電源管理的開關(guān)頻率與電磁干擾之間的平衡

好的功率轉(zhuǎn)換器除了要有較高的開關(guān)頻率之外，也要顧及系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率及電磁干擾。各方面都要兼顧，力求取得適當(dāng)?shù)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/平衡">平衡。開關(guān)頻率越高，電源開關(guān)、整流器及控制電路的開關(guān)損耗便會越高。以模塊式DC/DC轉(zhuǎn)換器來說，只要提高開關(guān)頻率便可采用較小的濾波器及能源存儲元件，這是提高開關(guān)頻率的好處。但以采用硬開關(guān)的系統(tǒng)來說，電源管理芯片的高頻信號會出現(xiàn)較多諧波，令芯片與散熱器或供電層之間的雜散電容出現(xiàn)大量位移電流。這些位移電流甚至?xí)魅胱儔浩鞯木€圈電容，最后甚至?xí)斐晒材?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/干擾">干擾。

采用DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制與驅(qū)動系統(tǒng)來說，工程師設(shè)計(jì)集成電路及其封裝時，已考慮到磚塊轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)而做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。以電路的設(shè)計(jì)來說，更高的技術(shù)集成度、板上高電壓穩(wěn)壓器、更高時鐘頻率以及可編程壓擺率的低射穿驅(qū)動器都適合新一代的設(shè)計(jì)采用。散熱是設(shè)計(jì)電源管理IC需要面對的主要問題。電源管理IC內(nèi)置的驅(qū)動器、穩(wěn)壓器通道晶體管以及電源開關(guān)都設(shè)于裸片的外圍，緊貼焊盤。這些內(nèi)置芯片及晶體管進(jìn)行操作時，熱能會傳遍整顆裸片，形成一幅由不同等溫線組成的熱能“分布圖”。若不同的晶體管分別設(shè)于不同的等溫線之上，部分次電路便會在性能上受到影響。集成電路的線路布局必須做出調(diào)整，例如，芯片正常操作時，不同晶體管在同一時間內(nèi)都處于相同的溫度之下，但要取得這樣的效果并不容易。電源管理IC的縮微圖顯示部分芯片經(jīng)常采用交叉耦合的設(shè)計(jì)，以便可以在初期階段減少熱能的耗散量。

無引線導(dǎo)線封裝是一種有導(dǎo)線的芯片級封裝，其優(yōu)點(diǎn)是可以提高芯片的速度，降低熱阻以及占用較少印刷電路板的板面空間。由于這種封裝具有體積小巧且外型纖薄的優(yōu)點(diǎn)，因此最適用于設(shè)有模塊式DC/DC轉(zhuǎn)換器、元件較為密集的多層式印刷電路板。

LLP 封裝有如下的優(yōu)點(diǎn)：低熱阻；較少寄生電子響應(yīng)；可以充分利用電路板板面空間，以支持更多其他功能；封裝纖薄、輕巧。

集成電路的封裝設(shè)計(jì)過程涉及很多繁復(fù)的工序，例如要為散熱及機(jī)械系統(tǒng)建立模型，以便進(jìn)行測試；此外，進(jìn)入生產(chǎn)及測量階段之后，裸片上的實(shí)際測量數(shù)字或模擬圖所示的熱能分布數(shù)字必須與有限接線電路模型互相比較。針對設(shè)于新封裝內(nèi)的測試裸片，測量其二極管的正向壓降，可取得裸片的實(shí)際測量數(shù)字。很多不同的遠(yuǎn)程二極管溫度傳感器芯片都采用這種經(jīng)過長期測試、證實(shí)有效的技術(shù)，以便能夠?yàn)樾乱淮奈⑻幚砥?、?shù)字信號處理器及數(shù)字特殊應(yīng)用集成電路提供更可靠的防護(hù)。也可利用測試裸片內(nèi)置的一個或多個二極管將熱能傳入，以核實(shí)裸片的熱特性。