特点
•1000 Vrms隔离（运行）
•UL1950认可组件
•53 W/in3（3.3 W/cm3）功率密度
•10针PDIP和12针SOP包
•设备间同步
•热保护
•400 kHz开关
•在55℃下适合125个
•±10%输入范围
•短路保护
•5-V、12-V和24-V输入
•3.3-V和5-V输出
•高效
应用
•使用点功率转换
•数字接口电源
•接地回路消除
•电源噪音降低
说明
DCR01系列是一系列高效率、输入隔离、输出可调的DC-DC转换器。除了1W的标称电流隔离输出功率能力外，此范围的DC-DC还提供非常低的输出噪声、热保护和高精度。
这种功能和小尺寸的结合使得DCR01系列设备适用于广泛的应用，并且在需要信号路径隔离的应用中是一种易于使用的解决方案。
（1）、有关所有可用的软件包，请参阅数据表末尾的可订购附录。
典型特征
当TA=25°C时，+VS=标称值，IO=10毫安，CIN=2.2μF，CFILTER=1μF，COUT=0.1μF（除非另有说明）。
详细说明
概述
DCR01系列电源模块提供了与可选择输入电压的稳压电源的隔离。DCR01s在1W或以上的额定输出功率下提供可调节的3.3-V或5-V输出电压。DCR01装置包括一个内置于装置内部的低损耗线性稳压器，以实现良好的调节输出电压。DCR01设备仅用于操作隔离。电路设计采用先进的BiCMOS/DMOS工艺。
功能框图
特征描述
隔离
保险商实验室™，定义了现代电源中使用的几种隔离类型。
安全特低电压（SELV）由UL（UL1950 E199929）定义为二次电路，该二次电路的指定和保护使在正常和单一故障条件下，任何两个可接近部件之间或可接近部件与设备接地端子之间的电压不超过稳态42.4 VRMS或60 VDC峰值。
操作或功能隔离
DCR01产品中使用的隔离类型称为操作或功能隔离。变压器施工中使用的绝缘线作为主要的隔离屏障。高电位（hipot）、1秒持续时间试验（介电电压、耐受试验）是一种生产试验，用于验证隔离屏障是否正常工作。具有操作隔离的产品不得用作安全隔离系统的元件。
基本或增强隔离
基本或增强隔离由电源一次和二次电路之间指定的爬电和间隙限制定义。基本隔离是指在变压器结构中除了使用绝缘导线外，还使用隔离屏障。输入和输出电路也必须按指定的距离进行物理隔离。
注意
DCR01产品不提供基本或增强的隔离。
工作电压
对于具有操作隔离的设备，正常操作时可施加在设备上的连续工作电压必须小于42.4 VRMS或60 VDC（SELV限制）。
如果预期装置在隔离栅上持续施加超过42.4 VRMS或60 VDC的电压时能正常工作，则必须将隔离栅两侧的电路视为在不安全电压下运行，根据安全标准要求，进一步的隔离或绝缘系统必须在这些电路和任何用户可接近的电路之间形成屏障。
隔离电压额定值
术语Hipot测试、闪光测试、耐受电压、验证电压、介电耐受电压和隔离测试电压都是与同一事物相关的术语；在设计用于提供电气隔离以验证该隔离完整性的组件上施加指定时间的测试电压。TI的DCR01系列DC-DC转换器均在1kVac下进行1秒100%生产测试。
重复高压隔离试验
根据材料、结构和环境的不同，对屏障组件进行重复的高压隔离测试会降低隔离能力。DCV01系列DC-DC转换器具有环形、漆包线、线隔离变压器，一次绕组和二次绕组之间无附加绝缘。虽然一个装置可以承受几倍于规定的试验电压，但绝缘能力取决于导线绝缘。任何材料，包括这种搪瓷（通常是聚氨酯），在承受非常高的外加电压时都容易发生最终的化学降解。因此，严格限制高压试验次数和重复高压隔离试验次数。但是，如果绝对需要，将电压从规定的试验电压降低20%，每次试验的持续时间限制为1秒。
功率级
DCR01系列设备采用推挽、中心抽头拓扑结构。DCV01设备在400 kHz时切换（从800 kHz振荡器除以2）。
整改
变压器的输出是全波整流，并通过与VREC相连的外部1-μF陶瓷电容器进行滤波。
调节器
内部低压差线性稳压器在装置的整个工作范围内提供良好的调节输出电压。
振荡器和看门狗
机载800 kHz振荡器通过一个除以2的电路产生开关频率。该振荡器可与其他DCR01设备电路或外部电源同步，并用于最小化系统噪声。
看门狗电路监视振荡器电路的工作。将同步管脚拉低可禁用振荡器。当同步管脚变低时，输出管脚转变为三态模式，在2μs内发生。
错误标志
DCR01有一个错误引脚，只要内部调节器处于调节状态，它就提供功率良好标志。如果需要错误输出，在错误引脚和输出电压之间放置一个10-kΩ电阻。
同步
当一个应用中有多个DC-DC转换器切换时，会产生拍频和其他电气干扰。这种干扰是由于DC-DC转换器之间的开关频率变化很小造成的。
DCR01系列设备通过允许设备彼此同步来克服这种干扰。通过连接每个设备的同步管脚，同步多达八个设备，注意尽量减少跟踪电容。杂散电容（大于3pf）会降低开关频率，或有时会使振荡器电路停止工作。对同步管脚施加的最大建议电压为3 V。
对于使用八个以上同步设备的应用程序，使用外部设备驱动同步管脚。应用程序报告ExternalSynchronizationDCP01/02SeriesofDC/DCConverters描述了此配置。
注意：在启动期间，所有同步装置同时从输入端吸取最大电流。如果输入电压降到大约4V以下，设备可能无法启动。陶瓷电容器应连接在每个设备的输入引脚附近。5-V输入设备使用2.2-μF电容器，12-V和24-V设备使用0.47-μF电容器。
施工
DCR01系列器件的基本结构与标准集成电路相同。模压包装不含基材。DCV01系列装置采用集成电路、低损耗线性稳压器、整流二极管和引线框架上的绕线磁环构成。由于封装不含焊料，因此设备不需要任何特殊的印刷电路板（PCB）组装处理。这种结构产生了具有固有高可靠性的隔离DC-DC转换器。
热因素
由于该装置功率密度高，建议在输入和输出轨道上提供接地平面。输出调节器安装在铜引线框架上，接地板用作有效的散热器。
去耦-减少波纹
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提出了高电流要求。采用一个质量好的低等效串联电阻（ESR）电容器（最小值为2.2μF，用于5-V输入设备）和一个0.47μF电容器（用于12-V和24-V设备），放置在IC电源输入引脚附近，可将对电源的影响降到最低。
400 kHz的高开关频率允许相对较小的电容值用于滤波整流输出电压。一个良好的质量，低ESR，1-μF陶瓷电容器放置在接近VREC引脚和输出接地是必需的，并减少纹波。VREC的输出是全波整流，产生800 kHz的纹波。
TI建议在输出引脚和接地附近连接一个0.1μF、低ESR的陶瓷电容器，以降低输出噪声。列出的电容值是最小值。如果需要更低的纹波，滤波电容器的值应增加到2.2μF。
与所有开关电源一样，低ESR、陶瓷电容器连接在器件引脚附近可获得最佳性能。如果不使用低ESR陶瓷电容器，当电容器提供负载电源时，ESR会产生电压降。通常选择较大的电容器，当ESR较低时，较小的电容器也会起作用。
注意：TI不建议使用IC插座安装DCR01，因为这会降低性能。
设备功能模式
设备禁用和启用
每个DCR01系列设备都可以通过使用开放漏极CMOS门驱动同步管脚来禁用或启用。如果同步引脚拉低，DCR01将被禁用。禁用时间取决于外部加载。内部禁用功能在2μs内实现。删除下拉菜单将启用DCR01。
同步管脚上的电容负载必须最小化（≤3pf），以防止振荡器频率降低。应用程序报告外部同步DCP01/02系列FDC/DCConverters描述了禁用和启用控制电路。本文档包含有关如何消除同步管脚上附加电容的影响的信息。振荡器的频率可以在VREC上测量，因为这是纹波分量的基频。
调节输出禁用和启用
通过将使能引脚拉低，可以禁用DCR01的调节输出。这样禁用输出电压仍然会在VREC引脚上产生电压。使用启用控制时，TI建议在VREC和启用引脚之间放置一个10-kΩ电阻。启用引脚仅控制内部线性调节器。
如果不需要禁用调节输出，则直接将启用引脚短路至VREC引脚，将其拉高。这使得能够调节输出电压，从而允许从隔离侧控制输出。
应用与实现
注意：以下应用程序部分中的信息不属于TI组件规范的一部分，TI不保证其准确性或完整性。TI的客户负责确定部件是否适合其用途。客户应验证和测试其设计实现，以确认系统功能。
申请信息
DCR01单电压输出
如图24所示，DCR01可通过连接提供单一电压输出。错误输出信号将被拉高到VOUT值。RERR的值将取决于误差线上的负载；但是，误差线上的总负载不得超过电气特性中给出的值。
通过将使能管脚连接到VREC管脚，可永久启用输出。DCR01可以通过一个上拉电阻器（REN）将使能引脚连接到VREC来远程启用；该电阻器的值对于DCR01来说并不重要，因为它只是一个小电流流。开关SW1可用于将启用引脚拉低，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器件；它看到的主要负载是稀土。
产生两个正输出电压
两个DCR01可用于产生+3.3 V和+5 V的输出电压，如图25所示。两个DCR01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功能可用于单个DCR01的类似配置。连接到VREC引脚（CFILTER）的滤波电容器必须保持彼此独立，并与各自的DCR01紧密相连。
两个自同步DCR01s产生双极性电压
可以配置两个DCR01以产生双极性电源（即，±5 V）；电路必须如图26所示连接。
必须注意，两个设备都产生正调节输出；因此，误差、使能和VREC都与该特定设备的–VOUT引脚有关，不得直接连接在一起，或在负输出设备的情况下，连接到公共0-V输出。
典型应用
设计要求
对于本设计示例，请使用表1中列出的参数并遵循设计过程。
详细设计程序
输入电容器
在这种设计中，输入去耦电容器需要2.2μF的陶瓷电容器。
输出电容器
在这种设计中，+VOUT和–VOUT之间需要一个0.1-μF的陶瓷电容器。
滤波电容器
为了降低输出电压纹波，需要一个高质量、低ESR、1-μF的陶瓷电容器，放置在VREC引脚和输出接地附近。
错误标志
在错误引脚和输出电压之间放置一个10-kΩ电阻，以便在内部调节器处于调节状态时提供功率良好信号。
应用曲线
电源建议
DCR01是开关电源，因此可以对输入电源提出高峰值电流需求。为了避免在快速开关脉冲期间电源瞬间下降，必须使用接地和电源板将电源连接到DCR01的输入端。如果这种连接是不可能的，那么补给必须以尽可能宽的轨迹以恒星的形式连接。
布局
布局指南
仔细考虑印刷电路板的布局，以便获得最佳结果。
输入输出功率和接地平面为输入输出功率提供低阻抗路径。对于输出端，正、负电压输出端通过宽的磁道传导，以减小损耗。
一个高质量，低ESR，陶瓷电容器放置在尽可能靠近的输入减少反射纹波，并确保顺利启动。
一个良好的质量，低ESR，陶瓷电容器放置在尽可能接近的整流器输出端子和输出接地提供最佳的纹波和噪声性能。
去耦电容器靠近各自管脚的位置确保了由于杂散电感的影响而产生的低损耗，从而提高了纹波性能。这个位置对于输入去耦电容器特别重要，因为这个电容器提供与功率驱动电路的快速开关波形相关联的瞬态电流。
如果使用同步管脚，则设备同步管脚之间的跟踪必须短，以避免杂散电容。切勿将电容器连接到同步引脚。如果不使用同步引脚，建议在该引脚周围放置一个保护环（连接到输入接地），以避免任何噪声拾取。确保没有其他记录道靠近此记录道同步记录道，以减少此管脚上的杂散电容。杂散电容影响振荡器的性能。
图30显示了单个DCR01，SOP包设备的示意图。图31和图32显示了SOP包DCR01设备的典型布局。布局图显示了电容器和电源平面的正确位置。
布局示例
机械数据
注：
A、所有线性尺寸单位为英寸（毫米）。
B、 本图如有更改，恕不另行通知。
C、 属于JEDEC MS-001-AC，但铅含量除外。
D、 尺寸不包括飞边或突出物.模具闪光或突起不得超过0.010（0,25）。
E、 导线与基准C垂直时测量的尺寸。
F、 尺寸在引线末端测量，引线不受约束。
G、 视觉索引功能必须位于交叉阴影区域内。
注：
1、所有线性尺寸均以毫米为单位。括号中的尺寸仅供参考。尺寸和公差符合ASME Y14.5M。
2、本图如有更改，恕不另行通知。
3、此尺寸不包括模具飞边、突出物或浇口毛刺。模具飞边、突出物或浇口毛刺每侧不得超过0.15 mm。
4、参考JEDEC注册MS-013。
注：（续）
5、 出版物IPC-7351可能有替代设计。
6、信号焊盘之间和周围的焊接掩模公差可根据电路板制造位置而变化。
注：（续）
7、 带有梯形壁和圆角的激光切割孔可以提供更好的膏体释放。IPC-7525可能有其他设计建议。
8、板组装现场可能有不同的模板设计建议。
