何时越小越好

问题：

μModul^®操控器怎么装入如此小的空间内？

答复：

所需的许多组件都现已集成。

电源模块上市现已很长时刻了。电源模块是一种一般选用开关形式的封装电源，可以轻松焊接到电路板上，用于将输入电压转化为经过操控的输出电压。与一般只在芯片上集成操控器和电源开关的开关稳压器IC比较，电源模块还可以集成无数个无源组件。一般，“电源模块”一词一般在集成电感时运用。图2显现了开关形式降压型转化器（降压拓扑）所需的组件。虚线表明开关稳压器IC和电源模块。这些模块的电压转化电路由电源模块制造商开发，所以用户无需十分了解电源。除此以外，还有其他长处。因为模块高度集成，所以开关形式电源的尺度会十分小。

更安静、更细巧的DC-DC调理

开关稳压器自身会发生辐射EMI，在相对较高的频率作业时需求高dI/dt事情。在医疗设备、RF收发器以及测验和丈量体系中，一般强制要求EMI合规，这也是信号处理范畴的一项要害规划应战。例如，假如体系未能到达EMI合规要求，或许开关稳压器会影响到高速数字或RF信号的完好性，则需求进行调试和从头规划，这样不只会延伸规划周期，还要从头进行评价，然后导致本钱增加。此外，在更布满的PCB布局中，DC-DC开关稳压器一般十分挨近噪声灵敏型元件和信号途径，这更有或许发生噪声。

与其依靠于繁琐的EMI缓解技能，例如下降开关频率、在PCB上增加滤波电路或装置屏蔽，更好的办法是从源头按捺噪声，即DC-DC硅芯片自身。为了完结更紧凑的DC-DC处理方案，可以将一切组件，包含MOSFET、电感、DC-DC IC，以及一切支撑型组件集成到一个类似于表贴IC的微型超模压塑封装中。参见图1。

图1.LTM8074运用Silent Switcher^®架构，完结完好的小型封装低噪声处理方案

除了可以完结更安静的DC-DC转化，满意大部分EMI合规规范要求（例如EN 55022 B类），以及完结小尺度之外，还需求尽或许削减PCB上输出电容等其他组件的数量，这点至关重要。经过选用快速瞬态呼应DC-DC调理器，可以下降对输出电容的依靠。这意味着经过优化内部反应环路补偿，可在多种作业条件下供给满足的稳定性裕量，支撑各种输出电容，然后简化全体规划。

图2.降压型（降压）开关稳压器高度集成电源模块中的电感

图3.运用最小输出电容（2 μF × 4.7 μF陶瓷电容）时，LTM8074供给快速瞬态呼应（12 V_IN 、3.3 V_OUT ）

LTM8074是一款1.2 A、40 VIN µModule降压稳压器，选用4 mm × 4 mm × 1.82 mm、0.65 mm距离BGA微型封装。3.2 VIN至40 V_IN 、3.3 V_OUT 产品处理方案的全体尺度为60 mm²，只需求两个0805电容和两个0603电阻。这种细巧、轻质(0.08 g)的封装使得器材可以装置在PCB的反面，而PCB正面一般布满各种元件。该产品选用的Silent Switcher架构可以最小化EMI辐射，让LTM8074可以经过CISPR22 B类测验，并下降与其他灵敏电路发生EMC问题的或许性。

并非一直可以集成一切外部组件。原因如下。例如，某些设置（例如开关频率或软启动时刻）应该是可调的，必须向电路宣布指令。这些操作可以经过数字化办法完结。可是，这或许意味着在体系中运用微操控器和非易失性存储，并支撑相应本钱。处理这个问题的一种常见办法是运用外部无源组件来完结这些设置。

输入和输出电容一般被集成到该电源模块中，但有时分需求从外部衔接。图2显现了选用了ADI公司新产品LTM8074的电路。

图4.LTM8074的 V_IN 最高可达40 V，输出电流1.2 A，占用空间面积仅为4 mm × 4 mm

经过运用一个外部电阻来设置所需的输出电压，可以削减类型数量，并为使用供给必定的灵活性。假如不需求软启动，则无需将电容衔接到相应的引脚上。一切这些功用结合起来，就可以在极小的电路板面积内完结电压转化。凭仗LTM8074仅4 mm × 4 mm的边缘长度，以及最少数的外部接线，整个电源单元可以在仅约8 mm × 8 mm的电路板区域内运转，供给高达40 V的输入电压和高达1.2 A的输出电流。图3显现了选用最少数量的必需外部组件的示例布局。

图5.约8 mm × 8 mm电路板面积上的示例布局

关于小型电源，能否供给极高转化功率至关重要，不然或许会遇到散热问题。

新产品LTM8074的尺度仅为紧凑，可以完美处理这一问题。凭仗集成的Silent Switcher技能，它可以用于对噪声极为灵敏，一般装备线性稳压器的电路中。

高度集成的电源模块不只可用于简化开关电源的规划，还可用于在极小的空间内完结高效的电压转化。

ADI µModule器材的要害功能特征包含：

u   噪声更低（超低噪声和Silent Switcher器材）

u   超薄封装

u   6面高效降温(CoP)

u   在线路、负载和温度规模中，精准完结 V_OUT 调理

u   极点可靠性测验

u   接地环路最少

u   在衬底上完结多重输出

u   极点温度测验

作者简介

Frederik Dostal曾就读于德国埃尔兰根大学微电子学专业。他于2001年开端作业，进入电源办理事务，

曾担任多种使用工程师职位，并在亚利桑那州凤凰城作业了四年，担任开关形式电源。他于2009年参加ADI公司，并在慕尼黑ADI公司担任电源办理现场使用工程师。