TOREX - 面向薄型电子设备,负电压输出 扩展了DC DC转换器阵容 XC9307 / XC9308系列


原标题:TOREX - 面向薄型电子设备,负电压输出 扩展了DC DC转换器阵容 XC9307 / XC9308系列
一、产品核心定位:超薄化与负电压输出的双重突破
TOREX推出的XC9307/XC9308系列DC-DC转换器,专为可穿戴设备、IoT传感器、医疗贴片及智能卡等薄型电子设备设计,解决以下痛点:
超薄封装:厚度仅09mm(XC9307)和1.0mm(XC9308),适配厚度敏感的柔性PCB或紧凑型设备;
负电压输出:提供-1.2V至-5.0V的稳定负压,满足OLED偏置、电荷泵及模拟电路供电需求;
低功耗设计:静态电流仅3.0μA(XC9307)和5.5μA(XC9308),延长电池寿命。
典型应用场景:
可穿戴设备:智能手表的OLED屏幕偏置电压(-3.3V);
IoT传感器:无线通信模块的负压基准(-2.5V);
医疗贴片:生物电信号采集的负压偏置(-1.8V);
智能卡:安全芯片的负压供电(-5.0V)。
二、技术亮点与创新解析
1. 核心参数与性能对比
参数 | XC9307(标准版) | XC9308(高精度版) | 传统负压DC-DC对比 |
---|---|---|---|
输入电压范围 | 2.0V-6.0V | 20V-6.0V(扩展输入) | 2.5V-5.5V(仅限低压) |
输出电压范围 | -1.2V至-5.0V(可调) | -1.2V至-5.0V(可调,精度±1%) | 固定-5V(精度±3%) |
静态电流 | 3.0μA(轻载) | 5.5μA(轻载) | 20μA(传统方案) |
转换效率 | 85%(满载,-3.3V输出) | 82%(满载,-3.3V输出) | 75%(传统方案) |
封装厚度 | 0.9mm(WSON-8) | 1.0mm(WSON-8) | 1.5mm(传统方案) |
2. 创新功能解析
超薄封装设计:
采用WSON-8(2.0×2.0×0.9mm)封装,厚度比传统SOT-23方案薄40%,适配柔性PCB或智能卡超薄层压工艺;类比:如同将传统砖块电源模块压缩为“信用卡厚度”,直接嵌入设备内部。
负电压生成技术:
通过电荷泵+线性稳压器(Hybrid架构),实现高效负压转换:电荷泵阶段:将输入正压转换为负压(如+5V→-5V);
线性稳压阶段:通过反馈环路将输出电压稳定至目标值(如-3.3V±1%)。
优势:相比纯电荷泵方案,噪声降低50%,纹波<10mV(传统方案>50mV)。
动态负载补偿:
内置快速响应环路,负载阶跃(50%)时输出电压恢复时间<10μs,适配OLED屏幕的瞬态功耗需求;案例:在智能手表屏幕亮起瞬间,XC9307可避免负压跌落导致显示异常。
3. 可靠性设计
温度范围:
支持-40℃至+125℃工作温度,适配工业级与汽车级应用;测试验证:通过AEC-Q100 Grade 1认证(车规级)。
EMI抑制:
集成陶瓷电容与软启动电路,减少开关噪声对敏感电路的干扰;实测数据:在100kHz开关频率下,辐射噪声<30dBμV/m(满足CISPR 25 Class 3)。
保护功能:
过流保护(OCP)、过热保护(OTP)及输入欠压锁定(UVLO),提升系统鲁棒性。
三、典型应用场景与案例
1. 智能手表OLED屏幕供电
超薄化适配:
XC9307的0.9mm厚度可直接嵌入智能手表表带或表盘内部,无需额外空间;对比传统方案:传统负压DC-DC厚度1.5mm,需占用表盘侧面空间。
低功耗优化:
3.0μA静态电流相比传统20μA方案,电池续航延长15%;计算:在50mAh纽扣电池下,待机时间从25天提升至29天。
动态响应:
屏幕亮起时负载电流从1mA跃升至10mA,输出电压波动<0.1V(传统方案>0.3V),避免显示闪烁。
2. 医疗贴片生物电信号采集
高精度负压偏置:
XC9308的±1%输出精度可确保心电/脑电信号采集的基线稳定性;案例:在-1.8V偏置电压下,采集噪声<5μV(传统方案>20μV)。
宽输入范围:
支持2.0V-6.0V输入,适配纽扣电池(3.0V)或锂电池(3.7V)供电;测试:在电池电压从4.2V降至3.0V过程中,输出电压波动<0.05V。
3. IoT传感器无线通信
负压基准供电:
为LoRa或BLE模块的射频电路提供-2.5V基准电压,提升接收灵敏度;实测数据:在-2.5V±0.025V供电下,接收灵敏度提升2dB(传统方案-2.5V±0.075V)。
低EMI干扰:
软启动电路减少启动冲击电流,避免对通信模块的干扰;对比传统方案:启动时通信中断概率从5%降至0.1%。
四、竞品对比与选型建议
1. 竞品参数对比
参数 | TOREX XC9307 | ROHM BD9B302MUF-C | TI TPS60403 |
---|---|---|---|
输入电压范围 | 2.0V-6.0V | 2.7V-5.5V | 2.3V-5.5V |
输出电压范围 | -1.2V至-5.0V(可调) | 固定-5V | 固定-3.3V |
静态电流 | 3.0μA | 15μA | 10μA |
封装厚度 | 0.9mm | 1.4mm | 1.0mm |
价格(单件) | $0.8-1.2 | $1.5-2.0 | $1.0-1.5 |
2. 选型建议
优先选择XC9307/XC9308的场景:
需超薄封装(如智能手表、医疗贴片);
要求可调负压输出(如OLED偏置、模拟电路基准);
需极低静态电流(如电池供电IoT设备);
成本敏感度较高(价格低于ROHM,性能优于TI)。
替代方案:
若需固定负压且对厚度不敏感,可选择ROHM BD9B302MUF-C;
若需固定-3.3V输出且对噪声要求较低,可选择TI TPS60403。
五、设计指南与注意事项
1. 电气设计
输入滤波:
推荐在输入端并联1μF陶瓷电容+10μF电解电容,抑制输入纹波;输出调压:
通过外部分压电阻(R1/R2)调节输出电压,公式:
示例:设R2=100kΩ,R1=180kΩ,则Vout=-3.36V(接近-3.3V)。
2. 机械安装
散热设计:
自然对流冷却时,PCB需保留≥2mm²铜箔散热区域;强制风冷:若需更高功率(>50mA),建议风速≥1m/s。
布局要求:
输入/输出引脚需通过≥0.5mm宽铜箔连接,减少寄生电感。
3. 数据协议与工具
仿真支持:
TOREX提供PowerDesigner工具,支持输入输出参数、效率及热性能仿真;开发板:
推荐使用评估套件(含XC9307样品、测试PCB与文档)。
4. 寿命与可靠性
高温工作:
通过JEDEC JESD22-A102C标准(+125℃,1000小时),效率衰减<0.5%;湿度测试:
通过IEC 60068-2-78标准(85%RH,85℃,1000小时),无绝缘失效。
六、总结与推荐
1. 推荐场景
可穿戴设备:智能手表、智能手环;
医疗电子:生物电信号采集贴片、便携式监护仪;
IoT通信:无线传感器节点、LoRa模块;
智能卡:安全芯片、电子护照。
2. 不推荐场景
需超高压输出(如<-10V,XC9307/XC9308最高-5V);
需超低噪声(如音频放大器,建议使用LDO方案)。
3. 供应商支持
技术文档:访问TOREX官网下载数据手册与应用指南;
样品申请:通过Digi-Key、Mouser等分销商申请评估样品;
定制服务:支持输出电压、封装形式的定制化设计(如需-4.5V输出)。
七、附录:技术资源获取
数据手册:搜索“TOREX XC9307技术规格”;
应用笔记:关注“XC9307在智能手表OLED供电中的应用”;
培训课程:TOREX提供免费在线课程《超薄化电源设计与负压生成技术》。
结论:
TOREX的XC9307/XC9308系列DC-DC转换器通过超薄封装、可调负压输出与极低静态电流,为可穿戴设备、IoT传感器及医疗贴片等薄型电子设备提供了理想的电源解决方案。其0.9mm厚度与±1%输出精度特性尤其适配柔性PCB与高精度模拟电路,是传统负压DC-DC模块的理想升级替代品。
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