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电源转换模块的优势及应用分析-方案运用

时间:2023-08-05 10:07:00

标准的可安装电路板的电源转换模块仍然是许多系统设计人员的主要支柱。这些模块提供/DC转换,具有一到六个电压输出和几毫安到几安培的电流水平。模块输出电压通常在出厂时设置为典型工作电平,例如3.3 V,5 V,12 V甚至更低的电压。但是,许多供应商提供的版本允许客户通过外部连接的设置所需的输出电压。工业设备,网络系统,电信硬件,甚至机顶盒等消费产品都可以利用这些预先设计的模块来获得一些上市时间优势,而不会分散系统设计向其提供“增值”功能的注意力,终端系统。

有多种DC/DC稳压器模块(VRM)可供选择,设计人员可选择多种电压输入和输出电平,多输出,电流额定值和物理尺寸。封装选择范围从通孔安装到各种表面贴装选择,如多针,扁平封装,带有少至10个引脚的四边扁平封装,以及高达144的更大的焊盘阵列触点(许多触点用于提供热路径,因此最大限度地减少了对大型的需求)。

一个例子是凌力尔特公司的LTM4616。在单个144触点LGA中,尺寸为15 x 15 mm,厚度仅为2.82 mm,该公司包含,功率FET,电感器和所有支持组件(图1)。 LTM4616μModule工作在2.7至5.5 V的输入电压范围内,支持两个输出,电压范围为0.6至5 V,每个输出由一个外部电阻设置。这种高效率设计(通常为85%至93%,取决于负载电流)可为每个输出提供高达8 A的连续电流(10 A峰值)。根据纹波要求,只需要大容量输入和输出。该器件还可配置为高达16 A的两相单输出。薄型封装使设计能够利用PC板背面未使用的空间进行高密度负载点调节。故障保护功能包括过压保护,过流保护和热关断。

电源转换模块的优势及应用分析

图1:凌力尔特公司的LTM4616 uModule是一个完整的DC/DC和调节系统。超薄陆地阵列封装。

当空间不是太大问题时,采用屏蔽2英寸x 1.5英寸模块的DC/DC转换器,例如-Lambda的PXE系列DC/DC转换器,可提供以下功能: PXE20系列的负载功率为20 W,PXE30系列的负载功率为30 W.这些转换器的PXE20系列预设电压精度为±2%,PXE30系列的预设电压精度为±1%。这些设备是该公司较大的PX系列的一部分,其中包括额定功率范围为15至60 W的版本。另一系列转换器,CC-PE(图2)模块提供高达92%的效率,典型值,输出功率等级为15或30 W.这些转换器提供通孔或表面贴装封装选项。

电源转换模块的优势及应用分析

图2:所有六个侧面都有屏蔽,TDK-Lambda的CC-PE系列中的这些DC/DC转换器模块在电路上使用通孔安装电路板并输出20 W(左)和30 W(右)。

Intersil的I8200M展示了另一种适用于可安装在板上的VRM的外形尺寸(图3)。 ISL8200采用15 x 15 mm耐热增强型紧凑型QFN封装,厚度仅为2.2 mm,可在满负载和超温下运行,无需强制风冷。它甚至比凌力尔特公司的模块更薄,它也可以安装在PCB的背面,从而节省了电路板主侧的空间。 ISL8200是一个完整的开关模式电源,最大电流输出为10 A,但多个单元可以并联(最多6个),这得益于获得专利的电流共享架构,可在模块并联时降低布局灵敏度。单个电阻器将输出电压设置在0.6至6 V范围内。

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