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通信工程师们超想要的超薄μModule解决方案
shaobaby
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发表于 2019-8-15 09:36:38  只看楼主 

通信设备中可能有数百个PoL电压轨,系统架构师需要通过一种简单的方法来管理这些电轨的输出电压、时序和最大允许电流。如今的许多深亚微米IC数字处理器要求它们的I/O电压在其内核电压之前升高。另一方面,许多DSP要求它们的内核电压在I/O之前得到提升,此外,关断时序也是必不可少的

超薄μModule解决方案的一个最新范例是LTM4622。这是一个双2.5A或两相单5A输出降压型功率调节器,采用6.25 mm × 6.25 mm × 1.8 mm超薄LGA封装。其超薄高度接近1206外壳尺寸的焊接电容高度,允许安装在电路板的顶部。超薄外形使它能够满足苛刻的高度限制,例如PCIe和嵌入式计算系统中的先进夹层卡所要求的高度限制,如图1所示。

LTM4622A可安装在PCB的底部。

作为LTM4622的变体,此A版本具有1.5V至12V的较高输出电压,代替0.6V至5.5V的非A版本。这样,如果终端系统需要,系统设计人员可以在较高端具有更宽的输出电压范围。在任一情况下,输入电压范围均为3.6V至20V。通过Power by Linear的μModule DC/DC稳压器,也可轻松提供高功率和DPSM功能。由于许多μModule稳压器可以在高负载电流下并联并提供精确电流匹配(在各自1%的标称范围内),它们可以减少出现热点的可能性。此外,只有一个μModule稳压器需要包含DPSM功能,因为即使其余并联μModule器件没有内置DPSM功能,它也可提供完整数字接口。

借助DPSM器件,系统设计人员可以执行许多不同的任务,包括:

  • 通过数字通信总线配置电压,定义复杂的开/关时序布置,定义故障条件(如过压和欠压限值),设置重要的电源参数(如开关频率、电流限值等)。

  • 在同一通信总线上,可以回读重要的工作参数,如输入电压和输出电压、输入和输出电流、输入和输出功率、内部和外部温度,以及在某些产品中测量所消耗的能源。

  • 个人可以实现对设计的精确闭环裕量测试,并将电源电压调整到非常精确的水平。

  • 这些器件设计为自主式器件。一旦将它们配置好并应用输入功率,它们就会对电源进行定序,在负载点调节非常精确的电压,在实施用户可配置的故障管理方案的同时持续监控电压和电流,并装备非易失性故障记录器,在检测到故障时存储有关电源系统的信息。

  • DPSM器件可以级联,以构建相干的大型电源系统。这是通过以有线速度运行的芯片间协调总线来实现的。

  • 它们包括用于器件配置和故障记录功能的内部NVM。

  • 这些器件包含I2C/PMBus通信端口,并使用行业标准PMBus命令集控制并管理电源系统。

  • 这些PSM器件都受到通用LTpower Play® GUI的支持。LTpowerPlay是工程级GUI,在开发时考虑了电源系统的设计和调试,以及远程客户支持。

图2相应地显示了180A加DPSM PoL解决方案的一个LTM4677 (36A DPSM μModule稳压器)和三个 LTM4650(50A μModule稳压器)并联的应用原理图。

将一个LTM4677 DPSM μModule器件和三个LTM4650 μModule稳压器相结合可在1V下从额定12V输入提供186A。

结论

若在当今通信设备中采用DPSM功能和超薄外形功率转换器件,电源设计人员便可通过简单而强大的方式将高功率输出传送到低至0.5V的核心电压,且温度范围内的最大直流输出误差为±0.5%,可满足最新亚20nm ASIC、GPU和FPGA等IC的需求。如果存在外形尺寸约束,则可以利用超薄外形的μModule稳压器(例如LTM4622A),其安装在电路板上后外形尺寸小于2mm,让原本闲置的底部电路板空间派上用场。这不仅节省了宝贵的PCB面积,而且还因整体运行效率的提高减少了所需的冷却量。

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