1.簡介

以智能手機(jī)為首的便攜設(shè)備上搭載的半導(dǎo)體和電子部件，要求小型、低背化，隨著這些半導(dǎo)體部件的低電壓化、大電流化，推薦采用比調(diào)壓器產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率更好的DC/DC轉(zhuǎn)換器。

DC/DC轉(zhuǎn)換器通常由控制IC、線圈、電容器、電阻等構(gòu)成，因此與系列調(diào)節(jié)器相比，安裝面積變大，成為電路板成本增加的主要原因。而且，由于選定零件和電路板布局的好壞，經(jīng)常會引起電路誤工作和噪聲問題。

作為解決上述問題的產(chǎn)品，micro DC/DC轉(zhuǎn)換器備受矚目。micro DC/DC轉(zhuǎn)換器因?yàn)榱慵?shù)量少電路板布局簡單，噪聲也少與開發(fā)工期的縮短相連。

這次，我們將結(jié)合使用要點(diǎn)介紹micro DC/DC轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)品概要。

2.“micro DC/DC”轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

特瑞仕的“micro DC/DC”轉(zhuǎn)換器XCL系列以控制IC和線圈一體化的單一輸出開關(guān)調(diào)節(jié)器為中心。

封裝結(jié)構(gòu)是在考慮產(chǎn)品規(guī)格、IC、線圈、發(fā)熱（散熱性）等之后決定的。

每種封裝結(jié)構(gòu)都有優(yōu)缺點(diǎn)。（表1）

表1 micro DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

Structure Name

Pocket Type

Stack Type

Multiple Type

Cool Post Type

Drawing

Description

The IC is covered by the coil.

The IC is stacked on the coil.

The IC and coil are placed side-by-side.

The molded IC is stacked under the coil.

Features *

◎ Radiated noise
◎ Near magnetics field
△ Cost
◎ Mounting area
○ Large current
○ Heat dissipation

○ Radiated noise
△ Near magnetics field
◎ Cost
○ Mounting area
△ Large current
△ Heat dissipation

○ Radiated noise
○ Near magnetics field
○ Cost
△ Mounting area
◎ Large current
◎ Heat dissipation

○ Radiated noise
○ Near magnetics field
○ Cost
○ Mounting area
○ Large current
◎ Heat dissipation

Products

XCL101 (step-up)
XCL201/XCL202 (step-down)
XCL205/XCL206/XCL207 (step-down)

XCL208/XCL209 (step-down)

XCL211/XCL212 (step-down)
XCL213/XCL214 (step-down)

XCL225/XCL226 (step-down)
XCL230/XCL231 (step-down)

• Pocket Type
  IC的封裝和線圈貼合開關(guān)電流路徑變短，噪聲非常小。

• Stack Type
  IC芯片安裝在線圈上并用樹脂模制而成。因?yàn)榭梢允褂猛ㄓ玫木€圈，所以比較便宜。

• Multiple Type
  線圈和IC芯片并排放置的樹脂模具。IC和線圈的散熱性好，最適合大電流。

• Cool Post Type
  在樹脂模具內(nèi)貫通銅柱，將上部的線圈以低電阻、低熱阻與電路板連接的結(jié)構(gòu)。即使是疊加結(jié)構(gòu)，也實(shí)現(xiàn)了高效率、高散熱。

3.最適合低EMI的封裝結(jié)構(gòu)

為了充分發(fā)揮電子設(shè)備的性能，為了抑制噪聲的發(fā)生，從電路設(shè)計(jì)的階段開始“是否考慮了噪聲的設(shè)計(jì)”是很重要的。但是，盡管電源電路部分是噪聲的發(fā)源地，但部件選定還是在最后。如果電源電路的設(shè)計(jì)不好，無論使用多么高性能的IC和LSI，都不能最大發(fā)揮性能。

特瑞仕的“micro DC/DC”轉(zhuǎn)換器為了達(dá)成低EMI，實(shí)施了各種各樣的對策。

?采用漏磁通少線圈

?為“micro DC/DC”轉(zhuǎn)換器優(yōu)化線圈特性

?優(yōu)化DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作

?考慮電流路徑的Pin配置和構(gòu)造

3-1. EMI (Electromagnetic Interference)

比較了XC9236B18D和XCL206B183兩種產(chǎn)品的輻射噪聲。

Condition: VIN=3.7V, VOUT=1.8V, IOUT=200mA
圖1. XC9236B18D（fosc=3MHz）vs. XCL206B183（fosc=3MHz）輻射噪聲

XC9236（黑色波形）在50MHz到300MHz的范圍內(nèi)產(chǎn)生噪聲。另一方面，XCL206（綠色波形）的噪聲水準(zhǔn)非常低。像這樣，即使是相同的工作頻率，也會出現(xiàn)明顯的差異，因此micro DC/DC轉(zhuǎn)換器“XCL206”可以容易地解決容易向后旋轉(zhuǎn)的噪聲。

另外，與XCL206結(jié)構(gòu)相同的XCL202（fosc=1.2MHz）將工作頻率抑制得較低，因此噪聲更低。（參照<參考資料> EMI數(shù)據(jù)）

3-2. 附近磁場強(qiáng)度（Near Magnetics Field）

比較了XC9236B18D和XCL206B183兩種產(chǎn)品的附近磁場強(qiáng)度。

Condition: VIN=3.7V, VOUT=1.8V, IOUT=200mA
圖2.XC9236B18D（fosc=3MHz）vs.XCL206B183（fosc=3MHz）附近磁場強(qiáng)度

XC9236的頻率范圍為：50MH~300MHz，IC周邊呈環(huán)狀出現(xiàn)橙色和紅色。其中，可以確認(rèn)IC的GND端子附近產(chǎn)生了最強(qiáng)的噪聲。另外，線圈也能確認(rèn)黃色的環(huán)狀噪聲。由于線圈是簡易屏蔽型（樹脂中混合了鐵氧體粉末），因此可以認(rèn)為磁通泄漏被確認(rèn)為噪聲。另一方面，XCL206沒有橙色和紅色，產(chǎn)生的噪聲很少。

4.特瑞仕的“micro DC/DC”與一般穩(wěn)壓器使用方法相同

即使對開關(guān)電源沒有詳細(xì)的知識也可以使用“micro DC/DC”轉(zhuǎn)換器，使用方法與LDO相同。與使用LDO相比，可以大幅降低效率和發(fā)熱。

另外，由于主要周邊部件只有輸入容量和輸出容量，DC/DC轉(zhuǎn)換器可以配置成與LDO相當(dāng)?shù)男〕叽?。?0萬種現(xiàn)貨元器件，一件也發(fā)貨，來唯樣商城購正品~

4-1. 小型、低背

micro DC/DC轉(zhuǎn)換器只需要與串聯(lián)穩(wěn)壓器相同的電路板空間。與由分立部件構(gòu)成的傳統(tǒng)DC/DC轉(zhuǎn)換器相比，縮小了大約50%的安裝空間，也降低了電路板成本。（圖3）

圖3. 安裝面積比較

4-2. 效率和零件溫度

線性穩(wěn)壓器和“micro DC/DC”轉(zhuǎn)換器在功率轉(zhuǎn)換效率上有很大差異。（圖4）

圖4. XC6222 vs. XCL202功率轉(zhuǎn)換效率

例) XC6221 … 48% (@IOUT=100mA)
　 XCL202 … 87% (@IOUT=100mA)

根據(jù)這個(gè)效率的差，機(jī)器的電池驅(qū)動(dòng)時(shí)間出現(xiàn)很大的差。并且，這個(gè)效率差作為損失被IC自身熱轉(zhuǎn)換。（圖5）

XC6221（SOT-25封裝）?61.3°C（@Ta=23.4°C）
XCL202（CL-2025封裝）?36.3°C（@Ta=23.4°C）

圖5. XC6221 vs. XCL202表面溫度分布

<參考資料> EMI（Electromagnetic Interference）VIN=3.7V, VOUT=1.8V, IOUT=200mA

<參考資料> 附近磁場強(qiáng)度（Near Magnetics Field）VIN=3.7V, VOUT=1.8V, IOUT=200mA