20 V 输入、纤巧、6.25 mm x 6.25 mm、12 A 和 15 A μModule 稳压器

引言

LTM4626LTM4638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 12 A 和 15 A 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 12 V 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。

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。

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。

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。

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)。

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

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。

作者

Timothy-Kozono-Blue

Tim Kozono

Timothy Kozono是ADI公司电源产品部的应用工程师,专注于µModule器件和软件开发。他于2008年和2010年分别获得圣路易斯奥比斯波加州理工州立大学电气工程学士和硕士学位。