凌力爾特新型灌封式6A至12A DC/DC μModule穩(wěn)壓器系列

在改善負(fù)載點(diǎn)(POL)穩(wěn)壓器性能的過程中，人們所面臨的主要難題一直是如何在提高輸出功率容量的同時(shí)縮減其外形尺寸。這是為了適應(yīng)高功率應(yīng)用(例如：采用AdvancedTCA或CompactPCI平臺(tái)的嵌入式系統(tǒng)，它們對(duì)這些POL DC/DC電源的性能和尺寸施加了新的限制)的高安裝密度PCB日益普及的趨勢(shì)。這些POL DC/DC電源以及精細(xì)程度相似的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)師努力地在不擴(kuò)大電路板尺寸或增加其最終產(chǎn)品的制造成本的情況下改善性能。因此，對(duì)于這些設(shè)計(jì)師而言，最佳的POL DC/DC穩(wěn)壓器除了不需要任何特殊的裝配或加工工具之外，還應(yīng)該具備緊湊、可靠、可進(jìn)行表面貼裝和采用熱阻抗封裝等特點(diǎn)，而且?guī)缀鯖]有電源設(shè)計(jì)方面的知識(shí)儲(chǔ)備要求。

現(xiàn)有的POL DC/DC解決方案需要在功率密度和外形尺寸之間進(jìn)行權(quán)衡取舍。這些開放式框架電路雖然可在高功率條件下使用，但采用了輪廓很高的元件和面積很大的PCB。由于體積過于龐大，導(dǎo)致它們往往無法安裝在間距緊密的高端數(shù)字系統(tǒng)板上。為了實(shí)現(xiàn)其小型化并滿足空間約束條件的要求，不得不降低POL DC/DC穩(wěn)壓器的輸出功率提供能力。不幸的是，當(dāng)今的系統(tǒng)需要更多的功率，以驅(qū)動(dòng)多個(gè)FPGA、微處理器、兆字節(jié)存儲(chǔ)器和其他具有快速I/O信號(hào)傳輸能力的IC。因此，盡管體積變小了，但這些輸出功率有限的POL穩(wěn)壓器卻變成了不合要求的解決方案。

μModule DC/DC電源系列

與功率處理能力、電壓范圍和性能相似的分立型解決方案相比，μModule DC/DC電源的占板面積縮小了約50%。該DC/DC解決方案系列造就了一種可進(jìn)行高效同步操作、采用快速開關(guān)頻率和高性能耐熱增強(qiáng)型封裝工藝的緊湊型設(shè)計(jì)。由于μModule轉(zhuǎn)換器輪廓扁平(高度僅2.8mm)且重量很輕(1.7克)，因而可以安裝在高密度系統(tǒng)板的底部(這里的可用空間較大，見圖1和圖6)。

與現(xiàn)用的負(fù)載點(diǎn)(POL)板載模塊相比(就相同的額定電壓和額定功率而言)，μModule第一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)在于其尺寸和高度分別縮減了約50%和40%。另一個(gè)切實(shí)的優(yōu)點(diǎn)是μModule所采用的灌封式設(shè)計(jì)。密封在μModule中的元件可免遭諸如濕氣、化學(xué)品和振動(dòng)等環(huán)境因素所造成的磨損。鑄模可使元件保持密閉，并提供了一個(gè)保護(hù)層。而相比之下，板載模塊則將其所有元件均暴露在各種環(huán)境因素的影響之下，這對(duì)其可靠性是很不利的。正是由于上述原因，諸如工廠自動(dòng)化和汽車診斷系統(tǒng)等工業(yè)系統(tǒng)以及航空應(yīng)用(在這些場(chǎng)合中，μModule暴露于極限溫度和振動(dòng)條件下)對(duì)于采用密閉或灌封式DC/DC解決方案特別感興趣。

可靠性非常高的應(yīng)用(例如：銀行業(yè)的RAID系統(tǒng))需要使用具有極高品質(zhì)的DC/DC模塊。μModule所采用的密閉式封裝以及非常低(一位數(shù))的FIT率(失效率，即單位時(shí)間里的失效，相關(guān)數(shù)據(jù)可登錄www.linear.com.cn/micromodule 查詢)極大地改善了此類應(yīng)用的可靠性和工作時(shí)間。

對(duì)于刀片式服務(wù)器、PCI以及μTCA(比如：?jiǎn)伟逵?jì)算機(jī))的設(shè)計(jì)師來說，用于冷卻系統(tǒng)的氣流是另一個(gè)棘手的難題。元件越高(相對(duì)于PCB的表面)，空氣就越難均勻而輕松地從諸如ASIC和FPGA等高溫元件的上方掠過。板載DC/DC模塊具有高度約為μModule厚度的2.5倍的元件(比如：電感器)。在安裝了多塊彼此十分靠近的架裝板卡的系統(tǒng)中，如何利用空氣的高效流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)散熱成為一個(gè)更加重要的問題。這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師試圖盡可能地抑制元件的高度。只有μModule系列能夠提供極為扁平的高功率設(shè)計(jì)，并運(yùn)用特殊的封裝技術(shù)將熱量從封裝的頂部和底部散逸出去。

自LTM4600(10A DC/DC μModule穩(wěn)壓器)面市以來，凌力爾特公司已經(jīng)先后推出了5款新型穩(wěn)壓器，從而使得該系列進(jìn)一步壯大，這些新型穩(wěn)壓器提供了旨在滿足各種系統(tǒng)電源要求的新功能和功率級(jí)別。例如：在采用相同的15mm x 15mm x 2.8mm LGA封裝的情況下，新型μModule穩(wěn)壓器LTM4601的電流提供能力提高了20%。LTM4601還提供了諸如跟蹤、鎖相環(huán)(PLL)和遠(yuǎn)端采樣等更多的功能。此外，為了簡(jiǎn)化布局以及μModule轉(zhuǎn)換器布局拷貝任務(wù)，每款μModule穩(wěn)壓器的較低輸出電流版本(LTM4602和LTM4603 6A輸出)與其較高電流版本(分別為LTM4600和LTM4601)具有相同的引出腳配置和引腳功能。而且，除了前面討論過的之外，新功能當(dāng)中還包括遠(yuǎn)端采樣(用于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)穩(wěn)壓)和電流均分(用于通過并聯(lián)多個(gè)μModule轉(zhuǎn)換器來提高輸出功率)。

請(qǐng)參閱表1，以很快地了解一下該系列各成員之間的差異。


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