紧凑的四输出降压型稳压器解决方案 加速采用数字内窥镜

个完整的解决方案仅需要 6 个外部陶瓷电容器 (1206 外壳尺寸) 和4 个电阻器。

为了节省空间和设计时间，LTM4644 四输出稳压器在 9mm x 15mm x 5.01mm BGA 封装中纳入了 DC/DC 控制器、功率开关、电感器和补偿电路。4V 至 14V 输入电源 (或当使用外部偏置电源时为 2.375V 至 14V) 为每个稳压器通道供电，提供可在 0.6V 至 5.5V 范围内调节的稳定输出电压，在电压、负载和温度范围内，其准确度为 ±1.5%。无论输出均流与否，单独的输入电源引脚允许工程师为满足功率预算要求，用不同的电源轨为四个通道供电。还可以采取另一种措施减小解决方案占板面积和成本。LTM4644 中的四个开关以相同频率和 90 度相差工作，可将输入电容减小一半的情况下得到相同的输入纹波性能。因此，当用相同的输入电源工作时，四输出配置仅需要 6 个外部陶瓷电容器 (1206 外壳尺寸) 和 4 个反馈电阻 (0603 外壳尺寸或更小)。LTM4644 采用小型 BGA 封装，所需外部组件非常少，可构成目前最小的四输出 4A DC/DC 降压型解决方案。

良好控制的上电排序

LTM4644 具有为需要特定上电和断电顺序的负载供电所必需的功能。每个输出都有自己的使能 (RUN) 逻辑引脚、跟踪 (TRACK/SS) 引脚和电源良好 (PGOOD) 逻辑标记。跟踪引脚允许工程师用一个模拟输入，控制上电和断电时的输出电压转换率。当输出电压进入目标稳定值的 ±10% 范围时，电源良好标记引脚发出指示。因为有些电压轨的供电先于其他电压轨，可能引起反馈，或者当启动前电压被保持时，有些负载的电源轨也许在稳压器启动时被预偏置。预偏置输出可能给有些同步开关稳压器造成问题，因为有些同步开关稳压器的控制环路在启动时会立即将负载放电到地，即使 FPGA 正确工作需要单调上升的电源。除了提供必要的控制和指示引脚，LTM4644 即使面对预偏置的负载时，也提供单调上升的电压 (图 3)。

图 3：LTM4644 的启动进入预偏置输出

即使负载预偏置 (2.5V) 时，LTM4644 也为 FPGA 的正确工作提供一个平滑单调上升的输出电压至 5V 标称值　。

另一种更小的解决方案适用于任何遗漏的电源轨

为了帮助工程师应对最后一分钟的设计变更，凌力尔特提供了 LTM4644 的单输出版本 LTM4624，该器件采用纤巧的 6.25mm x 6.25mm x 5.01mm BGA 封装，高度与 LTM4644 相同。整个 LTM4624 解决方案仅需要两个外部电容器和一个反馈电阻，在单面 PCB 上仅占用令人难以置信的一平方厘米面积 (图 4)。LTM4624 所支持的工作输入、输出电压和上电排序功能，与之前“良好控制的上电排序”一节所述相同。

图 4：LTM4624：14VIN、4A 降压型微型模块稳压器解决方案的建议 PCB 布局

LTM4624 仅需要两个外部陶瓷电容器 (1206 外壳尺寸) 和一个电阻 (0603 外壳尺寸或更小)，可构成单输出 4A 降压型稳压器解决方案，在单面 PCB 上占用 1cm2面积，在双面 PCB 上则占用 0.5cm2 面积。尺寸优势使 LTM4624 成为应对最后一分钟设计变更或遗漏电源轨的卓越选择。

结论

越来越多地使用数字内窥镜可为患者及医生带来极大的好处。CMOS 图像传感器以足够低的工作温度，于人体内建立图像分辨率足够高的数字图像和视频，适合手术团队用来捕获所需部位的图像。这些图像和视频可以非常容易地存储、增强和共享，帮助实现更有效、更快速和成本更低的治疗，使患者及其家属和医疗团队受益。完成这三大任务需要一组数字处理器、存储器、A/D 转换器、视频显示端口和一个以太网控制器，这些组件增大了所占用的 PCB 面积。因此，负载点稳压器必须在占用更小空间的同时，支持更多的电压轨，以保持内窥镜系统尺寸不变。LTM4644 和 LTM4624 降压型微型模块稳压器提供了一种简单、紧凑的解决方案，专为应对上述挑战而设计。

图 5：数字内窥镜