現(xiàn)代工廠都采用自動化系統(tǒng)，依靠整個工廠范圍內(nèi)的許多傳感器提供的反饋信息來保持高生產(chǎn)率。這些公司采用數(shù)字現(xiàn)場總線來匯總傳感器收集的大量數(shù)據(jù)。傳感器收集的數(shù)據(jù)越多，系統(tǒng)的適應性和操作性就越好。



因此，采用現(xiàn)場總線連接的現(xiàn)代工業(yè)傳感器必須以更快和更精確的速率來檢測信號，并將該信息作為與傳統(tǒng)模擬信號相對的數(shù)字信號輸出。這一功能要求傳感器使用功率更大的處理器。此外，由于工廠中此類傳感器的數(shù)量更多，因此形狀因數(shù)變小。功率的增大以及形狀因數(shù)的變小迫使工廠擯棄成熟的線性穩(wěn)壓器方案，轉而采用開關穩(wěn)壓器方案。



而采用開關穩(wěn)壓器又產(chǎn)生了新的挑戰(zhàn)。由于電感器要求使用額外的區(qū)域，因此開關穩(wěn)壓器形狀因數(shù)較大。必須考慮穩(wěn)壓器開關頻率與測量信號頻率之間的關系。



因此，轉換器的布局更加關鍵。設計不良的開關穩(wěn)壓器會提高本底噪聲，并產(chǎn)生不必要的電磁兼容性（EMC），將會干擾小型信號的檢測。



幸運的是，我們目前提供了集成電感器 DC/DC 開關穩(wěn)壓器，可以最大限度地減少此類挑戰(zhàn)。電感器的集成不僅減小了開關節(jié)點的面積，還可以更輕松地實現(xiàn)最佳布局。新型 DC/DC 轉換器的開關頻率顯著提高，因此可以使用小型片式電感器和陶瓷電容器，使得 DC/DC 轉換器成為外形最小的選擇。



新型 LMZM23601 電源模塊將 DC/DC 轉換器、電感器、Vcc 濾波電容器和升壓電容器集成到一個3mm*3.8mm*1.6mm 的封裝中。這樣可以處理最高36V 的輸入電壓，并將電壓從15V 降至2.5V（固定5V 和3.3V 可選），同時輸出電流高達1A。如圖1所示，占用最小的板內(nèi)空間實現(xiàn)完整的1A 解決方案。

 

將 LMZM23601 與傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器方案相比較，來滿足現(xiàn)場變送器應用的以下要求：

· 輸入電壓：10V 至30V，公稱24V

· 輸出電壓：3.3V

· 輸出電流：35mA

· 溫度范圍：環(huán)境溫度-40°C 至85°C

· 板面積：4mm*4.5mm



如表1所示，與微型小外形封裝（MSOP）8相比，LMZM23601具有封裝面積和熱能方面的優(yōu)勢。注意：表1中規(guī)定的  R?JA 僅供比較參考，鑒于板空間和銅排有限，在實際傳感器應用中，該值會更高。聯(lián)合電子設備工程委員會 (JEDEC) 或評估模塊（EVM）計算了數(shù)據(jù)表中的典型 R?JA 值。例如，LMZM23601 45°C/W 的 R?JA 是基于一塊 30mm*30mm 的雙層電路板計算出來的。

 

圖 2：3.3V 輸出下 LMZM23601EVM 的輸出紋波

 

 

圖 3：帶二級濾波器的 LMZM23601



 

圖 4：帶二級濾波器的 LMZM23601輸出電壓紋波