問題：

 

μModul®控製器如何裝入如此小的空間內？

 

回答：

 

所需的許多組件都已經集成。

 

dianyuanmokuaishangshiyijinghenchangshijianle。dianyuanmokuaishiyizhongtongchangcaiyongkaiguanmoshidefengzhuangdianyuan，nenggouqingsonghanjiedaodianlubanshang，yongyujiangshurudianyazhuanhuanweijingguokongzhideshuchudianya。yutongchangzhizaixinpianshangjichengkongzhiqihedianyuankaiguandekaiguanwenyaqiIC相比，電源模塊還可以集成無數個無源組件。通常，“電源模塊”一詞一般在集成電感時使用。圖2顯示了開關模式降壓型轉換器（降壓拓撲）所需的組件。虛線表示開關穩壓器IChedianyuanmokuai。zhexiemokuaidedianyazhuanhuandianluyoudianyuanmokuaizhizaoshangkaifa，suoyiyonghuwuxufeichanglejiedianyuan。chuciyiwai，haiyouqitayoudian。youyumokuaigaodujicheng
，suoyikaiguanmoshidianyuandechicunhuifeichangxiao。

 

更安靜、更小巧的DC-DC調節

 

開關穩壓器本身會產生輻射EMI，在相對較高的頻率工作時需要高dI/dt事件。在醫療設備、RF收發器以及測試和測量係統中，通常強製要求EMI合規
，這也是信號處理領域的一項關鍵設計挑戰。例如，如果係統未能達到EMI合規要求
，或者開關穩壓器會影響到高速數字或RF信號的完整性，則需要進行調試和重新設計
，這樣不僅會延長設計周期，還要重新進行評估
，從而導致成本增加。此外，在更密集的PCB布局中，DC-DC開關穩壓器一般非常接近噪聲敏感型元件和信號路徑，這更有可能產生噪聲。

 

與其依賴於繁瑣的EMI緩解技術
，例如降低開關頻率
、在PCB上添加濾波電路或安裝屏蔽，更好的方法是從源頭抑製噪聲，即DC-DC矽芯片本身。為了實現更緊湊的DC-DC解決方案
，可以將所有組件，包括MOSFET
、電感、DC-DC IC，以及所有支持型組件集成到一個類似於表貼IC的微型超模壓塑封裝中。參見圖1。

 

圖1.LTM8074使用Silent Switcher®架構，實現完整的小型封裝低噪聲解決方案

 

除了能夠實現更安靜的DC-DC轉換
，滿足大部分EMI合規標準要求（例如EN 55022 B類），以及實現小尺寸之外，還需要盡可能減少PCB上輸出電容等其他組件的數量
，這點至關重要。通過采用快速瞬態響應DC-DCtiaojieqi，keyijiangdiduishuchudianrongdeyilai。zheyiweizhetongguoyouhuaneibufankuihuanlubuchang，kezaiduozhonggongzuotiaojianxiatigongzugoudewendingxingyuliang，zhichigezhongshuchudianrong，congerjianhuazhengtisheji。

 

圖2.降壓型（降壓）開關穩壓器高度集成電源模塊中的電感

 

 

圖3.使用最小輸出電容（2 μF × 4.7 μF陶瓷電容）時，LTM8074提供快速瞬態響應（12 VIN、3.3 VOUT）

 

LTM8074是一款1.2 A、40 VIN µModule降壓穩壓器
，采用4 mm × 4 mm × 1.82 mm、0.65 mm間距BGA微型封裝。3.2 VIN至40 VIN、3.3 VOUT產品解決方案的整體尺寸為60 mm2
，隻需要兩個0805電容和兩個0603電阻。這種小巧
、輕質(0.08 g)的封裝使得器件可以安裝在PCB的背麵
，而PCB正麵通常密布各種元件。該產品采用的Silent Switcher架構可以最小化EMI輻射，讓LTM8074能夠通過CISPR22 B類測試，並降低與其他敏感電路產生EMC問題的可能性。

 

並非始終能夠集成所有外部組件。原因如下。例如
，某些設置（例如開關頻率或軟啟動時間）應ying該gai是shi可ke調tiao的de
，必bi須xu向xiang電dian路lu發fa出chu指zhi令ling。這zhe些xie操cao作zuo可ke以yi通tong過guo數shu字zi化hua方fang式shi完wan成cheng。但dan是shi，這zhe可ke能neng意yi味wei著zhe在zai係xi統tong中zhong使shi用yong微wei控kong製zhi器qi和he非fei易yi失shi性xing存cun儲chu，並bing支zhi持chi相xiang應ying成cheng本ben。解jie決jue這zhe個ge問wen題ti的de一yi種zhong常chang見jian方fang法fa是shi使shi用yong外wai部bu無wu源yuan組zu件jian來lai實shi現xian這zhe些xie設she置zhi。

 

輸入和輸出電容通常被集成到該電源模塊中

，但有時候需要從外部連接。圖2顯示了采用了ADI公司新產品LTM8074的電路。

 

圖4.LTM8074的VIN最高可達40 V，輸出電流1.2 A，占用空間麵積僅為4 mm × 4 mm

 

通tong過guo使shi用yong一yi個ge外wai部bu電dian阻zu來lai設she置zhi所suo需xu的de輸shu出chu電dian壓ya，可ke以yi減jian少shao類lei型xing數shu量liang，並bing為wei應ying用yong提ti供gong一yi定ding的de靈ling活huo性xing。如ru果guo不bu需xu要yao軟ruan啟qi動dong，則ze無wu需xu將jiang電dian容rong連lian接jie到dao相xiang應ying的de引yin腳jiao上shang。所suo有you這zhe些xie功gong能neng結jie合he起qi來lai，就jiu能neng夠gou在zai極ji小xiao的de電dian路lu板ban麵mian積ji內nei實shi現xian電dian壓ya轉zhuan換huan。憑ping借jieLTM8074僅4 mm × 4 mm的邊沿長度，以及最少量的外部接線
，整個電源單元可以在僅約8 mm × 8 mm的電路板區域內運行

，提供高達40 V的輸入電壓和高達1.2 A的輸出電流。圖3顯示了采用最少數量的必需外部組件的示例布局。

 

圖5.約8 mm × 8 mm電路板麵積上的示例布局

 

對於小型電源
，能否提供極高轉換效率至關重要，否則可能會遇到散熱問題。

 

新產品LTM8074的尺寸僅為緊湊，能夠完美解決這一問題。憑借集成的Silent Switcher技術
，它可以用於對噪聲極為敏感，通常配備線性穩壓器的電路中。

 

高度集成的電源模塊不僅可用於簡化開關電源的設計，還可用於在極小的空間內實現高效的電壓轉換。

 

ADI µModule器件的關鍵性能特征包括：

 

● 噪聲更低（超低噪聲和Silent Switcher器件）

● 超薄封裝

● 6麵高效降溫(CoP)

● 在線路、負載和溫度範圍中，精準實現VOUT調節

● 極端可靠性測試

● 接地環路最少

● 在襯底上實現多重輸出

● 極端溫度測試

 

 

作者簡介

 

Frederik Dostal曾就讀於德國埃爾蘭根大學微電子學專業。他於2001年開始工作，涉足電源管理業務，曾擔任多種應用工程師職位，並在亞利桑那州鳳凰城工作了四年，負責開關模式電源。他於2009年加入ADI公司，並在慕尼黑ADI公司擔任電源管理現場

 

 

推薦閱讀：