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凌力爾特新方案實現(xiàn)集成式DC-DC穩(wěn)壓器

http://m.sharifulalam.com 2009-12-29 09:28 來源:凌力爾特

   如今,工業(yè)自動化、汽車、醫(yī)療、軍事乃至娛樂領(lǐng)域中的系統(tǒng)功能越來越強(qiáng)大,隨之而來的是越來越多的FPGA、微處理器、存儲模塊以及數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)的IC被置于其中,這些器件對負(fù)載點DC-DC穩(wěn)壓器的性能、體積和成本等方面不斷提出新的要求。

   傳統(tǒng)的DC-DC穩(wěn)壓器采用分立的方式,將DC-DC控制器、MOSFET、電感、電容等器件安裝在同一塊PCB上不同位置。為提供更高的電源控制性 能,常需要在PCB板上安裝更多的元件,安裝密度增大,散熱也隨之提高,如果要兼顧性能和散熱就會增加體積和成本,而壓縮了體積和成本卻往往又會犧牲電性 能和熱性能,如何在這些方面做到平衡成為業(yè)界普遍關(guān)心的問題。

   使用分立型方案的制造商可能都有著相似的感受,那就是首先要選取合適的DC-DC控制器IC、MOSFET、電阻器、電感器和電容器 等元件,后期需要進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)試,這個過程將耗去大量的時間,延緩了產(chǎn)品上市。μModule穩(wěn)壓器方案則省去了這一過程,為產(chǎn)品開發(fā)節(jié)省了時間。此外, 由于μModule穩(wěn)壓器尺寸與IC相當(dāng),安裝起來很方便。據(jù)Armstrong介紹,μModule穩(wěn)壓器可以采用標(biāo)準(zhǔn)的表面貼裝設(shè)備進(jìn)行“選取和擺 放”式安裝,而傳統(tǒng)方案往往需要進(jìn)行手插,既麻煩又昂貴。同時,為了簡化布局以及便于產(chǎn)品升級,每款μModule穩(wěn)壓器的低輸出電流版本與高電流版本具 有相同的引出腳配置和功能,另外對于功率較高的設(shè)計還可以通過并聯(lián)多個μModule穩(wěn)壓器來提高輸出功率。   

   凌力爾特公司針對系統(tǒng)制造商面對的上述難題提出了μModule穩(wěn)壓器解決方案。與分立型DC-DC穩(wěn)壓器方案不同的是,μModule是 將DC/DC控制器IC、MOSFET、電感器、電阻器和旁路電容等器件安裝在同一襯底之上,然后再封裝成一個整體。2005年,凌力爾特推出第一款 LTM4600降壓型DC-DCμModule穩(wěn)壓器,其輸入電壓范圍是4.5至28伏,輸出電壓范圍是0.6至5伏,輸出電流為10安。由于做得像芯片 一樣,其特別之處在于小巧的外型,它的占板面積為15×15毫米,高度只有2.8毫米,重量為1.7克。

   μModule穩(wěn)壓器扁薄的外型縮減了整個系統(tǒng)的高度,改善了散熱氣流的流動。相比之下,分立型DC/DC穩(wěn)壓器方案中的分立元件在PCB 上密集排布,元件本身的高度還會阻礙冷卻氣流均勻而輕松地從諸如ASIC和FPGA等高溫元件的上方掠過。凌力爾特近日推出了尺寸更小的μModule產(chǎn) 品LTM8020,它的占板面積為6.25×6.25毫米,高度只有2.3毫米。        

   因為μModule穩(wěn)壓器自身外型尺寸小,占板空間縮小了,并且扁平的外型和很輕的重量使其能夠安裝在PCB的背面,從而為布設(shè)FPGA、 ASIC、存儲器及其他IC騰出了的空間。此外,減少外圍元件參與也可以起到節(jié)約空間的目的。凌力爾特電源產(chǎn)品事業(yè)部產(chǎn)品市場經(jīng)理 TonyArmstrong介紹,μModule只需采用極小的輸出電容即可實現(xiàn)針對負(fù)載階躍的快速瞬態(tài)響應(yīng)。對于一個5安的負(fù)載階躍,μModule通 常需不到600uF的輸出電容便能實現(xiàn)25us的響應(yīng)時間,而如果運用傳統(tǒng)技術(shù)解決方案,則需使用7,000μF至9,000uF的大電容,因而使用 μModule可以節(jié)省外圍元件的成本。另外目前一塊10層至14層PCB的成本達(dá)到了每平方英寸100美元以上,所以盡管μModule的BOM成本要 大于分立型方案成本,但是由于μModule方案可節(jié)省了PCB空間,所以算下來其總系統(tǒng)成本實際更低。  

   在各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域中,由于外界環(huán)境的不同,對系統(tǒng)中元器件的可靠性要求也不相同。諸如工業(yè)、汽車、軍事等應(yīng)用,系統(tǒng)中的元器件必須經(jīng)的 起濕氣、化學(xué)腐蝕、高溫、機(jī)械震動等因素的考驗。比起各元件暴露在外界環(huán)境之中的分立方案,μModule穩(wěn)壓器的各個元件封裝在一起,這件“黑色大衣” 將各元件保護(hù)起來,可以降低濕氣、化學(xué)品、高溫和振動等環(huán)境因素的影響。此外,諸如銀行RAID系統(tǒng)、醫(yī)療掃描成像系統(tǒng)等領(lǐng)域?qū)C-DC模塊的數(shù)據(jù)可靠 性要求嚴(yán)格,Armstrong表示,μModule方案的品質(zhì)和可靠性與IC相似,F(xiàn)IT率為3.84,而傳統(tǒng)的負(fù)載點DC-DC模塊的FIT率大于 50。

  

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