【】控制器何时变得越小越好了?

μModul?控制器如何装入如此小的空间内?
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回答:
所需的许多组件都已经集成 。
电源模块上市已经很长时间了 。电源模块是一种通常采用开关模式的封装电源 , 能够轻松焊接到电路板上 , 用于将输入电压转换为经过控制的输出电压 。与通常只在芯片上集成控制器和电源开关的开关稳压器IC相比 , 电源模块还可以集成无数个无源组件 。通常 , “电源模块”一词一般在集成电感时使用 。图2显示了开关模式降压型转换器(降压拓扑)所需的组件 。虚线表示开关稳压器IC和电源模块 。这些模块的电压转换电路由电源模块制造商开发 , 所以用户无需非常了解电源 。除此以外 , 还有其他优点 。由于模块高度集成 , 所以开关模式电源的尺寸会非常小 。
【【】控制器何时变得越小越好了?】更安静、更小巧的DC-DC调节
开关稳压器本身会产生辐射EMI , 在相对较高的频率工作时需要高dI/dt事件 。在医疗设备、RF收发器以及测试和测量系统中 , 通常强制要求EMI合规 , 这也是信号处理领域的一项关键设计挑战 。例如 , 如果系统未能达到EMI合规要求 , 或者开关稳压器会影响到高速数字或RF信号的完整性 , 则需要进行调试和重新设计 , 这样不仅会延长设计周期 , 还要重新进行评估 , 从而导致成本增加 。此外 , 在更密集的PCB布局中 , DC-DC开关稳压器一般非常接近噪声敏感型元件和信号路径 , 这更有可能产生噪声 。
与其依赖于繁琐的EMI缓解技术 , 例如降低开关频率、在PCB上添加滤波电路或安装屏蔽 , 更好的方法是从源头抑制噪声 , 即DC-DC硅芯片本身 。为了实现更紧凑的DC-DC解决方案 , 可以将所有组件 , 包括MOSFET、电感、DC-DC IC , 以及所有支持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 。
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图1.LTM8074使用Silent Switcher?架构 , 实现完整的小型封装低噪声解决方案
除了能够实现更安静的DC-DC转换 , 满足大部分EMI合规标准要求(例如EN 55022 B类) , 以及实现小尺寸之外 , 还需要尽可能减少PCB上输出电容等其他组件的数量 , 这点至关重要 。通过采用快速瞬态响应DC-DC调节器 , 可以降低对输出电容的依赖 。这意味着通过优化内部反馈环路补偿 , 可在多种工作条件下提供足够的稳定性裕量 , 支持各种输出电容 , 从而简化整体设计 。
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图2.降压型(降压)开关稳压器高度集成电源模块中的电感
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图3.使用最小输出电容(2 μF × 4.7 μF陶瓷电容)时 , LTM8074提供快速瞬态响应(12 VIN、3.3 VOUT)
LTM8074是一款1.2 A、40 VIN μModule降压稳压器 , 采用4 mm × 4 mm × 1.82 mm、0.65 mm间距BGA微型封装 。3.2 VIN至40 VIN、3.3 VOUT产品解决方案的整体尺寸为60 mm2 , 只需要两个0805电容和两个0603电阻 。这种小巧、轻质(0.08 g)的封装使得器件可以安装在PCB的背面 , 而PCB正面通常密布各种元件 。该产品采用的Silent Switcher架构可以最小化EMI辐射 , 让LTM8074能够通过CISPR22 B类测试 , 并降低与其他敏感电路产生EMC问题的可能性 。


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