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集成柔性功率器件的應用理解

發布時間：2020-10-28 責任編輯：lina

【導讀】什麼是集成柔性功率器件?它有什麼作用?工業電子產品的發展趨勢是更小的電路板尺寸、更時尚的外形和更具成本效益。由於這些趨勢，電子係統設計人員必須降低印刷電路板(PCB)的尺寸和成本。

什麼是集成柔性功率器件?它有什麼作用?工業電子產品的發展趨勢是更小的電路板尺寸、更時尚的外形和更具成本效益。由於這些趨勢，電子係統設計人員必須降低印刷電路板(PCB)的尺寸和成本。使用現場可編程門陣列(FPGA)和片上係統(SoC)的工業係統需要多個電源軌，同時麵臨小尺寸和低成本的挑戰。集成柔性功率器件可以為這種應用顯著降低成本，減小解決方案尺寸。

集成柔性功率器件在同一封裝內包含多個DC/DC轉換器。這些DC/DC轉換器可以是單個封裝中的降壓轉換器、升壓轉換器和/或LDO的任何組合。圖1是一個示例功能框圖，其中LM26480包括兩個2MHz高效1.5A降壓轉換器和連個300mA LDO。

讓我們通過一個例子來說明使用集成的柔性功率器件的好處。設想設計為由SoC或FPGA控製的無人機設計電源管理係統。圖2顯示了該係統中的四個組件，它們完全匹配電源管理IC(PMIC)。

所示的兩種電源解決方案都能產生四個獨立的電源軌，為係統的全球定位係統(GPS)、輸入/輸出、核心電壓和雙倍數據速率類型3(DDR3)供電。在這兩個選項中，前端開關模式電源有效地將無人機電池的電壓降至5V電源電壓，如圖2的輸入所示。分立組件可以進一步降低此5V電源(如選項1所示)或集成器件(如選項2所示)。

想象一下，使用四個獨立的器件為這個係統供電：兩個LP3982 300mA單通道LDO和兩個TLV62084 2A降壓轉換器。您可以使用這些分立的DC/DC轉換器為係統供電，但仍需要四個獨立的有源組件。考慮到有源組件具有最高可靠性問題，這可能不是最佳解決方案。

替代解決方案可以使用集成柔性功率器件，僅利用單個IC就能提供係統期望的電壓和電流能力。如圖2所示，這提供了許多益處。

首先，與分立解決方案相比，集成解決方案的成本效益高20%。其次，與四個分立器件的組合電路板空間相比，PMIC解決方案需要的電路板空間低10%。第三，集成器件需要的外部組件少於分立解決方案，這進一步減小了整體尺寸和成本。減少物料清單(BOM)器件數量可以提高可靠性。

因此，在設計需要多個電源軌的係統時，尤其是在需要FPGA或SoC電源的應用中，請考慮集成柔性功率器件。

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