F陶瓷电容器应尽可能靠近设备输入引脚连接。

如果需要同步8个以上的设备，建议使用外部同步。本程序的详细信息包含在应用报告SBAA035中，DCP01/02系列DC/DC转换器的外部同步，可从以下网址下载www.ti.com。

结构

DCR02采用与标准IC封装相同的技术制造。包装内没有基板。DCR02由一个驱动IC、低压差稳压器、整流二极管和绕线磁环构成，所有这些都安装在一个引线框架上。DCR02不需要特殊的印刷电路板（PCB）组装加工，因为封装内没有焊料。其结果是一个具有固有高可靠性的隔离DC/DC变换器。

附加功能

禁用/启用

DCR02可以通过使用开漏CMOS门驱动同步管脚来禁用或启用。如果同步引脚拉低，则DCR02被禁用。失效时间取决于外部载荷。内部禁用功能在2μs内实现。移除下拉功能可启用DCR02。

同步管脚上的电容负载应最小化，以防止内部振荡器频率降低。有关如何消除同步管脚上附加电容的影响的信息，请参阅应用报告SBAA035。振荡器频率可以在VREC处测量，因为这是纹波分量的基频。

输出启用/禁用

通过将使能引脚拉低（将使能连接到0VOUT），可以禁用DCR02的调节输出。将使能引脚保持在高位（将使能连接到VREC）可启用调节输出电压，从而允许从隔离侧控制输出，如图3所示。

错误标志

只要内部调节器处于调节状态，DCR02有一个错误引脚，该引脚提供电源良好标志。

解耦

减少纹波

由于DMOS开关晶体管的正向电阻非常低，因此在短时间内对输入电源施加高电流需求。通过在IC电源输入引脚附近放置一个高质量的低ESR 2.2−F陶瓷电容器，可以将对电源的影响降至最低。

400kHz的高开关频率允许使用相对较小的电容值来过滤整流输出电压。高质量、低ESR的1μF陶瓷电容器靠近VREC引脚和输出地，可降低纹波。

不建议使用IC插座安装DCR02，因为这会降低性能。

在VREC的输出是全波整流和产生一个800千赫的纹波。

建议将0.1−F低ESR陶瓷电容器连接到靠近输出引脚和接地的位置，以降低输出噪声。列出的电容值为最小值。如果需要较低的纹波，陶瓷滤波电容器的值应增加到2.2μF。

注：与所有开关电源一样，只有将低ESR陶瓷电容器连接到各自的总线上，才能获得最佳性能。如果不使用低ESR陶瓷电容器，则当电容器向负载供电时，ESR会产生电压降。通常情况下，当低ESR较小的电容也能发挥作用时，通常会选择较大的电容器。

申请须知

DCR02单电压输出

如图3所示，DCR02可通过连接电路来提供单电压输出。对于正在使用的特定DCR02，错误输出信号被拉至VOUT值。RERR的值取决于误差线上的载荷；但是，误差线上的总载荷不得超过规范中给定的值。

通过将启用引脚连接到VREC引脚，可以永久启用输出。DCR02可通过上拉电阻器（REN）将启用引脚连接至VREC远程启用；该电阻的值对于DCR02来说并不重要，因为只有小电流流动。开关SW1可用于将使能引脚拉低，从而禁用输出。开关器件可以是双极晶体管、场效应晶体管或机械设备；它感测的主要负载是REN。

产生两个正输出电压

两个DCR02可用于创建两个+5−V输出电压，如图4所示。两个DCR02以自同步方式连接，从而将两个设备的振荡器锁定到一个频率。

错误和启用设施可用于单个DCR02的类似配置中。连接至VREC引脚（CFILTER）的滤波电容器应保持彼此独立，并与相应的DCR02紧密相连。如果使用类似的输出电压，不建议将两个VREC管脚连接在一起的单个滤波电容器（电容增大），因为这可能导致其中一个设备过载。

由两个自同步DCR02产生双极性电压

可配置两个DCR02以产生双极性电源（即±5 V）；电路必须按图5所示连接。

应注意两个DCR02均为阳性电压调节器；因此，误差管脚、使能管脚和VREC管脚与各自的装置有关，0 V，不得连接在一起。

PCB布局

波纹和噪音

应仔细考虑PCB的布局，以获得最佳结果。

DCR02是一种开关电源，因此可以对输入电源施加高峰值电流需求。为了避免电源在快速开关脉冲期间瞬间下降，应使用接地和电源平面来跟踪DCR02输入的功率；这也有助于降低电路上的噪声。如果这是不可能的，补给必须连接成一个星形，轨道尽可能宽。

如果使用同步管脚，设备同步管脚之间的跟踪应该很短，以避免杂散电容。如果不使用同步引脚，建议在该引脚周围放置一个保护环（连接至输入接地），以避免任何噪声拾取。

应使用地面和电源平面从设备获取输出。这样可以确保最小的损失。

一个高质量、低ESR的陶瓷电容器放置在尽可能靠近输入端的地方，以减少反射纹波，并确保平稳启动。

此外，一个高质量，低ESR陶瓷电容器放置尽可能靠近整流器输出端和输出地，也提供了最佳的纹波和噪声性能。

热管理

由于该设备的高功率密度，建议在输出端提供接地层。输出调节器安装在一个铜质引线框架上，接地板作为一个有效的散热片。