高效率、降压型μModule稳压器打造真正的大功率密度解决方案

Tim Kozono

LTM4626 和 LTM4638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，它较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，以较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。

审核编辑：郭婷