高頻集成穩(wěn)壓器縮小PCB面積實(shí)現(xiàn)有效的熱管理

作者：Maurizio Di Paolo Emilio

Empower半導(dǎo)體通過(guò)其可配置的硬件平臺(tái)為設(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)化了DC-DC轉(zhuǎn)換器的采用。該公司 完全在CMOS工藝中開(kāi)發(fā)高頻 集成穩(wěn)壓器（IVR）。IVR集成了全離散電源組件，從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程并減小了PCB面積，從而實(shí)現(xiàn)了有效的熱管理。

憑借其電源管理產(chǎn)品平臺(tái)，Empower Semiconductor已實(shí)現(xiàn)了三輸出DC-DC器件的集成，而無(wú)需外部組件，所有器件均采用5×5mm封裝。該公司宣布的新系列產(chǎn)品可大大節(jié)省數(shù)據(jù)中心的能源。

憑借最小的占位面積，可編程性以及對(duì)電源和輸出配置的管理，電源設(shè)計(jì)人員可以在各種設(shè)計(jì)中使用新型EP70xx。

“所有功能都可以通過(guò)總線進(jìn)行編程，因此無(wú)需外部組件即可對(duì)事物進(jìn)行編程，因此我們可以將其發(fā)送到工廠，或者客戶也可以對(duì)其進(jìn)行編程，” Empower半導(dǎo)體銷售和營(yíng)銷高級(jí)副總裁Steve Shultis說(shuō)。

電力技術(shù)

新能源效率標(biāo)準(zhǔn)的逐步普及以及新一代產(chǎn)品的處理能力和功能的不斷發(fā)展，從根本上改變了電力轉(zhuǎn)換，管理和分配中使用的方法。

通常，這些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)從未受到諸如待機(jī)電流耗散，動(dòng)態(tài)負(fù)載電壓以及日益緊湊的外形等問(wèn)題的影響，例如在無(wú)線手持設(shè)備領(lǐng)域。

通常，此類應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員始終將重點(diǎn)放在開(kāi)關(guān)頻率低于1 MHz的低成本控制電路和外部組件上，以確保諸如軟啟動(dòng)，穩(wěn)定性，濾波和優(yōu)化負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)之類的功能。

傳統(tǒng)的DC / DC轉(zhuǎn)換器必須在低頻（0.3 MHz至3 MHz）下運(yùn)行才能實(shí)現(xiàn)高效率。低頻工作涉及使用大型或笨重的輸出電容器進(jìn)行廣泛的輸出和輸入濾波，這些電容器通常并聯(lián)放置以達(dá)到100μF或更高。

“無(wú)需大型電容器，Empower IVR可以將瞬態(tài)期間的輸出電壓偏差降低三分之一或更小，恢復(fù)時(shí)間比最佳的DC / DC轉(zhuǎn)換器快100倍，” Empower首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Tim Phillips說(shuō)。半。

PMIC標(biāo)準(zhǔn)與Empower Semi平臺(tái)之間的比較（圖片：Empower Semi）

賦能半平臺(tái)

Empower Semi的專利，可數(shù)字配置的硬件平臺(tái)為設(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)化了DC / DC轉(zhuǎn)換器的采用。只需一個(gè)占用空間（更重要的是，沒(méi)有外部組件），電源設(shè)計(jì)人員就可以通過(guò)一條總線輕松地對(duì)其解決方案進(jìn)行編程。無(wú)需輸入濾波器設(shè)計(jì)，無(wú)需輸出濾波器設(shè)計(jì)，無(wú)需反饋電阻器，無(wú)需環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì)，也無(wú)需修改組件。

Phillips說(shuō)：“大幅減少了整合所有分立元件的面積，提高了瞬態(tài)精度，建立時(shí)間縮短了100倍，納秒級(jí)DVS節(jié)省了50％的能源，先進(jìn)的CMOS工藝可實(shí)現(xiàn)SoC集成?！?/p>

EP70xx系列具有獨(dú)特的架構(gòu)，峰值效率高達(dá)91％，效率曲線幾乎平坦，輸出電流高達(dá)10A。該器件的動(dòng)態(tài)電壓縮放比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品快1000倍，從而實(shí)現(xiàn)了快速，無(wú)損的處理器狀態(tài)更改，可以節(jié)省30％或更多的處理器功率。

Empower Semi的動(dòng)態(tài)電壓縮放（圖片：Empower Semi）

EP7010的電路布局（圖片：Empower Semi）

使用先進(jìn)的CMOS幾何平臺(tái)，Empower Semiconductor的產(chǎn)品也可以直接集成到SoC封裝中，以進(jìn)一步減小功耗和功耗。

它們還有助于減小組件尺寸和成本，并優(yōu)化集成電路設(shè)計(jì)和封裝緊湊性，從而有可能通過(guò)使用高頻開(kāi)關(guān)拓?fù)鋪?lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間的解決方案。
編輯：hfy