下一代高性能服務(wù)器、存儲(chǔ)與通信系統(tǒng)CPU、GPU和DDR存儲(chǔ)器的電源管理要求越來(lái)越有挑戰(zhàn)性 - 在極低的電壓(約1V)下實(shí)現(xiàn)高達(dá)300A的負(fù)載電流。新一代系統(tǒng)主要要求具有極高的效率、較低的功率損耗、出色的散熱性能和更小的空間。為了滿足這些要求,必須實(shí)現(xiàn)多相同步降壓轉(zhuǎn)換器。由于傳統(tǒng)MOSFET、驅(qū)動(dòng)器和封裝技術(shù)的局限性,每個(gè)相位的最大電流一般被限制在15~30A的范圍內(nèi),因此為了提高負(fù)載要求,需要額外的相位來(lái)處理功耗,這在多數(shù)情況下是非常不受歡迎的,因?yàn)樗鼤?huì)增加電路板空間、系統(tǒng)成本和元件數(shù)量。
國(guó)際整流器公司(IR)的IR3550 PowIRstage?在高密度、小型6mm x 6mm x 0.9mm PQFN封裝內(nèi)整合了高性能同步降壓柵極驅(qū)動(dòng)器、IR最新一代控制與同步MOSFET(具有超低通態(tài)電阻(RDS(on))和柵極電荷)和肖特基二極管。對(duì)封裝設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化,從而實(shí)現(xiàn)了理想的主板PCB布局;PowIRstage?內(nèi)聯(lián)技術(shù)降低了封裝電阻、熱阻和電感,這樣就能夠在高達(dá)1.0MHz的開(kāi)關(guān)頻率下運(yùn)行了,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了極高的散熱性能。高開(kāi)關(guān)頻率還讓快速瞬態(tài)響應(yīng)變成可能,從而實(shí)現(xiàn)了輸出電感以及輸入和輸出電容小型化,同時(shí)還保持了高電效率。
對(duì)集成式高性能柵極驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了優(yōu)化,能夠與內(nèi)部MOSFET協(xié)同工作來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)今市面上效率最高、電流密度最大的功率級(jí)解決方案,進(jìn)而在超小型6mm x 6mm x 0.9mm PQFN封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)高達(dá)60A的電流。如果不計(jì)電感損耗,IR3550 PowIRstage?的最高效率可達(dá)95%,而60A電流條件下的滿載效率約為89%。
IR3550 PCB管腳與同系列的其它電流較低的PowIRstage?產(chǎn)品兼容,為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供了系統(tǒng)級(jí)靈活性和可升級(jí)性。PowIRstage?解決方案與大多數(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模擬或數(shù)字控制器兼容,PWM輸入接收具有三態(tài)操作功能的3級(jí)PWM輸入信號(hào),與3.3V/5V邏輯信號(hào)兼容,耐壓7V。
IR3550還整合了可用于實(shí)現(xiàn)電感器DCR感應(yīng)的連續(xù)自校準(zhǔn)電流感應(yīng)放大器。讓電流感應(yīng)放大器靠近功率級(jí)可以實(shí)現(xiàn)高電流感應(yīng)精度和信噪比。消除從功率級(jí)到PWM控制器的嘈雜電流感應(yīng)跡線可以提高系統(tǒng)的抗噪性。
與替代功率級(jí)解決方案相比,IR3550提供了出色的性能,將電效率提高了3.8%之多,將器件溫度降低了43°C,減少了系統(tǒng)發(fā)熱量,從而降低了對(duì)復(fù)雜熱管理技術(shù)的依賴性和相關(guān)成本,同時(shí)還提高了可靠性,減少了相位數(shù)(相比于現(xiàn)有解決方案)。
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