近年來,隨著5G和IoT應用市場擴大,邊緣計算、深度學習中AI技術也迅速發展,基站、服務器、邊緣處理設備高速處理的數據量激增,對IT設備的高功能、高密度化的要求急速高漲,設備內大規模集成電路芯片(LSI)性能不斷提高,為LSI芯片提供動力的傳統電源電路方案相應顯得捉襟見肘。
通常,配套線路板上不同搭載IC的固有工作電壓范圍是各不相同的。由于電壓精度要求各異,電壓不穩定的電源供電會發生失靈等問題,需要DC-DC轉換器將直流轉換為不同電壓或保持電壓穩定。比如,配置在微處理器、DSP、FPGA、ASIC等LSI附近的DC-DC降壓型直流變換器(下圖,也就是常說的POL,Point of Load)。
一般的電源配置示意圖
這些年,為LSI供電的電源電路的電壓在降低,電流在增大。然而,降低電壓后,防止LSI失靈需要提高電壓精度并在負載變化時能夠高速響應;而增大電流后,LDO變成開關電源,即便之前的設計可以做到既小型又簡易,現在卻也變得難以設計了。LDO變成開關電源,EMI噪聲和紋波問題怎么解決? 由于電源電路通常占主板面積的30~50%,設計師還越來越為空間嚴重不夠而大傷腦筋:空間相同,功耗增加,PCB散熱怎么辦???????????????????????????? 鑒于上述這些原因,越來越多的應用中要求POL直流轉換必須滿足更高的要求:
電壓精度高
過載響應快
EMI噪聲低
小型化
村田公司為此研發了既能削減包括周邊電路在內的貼裝總面積,電壓轉換效率又出色、兩全其美的本產品——MonoBK DC-DC轉換器。
什么是MonoBK?
MonoBK整合了村田MLCC、電感元件和豐富得電路技術優勢,使用獨特的3D結構設計和成型加工技術,減少外置元器件,將電源組件方案小型化。DC-DC轉換器低噪聲,高速響應,使用MonoBK方案還可以減少濾波器使用,簡化設計。另外,使用MonoBK的方案穩定,適合高溫運作環境。
MonoBK的四大優勢
今年,村田制作所MonoBK產品陣容又新增了一個系列,貼裝面積超小電壓轉換效率超高的DC-DC轉換器模塊UltraBK MYTN系列最近開始商品化推向市場。
村田新近推向市場的UltraBK MYTN系列
新產品UltraBK MYTN系列凝聚了村田公司多年積累的電源電路技術,融合了子公司“pSemi Corp.擁有的特有的工藝技術和提高電壓轉換效率的技術,將村田在通信模塊業務中積累的高密度封裝將電源IC、電感器、電容器封裝成一個,實現了DC-DC轉換器的超小型化和薄型化(新產品主要規格和特點見下圖)。
UltraBK MYTN系列新產品的主要規格和特點 村田MonoBK直流轉換器系列產品的優異特性和競爭優勢的一個秘密是融合特有的“電荷泵技術”傳統的DC-DC轉換器電路的新方式“2階結構”。 當DC-DC轉換器模塊是將電源IC、電感器、電容器等封裝成一個的產品時,大部分體積為電感器所占。一般來說,要變換效率高,就需要大尺寸電感器,所以DC-DC轉換器也就大;要優先確保空間,使用小型電感器,則電壓轉換效率變低。此外在輸入電壓與輸出電壓之差較大的應用中,由于占空比非常小,其影響出現在電源輸入線,故為了降噪也需要大型濾波電路。 電荷泵技術通過以小幅電壓階躍降低輸入電壓,從而能使用低耐壓FET,減輕對各個電感器的依賴度,從而實現了小型且高電壓轉換效率的DC-DC轉換器。而且由于經降壓的電壓為DC-DC轉換器電路的實際輸入電壓,故也解決了因輸入電壓與輸出電壓之差所造成的占空比問題。
原文標題:活動預告 | 開關電容技術在降壓型直流轉換器中的應用
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