12 V 输入、1 V 输出、全陶瓷电容解决方案
mouser 2022-01-04

作者:Tim Kozono ADI 公司

引言


LTM4626 和 LTM4638是高效率、降压型 μModule® 稳压器,能够采用 3.1 V 至 20 V 的输入电压分别提供 12A和15A的连续输出电流。这两款器件采用了一种创新型 3D 封装结构,称为内置组件级的封装 (CoP),在该结构中电感位于 μModule 器件顶部。电感相对较高的质量、加上与空气直接接触或附接至传统的散热器,可有效地将热量从内部 MOSFET 吸走,从而实现此类小面积封装的快速高效冷却。这些稳压器能够在满负载条件下支持输出,而其他稳压器在此情况下必须降低运行速度。例如,在 75°C 环境温度和 200 LFM 气流条件下,这两款稳压器均可依靠一个12V输入在满负载 (12 A 或 15 A) 时产生 1 V 输出。

由于它们作为电流模式 DC/DC 稳压器运行,因此可轻松通过并联方式组合多个器件以分担较高的负载电流。并联稳压器能够异相工作,以降低输入和输出纹波,只需连接多个器件的输出和输入时钟引脚即可。确保整个电压、负载和温度范围内(–40°C 至 125°C) 的总输出电压 DC 准确度为 ±1.5%。为了补偿高电流下由寄生阻抗引起的任何电压降,LTM4626 和 LTM4638内置远程检测功能。输出电压跟踪和软启动功能允许用户定制电源排序。开关频率可通过一个简单的外部电阻设定 (可设置范围为 400 kHz 至 3 MHz) 或同步至一个外部时钟。LTM4626 和LTM4638 具有相同的引出脚配置。

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图1:LTM4638 和 LTM4626 的输出电流不同,但是具有相同的引脚布局


12 V 输入、1 V 输出、全陶瓷电容解决方案

图 3 示出了一款全陶瓷电容设计,它最大限度缩减了总体解决方案尺寸,同时允许将输入和输出电容布设在电路板的背面。该设计利用了 LTM4638 的内置功能,以最大限度缩小电路的占板面积,如图 2 所示。图 4 和图 5 示出了采用 DC2665A 演示电路在各种不同条件下获得的热性能和效率。

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图2:纤巧型 15 A DC/DC μModule 稳压器解决方案 (采用了安装在一块DC2665A-B 演示板上的 LTM4638)。这里示出了输入和输出电容——少量的陶瓷电容和一个电路板背面的电阻


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图3:LTM4638 12 V 输入、1 V 输出、600 kHz 简化原理图 (仅采用陶瓷电容和极少的组件)。图中未示出浮置引脚


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图4:在该对比中 (0 LFM 和 200 LFM 气流),CoP 设计的有效气流冷却对LTM4638 热性能的影响清晰可见 (12 V 输入、1 V/15 A 输出)


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图5:LTM4626 和 LTM4638 的效率 (12 V 输入、1 V 输出、600 kHz 工作频率)


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图6:DC2665A-A演示板上的 LTM4626


结论

6.25 mm × 6.25 mm LTM4626 和 LTM4638 12 A 及 15 A μModule 稳压器采用纤巧的高散热效率封装,可提供高功率。CoP 结构利用裸露的电感作为散热器,以实现快速有效的冷却。仅需少量的附加组件即可构成完整的紧凑型稳压器解决方案。可轻松并联多个器件来提供更大的负载,以打造真正的大功率密度解决方案。 

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