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ROHM在“功率元器件”的发展与“电源IC技术”的变革

时间:10-06 来源:mwrf 点击:

度控制LDO损耗的系列电源,备有Ultra LDO BD35xx系列产品。该系列产品是采用Nch FET与双电源结构两种手法、可大幅降低输入输出电压差的系列电源。系列电源的效率由(输出电压÷输入电压)决定,因此,降低输入输出电压可提高效率,从而,可将效率提高到开关电源水平。最近,各种电源对这种减少开关电源数量的解决方案的需求日益高涨,尤其在PC和数码家电中广为采用。

※: 根据罗姆调查(截至2012年11月13日)

 

[图3] "BD35xx系列"未来设计方案

另外,在开关电源方面,罗姆不仅拥有传统的电压模式、峰值电流模式产品,还陆续推出了平均电流模式、ON time控制、H3REG等新产品。

这些产品中尤其值得一提的是6MHz的开关电源BU900xx系列。这种IC是拥有高频率开关电源技术的。(图4)。外围部件仅3个:输入输出电容和1个线圈,而其最大的特点是频率更高因此可使用小型产品,整体上可减少电源部份面积。此外,实现了1.3mm×0.9mm的小型封装、电路电流仅40μA的低耗电量,从而在以智能手机为首的便携设备中广为采用(图5)。

另外,H3REG是实现快速瞬态响应的罗姆独创的控制方式。与电压模式、电流模式及ON Time控制相比,有望大幅改善输出电流变动时的电压漏失(图6)。

[图4] 20MHz开关电源"无线圈"降压DC/DC转换器11

[图5] 6MHz 1.0A步降DC/DC转换器

 

[图6] 瞬态响应比较

 

罗姆在功率元器件及电源IC小型化上的推进

很多整机产品的设计人员感叹配套基板一般都是电源。另外,时常耳闻印制电路板的单位面积成本逐日攀升。的确,从有些智能手机和平板电脑等的拆解图片上看,基板被电池挤到非常小的角落里。而且,除去CPU和存储器等一目了然的IC,多个内置线圈相当引人注目。

这些线圈通常是开关电源部的线圈,可见间接的使用了相当数量的电源。至于系列电源,最近封装越来越向超小型化发展,看不清印刷字迹,对于没有受过专业训练的人来说不知道是什么IC。

罗姆的系列电源采用WLCSP(Wafer Level Chip Size Package)技术,从0.96mm×0.96mm向0.8mm×0.8mm不断推进小型化,这与端子间距正在从0.5mm变为0.4mm同步向小型化进展。

在小型化方面,罗姆进一步加快研发的步伐,开发出端子间距仅为0.3mm的世界最小的0.65mm×0.65mm尺寸封装(该产品目前尚在开发中)。成功实现了整机产品的进一步小型化。

※:根据罗姆调查(截至2012年11月13日)

 

[图7] CMOS LDO WLCSP演化图

 

 

另外,罗姆同时在推进FET12和Di的小型化。这些是通过采用新封装结构实现的。例如,以往的FET封装的最小尺寸为1.2mm×1.2mm,最新的小型封装尺寸在以往基础上降低了约70%,达到0.8mm×0.6mm,实现超小型化。

如上所述,罗姆不断推进元器件的小型化,在部件的小型化、整机产品的小型化、减少废弃物、减少CO2排放量等各个环节做出了贡献。

另外,作为最新的小型产品,还有融合了IC外围部件的一体化封装电源。这是一款内置了IC外围部件的产品,是超紧凑型的且支持盘带安装的、用于IC汇编器的超小型模块。罗姆将其定位为新一代IC封装之一,并为实现其量产化投入力量。该产品采用内置基板技术,不仅可搭载外围部件、可与IC连接,还可减少面积。使用一体化封装电源的整机产品设计人员,可以享受减少安装面积、优化布局减小开关尺寸、使用简单等优点,从而可倾全力于设计。另外整机产品的采购担当人员可以减少零部件数量,使日益增加的零部件变得更加干净整齐。

在面向安装面积要求苛刻的智能手机方面,罗姆开发出了两种产品。

第一种是搭载了上述介绍的BU900xx系列的降压式电源BZ6AxxGM系列。该系列产品在减少面积的同时将高度控制在1mm。这是实现世界最小级别2.9×2.3mm的紧凑型支持650mA输出电流的产品。

第二种是升压电源BZ1AxxGM(该产品目前尚在开发中)系列。可作为升压电源和升降压电源使用,是实现了仅为2.3×2.4mm的世界最小尺寸的产品。当然,高度也是1mm。

该系列产品的使用方法多种多样。例如,在用锂离子电池(2.7-4.2V)制作5V电压的电路中,使用这种一体化封装电源,可轻松作为USB电源、HDMI电源、LED手电筒电源而使用。

[图8]一体化封装电源系列

※:根据罗姆调查(截至2012年11月13日)

另外,为了在锂离子电池环境下使用仅可在5V电压下使用的IC,采用BZ1AxxGM系列也是有效的手段。输入电压范围较宽的IC为了适应锂离子电池较宽的电源电压范围,需要牺牲的特性也为数不少。而不失去这些特性的手段之一就是利用BZ1AxxGM系列制

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