大功率、可扩展、封装占板面积很小的 POL 稳压器已经出现

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凌力尔特公司

Afshin Odabaee微型模块电源产品部业务部经理

下面将要陈述的一些事实一定会让 DC/DC IC 及电路设计师不快,不过,真实情况是,这些问题今天比几年前更加显著。尽管这些设计师脑力强大,通晓设计艺术和设计学,拥有丰富经验,可以熟练摆弄波德图

图 4:200LFM、83°C 环境温度时提供 40A *大电流

OUTPUT CURRENT:输出电流AMBIENT TEMPERATURE:环境温度

MOSFET 性能*佳以及 DC/DC 控制器强大的驱动器是 LTM4636 转换效率很高的原因。以下是对 12Vin 电源进行降压转换的一些数字:3.3V、25A 时效率为 95%,1.8V、40A 时效率为 93%,1V、40A 时效率为 88%。图 5 总结了从 12Vin 转换到 1Vout 至 3.3Vout 的效率数字。

图 5:从 12VIN 转换到各种输出电压时,DC/DC 转换具有高效率

EFFICIENCY:效率OUTPUT CURRENT:输出电流

具热平衡能力的 160W、可扩展 4 x 40A µModule POL 稳压器

一个 LTM4636 的负载电流额定值是 40A。两个采用电流均分模式 (或并联) 的 LTM4636 提供 80A 电流,4 个 LTM4636 则提供 160A 电流 (图 6 和图 7)。LTM4636 的电流模式架构允许在多个 40A 模块之间准确均分电流。准确的电流均分又允许在两个、3 个或 4 个并联器件之间平衡散热 (图 6 和图 7)。由于这种平衡散热能力,所以没有哪一个器件会过载或过热。这种器件的另一个特点是能够异相运行,以降低输出和输入纹波电流,纹波电流降低又有助于减少输入和输出电容器数量。例如,4 个 LTM4636 以 90° 相差运行 (360° ÷ 4)。该器件还提供时钟和相位控制功能。此外,增大功率时所需布局工作很简单,只需复制和粘贴占板面积即可 (符号和占板面积可用)。

图 6:**电流均分使 4 个并联 LTM4636 能够平衡散热,在 12VIN、1VOUT、160A、400LFM 时,温度仅上升 40°C

FOUR PARALLEL MODULES AT 160A 40°C RISE:4 个并联模块,160A 电流,温度上升 40°CBalanced Thermals Equate to Good Current Sharing and Thermal Design:良好的电流均分和热设计等于平衡散热

图 7:4 个并联 LTM4636 每个都具**电流均分能力和高效率,12VIN 至 0.9VOUT,160A

PER MODULE CURRENT:每模块电流ACCURACY:准确度TOTAL OUTPUT CURRENT:总输出电流EFFICIENCY:效率LOAD CURRENT:负载电流

结论

为组件密集排列的系统选择 POL 稳压器需要仔细考虑器件电压和电流额定值以外的因素。评估封装的热特性是必不可少的步骤,因为该特性决定了设备的冷却成本、PCB 成本和尺寸。3D 封装方法,又称为叠置、垂直、CoP 封装方法,允许大功率 POL 模块型稳压器占用很小的 PCB 面积,不过更重要的是,允许高效率散热。LTM4636 系列是**个受益于这种叠置封装技术的 µModule 稳压器系列。LTM4636 是一款以叠置电感器作为散热器的 40A POL µModule 稳压器,效率为 95% 至 88%,工作时温度仅上升 40°C,且仅占用 16mm x 16mm PCB 面积。如需观看介绍 LTM4636 的视频,请访问:www.linear.com/LTM4636。

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