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文档简介

Module DC/DC 稳压器一览 凌力尔特公司,2,电源要求的发展趋势,3,可选择的电源解决方案 (非隔离型),线性稳压器 简单 元件数目少 适合于低功率应用 5A,开关稳压控制器 元件数目比单片式稳压器多 相当多的布局和接地要求 适合于中等至非常高功率应用 25A, 120A,单片式开关稳压器 元件数目比线性稳压器多 需要考虑布局 适合于中高功率应用 10A,ModuleTM 稳压器 完整的电路被集成在一个纤巧型封装中 布局简单 元件数目少 适合于中高功率应用 12A, 48A,4,DC/DC Module 稳压器 卓越的解决方案,凭借 20 多款产品,凌力尔特的高可靠性 DC/DC Module (微型模块) 稳压器提供了专为满足大多数 POL 电源要求而设计的紧凑/扁平解决方案,5,为布设数字 IC 腾出了空间,Module 可安装在 PCB 的顶部和底部 重量仅为 0.8 1.7g 扁薄的封装最大限度地缩减了总体系统高度,以实现更佳的空气流动和散热效果,6,空间受限型应用,7,DC/DC Module 稳压器内置了哪些元件?,用于实现电路稳定的环路补偿电路,由凌力尔特提供的 MOSFET 专为实现下列目标而优化: - 低 RDS(ON) - 低栅极电荷 - VDS 规格针对特定的应用而拟订,用于实现低辐射噪声的屏蔽式电感器,用于实现低纹波的输入和输出旁路电容器,凌力尔特的高性能 DC/DC 控制器 IC,用于改善信号完整性的内部滤波处理,高电流 (功率) 和低电流/电压 (信号) 地是分开的,旨在实现最佳的信号完整性,8,高性能 Module 稳压器 (1),快速瞬态响应 通常采用 1 或 2 个大容量电容器就足够了,不过,如果需要实现更快的瞬态响应,则可以增添更多的 COUT,1.5V 瞬态响应,1.5V 瞬态响应,针对负载电流变化的 快速响应,9,高性能 Module 稳压器 (2),快速短路保护 电流模式架构对输出电流进行逐周期监视,以实现针对短路情況的快速响应 Module 通过快速减小流至其负载的输入电流来保护 ASIC、FPGA 和其他电路,当输出短路时,Module 将迅速切断输入电流,短路保护 (IOUT= 12A),10,高性能 Module 稳压器 (3),详细测量的输出电流降额 每款 Module 的产品手册均提供了在不同环境温度、气流速度以及采用/未采用散热器情况下的输出电流能力,无散热器 (5VIN 至 3.3VOUT),1.5V/12A 输出,11,高性能 Module 稳压器 (4),需要较少输入和输出电容器的多相操作,输入纹波,输出纹波,12,可靠性 极为可靠,1.96FITS,MTBF = 57481 年 不是简单的可靠性,登录 /micromodule 网站以下载完整的可靠性数据,13,可靠性 检查的项目更多,超过 8,595,540 个电源周期, 无故障! 不仅说明了 Module 超卓的 FIT 率,我们还做了更多详细的可靠性测试 我们还完成了: 高温烘焙 焊接震动 机械振动 电路板安装 / 温度循环 ,14,可靠性达到何种水平?,8,595,540+ 在执行电源周期测试中并未出现故障的器件-小时总数 3,984,942+ 在热冲击测试 (-65 至 150) 中未出现故障的器件-小时总数,晶片 100% 由凌力尔特 设计、测试和制造,15,Module 基板构造,封堵过孔以改善热性能 把过孔布设在需要更好散热的地方,以改善热分布,封堵过孔技术,铜,焊料掩模,焊料掩模,铜,2 或 4 层高性能基板 焊盘涂层:镀镍/金 焊料掩模 = Taiyo ink PSR 4000 系列 基板主体= Mitsubishi Gas Chemical CCL-HL-832 (BT) 镍 = 3um 最小厚度 (标称厚度为 5um) 金 = 0.3 至 1.2um 厚度 (标称厚度为 0.7um),基板主体,16,LGA 封装,为什么采用 LGA 封装,而不是 BGA 封装? 在安装于电路板之后,LGA 封装高出板面的标准高度低于 BGA 封装 Module 封装在底层上具有若干铜平面;LGA 封装提供了一条从封装底部至母板更为有效的散热路径 在相似负载条件下进行测试时 LGA 封装相比于 BGA 封装的优势 温度差异为 9.5C (LGA 封装在运行时的温升低于 BGA 封装) BGA 封装的热阻比 LGA 封装高 3C/W,17,LGA 封装的热性能,与 BGA 封装相比,LGA 封装具有均匀的热分布和较低的热阻,18,LGA 焊盘 为什么是正方形的?,LGA 焊盘布局采用了一个具有 50mil 焊盘间距的 25mil 正方形焊盘 与直径为 25mil 的圆形焊盘相比,边长为 25mil 的正方形焊盘可多提供 27% 的面积 更佳的焊点强度 较低的热阻 更有利于使用双接触器测试的方法 (特别在 10A 的满负载条件下测试器件),19,简单的“剪切和粘贴”式布局,将大的 PCB 铜面积用于高电流路径,包括 VIN、PGND 和 VOUT。 它有助于最大限度地减小 PCB 传导损失和热应力,请注意 39.6W 的 高输出功率,无散热器!,20,PCB 布局要点,LGA 焊盘尺寸 (SMD) 边长为 0.63mm (25mil) 的正方形 例外情况: LTM4604:0.889mm (35mil) LTM4608:0.762mm (30mil) 母板上推荐的焊盘尺寸 (1:1) 推荐正方形焊盘 推荐使用具 SMD 焊盘的平面 在顶层的焊盘 (PCB 板上) 之间加过孔 母板上的焊盘涂层 推荐采用 OSP、ENIG 浸银 检查因潮湿而造成的任何树突状生长 浸锡 氧化问题,21,模版设计,推荐的模版厚度为 5mil (4 至 6mil 均可 根据焊料体积进行调节) 焊料体积:约 0.05mm3 模版面积比 (W/4*t) 0.66 其中的 W 为焊盘宽度,t 为模版厚度,22,Module 稳压器系列,23,高功率降压型 DC/DC Module,LTM4601,器件型号,跟踪 / 裕度调节,远程采样,电流均分,封装,高达 4 个,高达 2 个,高达 4 个,高达 2 个,24,采用 LTM4601 实现的高功率紧凑型设计,可安装于纤巧空间中的四输出 103W DC/DC 系统 LTM4601 能够处理高达 12A 的输出电流 每个 LTM4601 Module DC/DC 稳压器包含屏蔽式电感器、MOSFET、旁路电容器、补偿元件 等等 对于非常高电流的应用,也可以将这 4 个输出合并为单个输出,LTM4601 能够完成上佳的均流!,25,超低 EMI DC/DC Module LTM4606 和 LTM4612,额外的滤波和阻尼电路提供了非常低的纹波 (输入和输出) 和辐射 EMI 宽输入范围:4.5V 至 28V 6A DC (典型值),8A (最大值) 输出电流 高达 93% 的效率 (在 5Vin 和 3.3Vout),器件型号,跟踪 / 裕度,封装,输入纹波,输出纹波,26,高电压降压型 DC/DC Module,具有 4V 至 36V 输入电压范围的紧凑且扁平的解决方案 能够调节从 1.25V 至 5V 的输出电压 (电流高达 2A),可通过配置来调节一个负输出电压,器件型号,电流均分,封装,高达 2 个,27,业界首款降压-升压型 Module,做得如此简单! 如今,即使是一名数字设计师也能够 设计一款同步降压-升压型 DC/DC 稳压器 传统上这是一个复杂的模拟技术问题!,封装,器件型号,28,LTM4607 36VIN、24VOUT 高效率降压-升压型 DC/DC Module,单电感器架构允许 VIN 高于、低于或等于 VOUT 宽 VIN 范围:4.5V 至 36V 宽 VOUT范围:0.8V 至 24V 5A DC (在降压模式中为 10A DC) 效率高达 98% 可锁相固定频率:200kHz 至 400kHz 输出过压保护 电流折返保护 15mm x 15mm x 2.8mm LGA 封装,168W 应用!,29,固定频率、1A 降压型 DC/DC Module 驱动器 在一个很宽的电流范围内 (35mA 至 1A) 保持高输出电流准确度 独特的 PWM 电路提供了一个 400:1 的调光比 4V 至 36V 的宽输入范围 4 节电池和 5V 逻辑电源轨、未调整的墙上变压器、铅酸电池和 分布式电源 另外还备有热保护电

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