TOREX - 面向薄型電子設備,負電壓輸出 擴展了DC DC轉換器陣容 XC9307 / XC9308系列


原標題:TOREX - 面向薄型電子設備,負電壓輸出 擴展了DC DC轉換器陣容 XC9307 / XC9308系列
一、產品核心定位:超薄化與負電壓輸出的雙重突破
TOREX推出的XC9307/XC9308系列DC-DC轉換器,專為可穿戴設備、IoT傳感器、醫療貼片及智能卡等薄型電子設備設計,解決以下痛點:
超薄封裝:厚度僅09mm(XC9307)和1.0mm(XC9308),適配厚度敏感的柔性PCB或緊湊型設備;
負電壓輸出:提供-1.2V至-5.0V的穩定負壓,滿足OLED偏置、電荷泵及模擬電路供電需求;
低功耗設計:靜態電流僅3.0μA(XC9307)和5.5μA(XC9308),延長電池壽命。
典型應用場景:
可穿戴設備:智能手表的OLED屏幕偏置電壓(-3.3V);
IoT傳感器:無線通信模塊的負壓基準(-2.5V);
醫療貼片:生物電信號采集的負壓偏置(-1.8V);
智能卡:安全芯片的負壓供電(-5.0V)。
二、技術亮點與創新解析
1. 核心參數與性能對比
參數 | XC9307(標準版) | XC9308(高精度版) | 傳統負壓DC-DC對比 |
---|---|---|---|
輸入電壓范圍 | 2.0V-6.0V | 20V-6.0V(擴展輸入) | 2.5V-5.5V(僅限低壓) |
輸出電壓范圍 | -1.2V至-5.0V(可調) | -1.2V至-5.0V(可調,精度±1%) | 固定-5V(精度±3%) |
靜態電流 | 3.0μA(輕載) | 5.5μA(輕載) | 20μA(傳統方案) |
轉換效率 | 85%(滿載,-3.3V輸出) | 82%(滿載,-3.3V輸出) | 75%(傳統方案) |
封裝厚度 | 0.9mm(WSON-8) | 1.0mm(WSON-8) | 1.5mm(傳統方案) |
2. 創新功能解析
超薄封裝設計:
采用WSON-8(2.0×2.0×0.9mm)封裝,厚度比傳統SOT-23方案薄40%,適配柔性PCB或智能卡超薄層壓工藝;類比:如同將傳統磚塊電源模塊壓縮為“信用卡厚度”,直接嵌入設備內部。
負電壓生成技術:
通過電荷泵+線性穩壓器(Hybrid架構),實現高效負壓轉換:電荷泵階段:將輸入正壓轉換為負壓(如+5V→-5V);
線性穩壓階段:通過反饋環路將輸出電壓穩定至目標值(如-3.3V±1%)。
優勢:相比純電荷泵方案,噪聲降低50%,紋波<10mV(傳統方案>50mV)。
動態負載補償:
內置快速響應環路,負載階躍(50%)時輸出電壓恢復時間<10μs,適配OLED屏幕的瞬態功耗需求;案例:在智能手表屏幕亮起瞬間,XC9307可避免負壓跌落導致顯示異常。
3. 可靠性設計
溫度范圍:
支持-40℃至+125℃工作溫度,適配工業級與汽車級應用;測試驗證:通過AEC-Q100 Grade 1認證(車規級)。
EMI抑制:
集成陶瓷電容與軟啟動電路,減少開關噪聲對敏感電路的干擾;實測數據:在100kHz開關頻率下,輻射噪聲<30dBμV/m(滿足CISPR 25 Class 3)。
保護功能:
過流保護(OCP)、過熱保護(OTP)及輸入欠壓鎖定(UVLO),提升系統魯棒性。
三、典型應用場景與案例
1. 智能手表OLED屏幕供電
超薄化適配:
XC9307的0.9mm厚度可直接嵌入智能手表表帶或表盤內部,無需額外空間;對比傳統方案:傳統負壓DC-DC厚度1.5mm,需占用表盤側面空間。
低功耗優化:
3.0μA靜態電流相比傳統20μA方案,電池續航延長15%;計算:在50mAh紐扣電池下,待機時間從25天提升至29天。
動態響應:
屏幕亮起時負載電流從1mA躍升至10mA,輸出電壓波動<0.1V(傳統方案>0.3V),避免顯示閃爍。
2. 醫療貼片生物電信號采集
高精度負壓偏置:
XC9308的±1%輸出精度可確保心電/腦電信號采集的基線穩定性;案例:在-1.8V偏置電壓下,采集噪聲<5μV(傳統方案>20μV)。
寬輸入范圍:
支持2.0V-6.0V輸入,適配紐扣電池(3.0V)或鋰電池(3.7V)供電;測試:在電池電壓從4.2V降至3.0V過程中,輸出電壓波動<0.05V。
3. IoT傳感器無線通信
負壓基準供電:
為LoRa或BLE模塊的射頻電路提供-2.5V基準電壓,提升接收靈敏度;實測數據:在-2.5V±0.025V供電下,接收靈敏度提升2dB(傳統方案-2.5V±0.075V)。
低EMI干擾:
軟啟動電路減少啟動沖擊電流,避免對通信模塊的干擾;對比傳統方案:啟動時通信中斷概率從5%降至0.1%。
四、競品對比與選型建議
1. 競品參數對比
參數 | TOREX XC9307 | ROHM BD9B302MUF-C | TI TPS60403 |
---|---|---|---|
輸入電壓范圍 | 2.0V-6.0V | 2.7V-5.5V | 2.3V-5.5V |
輸出電壓范圍 | -1.2V至-5.0V(可調) | 固定-5V | 固定-3.3V |
靜態電流 | 3.0μA | 15μA | 10μA |
封裝厚度 | 0.9mm | 1.4mm | 1.0mm |
價格(單件) | $0.8-1.2 | $1.5-2.0 | $1.0-1.5 |
2. 選型建議
優先選擇XC9307/XC9308的場景:
需超薄封裝(如智能手表、醫療貼片);
要求可調負壓輸出(如OLED偏置、模擬電路基準);
需極低靜態電流(如電池供電IoT設備);
成本敏感度較高(價格低于ROHM,性能優于TI)。
替代方案:
若需固定負壓且對厚度不敏感,可選擇ROHM BD9B302MUF-C;
若需固定-3.3V輸出且對噪聲要求較低,可選擇TI TPS60403。
五、設計指南與注意事項
1. 電氣設計
輸入濾波:
推薦在輸入端并聯1μF陶瓷電容+10μF電解電容,抑制輸入紋波;輸出調壓:
通過外部分壓電阻(R1/R2)調節輸出電壓,公式:
示例:設R2=100kΩ,R1=180kΩ,則Vout=-3.36V(接近-3.3V)。
2. 機械安裝
散熱設計:
自然對流冷卻時,PCB需保留≥2mm2銅箔散熱區域;強制風冷:若需更高功率(>50mA),建議風速≥1m/s。
布局要求:
輸入/輸出引腳需通過≥0.5mm寬銅箔連接,減少寄生電感。
3. 數據協議與工具
仿真支持:
TOREX提供PowerDesigner工具,支持輸入輸出參數、效率及熱性能仿真;開發板:
推薦使用評估套件(含XC9307樣品、測試PCB與文檔)。
4. 壽命與可靠性
高溫工作:
通過JEDEC JESD22-A102C標準(+125℃,1000小時),效率衰減<0.5%;濕度測試:
通過IEC 60068-2-78標準(85%RH,85℃,1000小時),無絕緣失效。
六、總結與推薦
1. 推薦場景
可穿戴設備:智能手表、智能手環;
醫療電子:生物電信號采集貼片、便攜式監護儀;
IoT通信:無線傳感器節點、LoRa模塊;
智能卡:安全芯片、電子護照。
2. 不推薦場景
需超高壓輸出(如<-10V,XC9307/XC9308最高-5V);
需超低噪聲(如音頻放大器,建議使用LDO方案)。
3. 供應商支持
技術文檔:訪問TOREX官網下載數據手冊與應用指南;
樣品申請:通過Digi-Key、Mouser等分銷商申請評估樣品;
定制服務:支持輸出電壓、封裝形式的定制化設計(如需-4.5V輸出)。
七、附錄:技術資源獲取
數據手冊:搜索“TOREX XC9307技術規格”;
應用筆記:關注“XC9307在智能手表OLED供電中的應用”;
培訓課程:TOREX提供免費在線課程《超薄化電源設計與負壓生成技術》。
結論:
TOREX的XC9307/XC9308系列DC-DC轉換器通過超薄封裝、可調負壓輸出與極低靜態電流,為可穿戴設備、IoT傳感器及醫療貼片等薄型電子設備提供了理想的電源解決方案。其0.9mm厚度與±1%輸出精度特性尤其適配柔性PCB與高精度模擬電路,是傳統負壓DC-DC模塊的理想升級替代品。
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