鉅大LARGE | 點擊量:1039次 | 2020年06月17日
采用DC-DC非隔離式負載點(POL)電源模塊來簡化設計
采用FpGA、DSp或微處理器設計是設計的關鍵部分,也最花費時間。系統級設計人員可以通過將重要精力集中于系統設計而受益匪淺,他們還要解決諸如產品上市時間、實現小型化尺寸的問題。使用最新一代DC-DC非隔離式負載點(pOL)電源模塊可以為他們帶來重要優勢。
這些模塊具有高度的集成和密度,先進的封裝技術可以發揮高功率密度的優勢,整體性能十分可靠——甚至可以滿足最苛刻的電源管理要求。使用電源模塊意味著要最少的外部元件,因此設計人員可以迅速實現復雜的電源管理設計,并專注于核心設計。即使是在設計周期的中后期電源需求出現了變化時,電源模塊也可以應對自如。
在介紹電源模塊優點的具體細節之前,讓我們來看看設計方面的問題。在采用一個分立式(非模塊)解決方法時,設計師必須考慮幾個問題。所有的問題都可能延緩設計進程,拖延產品推向市場的時間。例如,選擇合適的pWM控制器、FET驅動器、功率FET、電感器,以滿足代表第一階段的具體電源要求,這通常是一個漫長的分立式電源設計周期。在選定了這些重要功率器件之后,設計人員必須開發一個補償電路,其依據是將要在一個給定的系統中使用的各種負載的輸出電壓規格。這可能非常單調和乏味,還要花很多時間——往往還要返工。除了補償電路設計,還要選擇功率級、驅動器、功率FET和電感器,以滿足功率效率的目標。這可能要根據不同的應用需求進行反復的元件選擇。
在設計分立式電源之后,布板工作以及噪聲和散熱要求方面的問題新增了設計周期的復雜性。總之,這是一個繁瑣的過程。
但是像IntersilDC-DCpOLISL8200M這樣的電源模塊就可以改變這個過程,因為它集成了pWM控制器、驅動器、功率FET、電感器、支持分立元件的IC,還有優化的補償電路。所有這些都集成在一個155mmQFN封裝內。該電源可以根據其電流共享架構的輸出功率要求進行擴展,該模塊采用耐熱增強型封裝,高度僅為2.2mm,所以它可以安裝在pCB的背面。
當頂層pCB空間存在問題時,ISL8200M的2.2mm低高度QFN封裝就成為了一種優勢。低高度封裝將滿足大多數pCB背面的間隙要求,尤其是因為QFN封裝不要散熱器或氣流,可以覆蓋大部分工業溫度范圍的全輸出功率范圍。利用QFN封裝底部非常低的2C/W熱阻的θJ/C值,大部分的熱量都可以通過封裝底部和安全通孔消散掉,并下行至pCB的接地層。這是因為功率MOSFET和電感器等內部高功率耗散元件直接焊接到了這些大型導電片(conducTIvepad)上,從而實現了從模塊到pCB的有效傳熱,以提高熱效率,最終可以將一個最高360W負載點電源解決方法安裝在pCB的背面。在要一個復雜的電源設計和頂層pCB空間有限時,這是非常有效的方法,因為它減少了外形尺寸,同時實現了更高的系統功能。除了散熱能力,QFN封裝的封裝邊緣周圍有暴露的引線,為使用所有引腳進行調試和焊點仿真驗證供應了便利。
(圖字:最大負載電流(A);環境溫度(℃);圖32:降額曲線(12VIN))
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