满足数字系统设计的超薄、紧凑型DC/DC稳压器模块

　　模拟集成电路设计师 (尤其是 DC/DC 稳压器集成电路设计师) 似乎不欣赏数字集成电路设计师的艰苦工作，因为这些捣弄数字"1"和"0"的魔术师们抛弃了旧技术，而代之以更加令人兴奋的创新型方案。不过，自从几年前模拟DC/DC稳压器IC设计师和封装工程师着手采用创造性的方法推出具更佳热性能、更低噪声和更紧凑尺寸的DC/DC稳压器负载点（POL）解决方案以来，他们便得到了尊重。这些解决方案具有更高的热性能、更低的噪声和更紧凑的尺寸。当标准提高到生产一个完整的开关模式 DC/DC 稳压器系统，即片上具有电感器和其余的控制电路，采用尺寸类似于标准 FPGA 或微处理器的轻重量表面贴装塑料密封封装时，数字集成电路设计师的工作又迎来了新的转变。

　　与现有框架开放或裸露的 POL DC/DC 稳压器产品不同，这些新器件具有引人注目的可靠性，因为每一个组件都受到保护并与外部环境隔离。另外，与现有 POL 解决方案不同，这些创新性 DC/DC 系统为组装工程师节省电路板空间提供了一条新的途径，他们可以利用系统电路板背面的可用空间安装电源。这些器件无需特别配置工具或抓放型机器，可以用类似于任何其他表面贴装封装的处理方法来处理。

　　既然 DC/DC 稳压器常常是数字系统设计师头脑中最后一个担忧之处，那么有了 DC/DC POL 领域的这种创新，设计师就能够将更多精力集中到更复杂的数字设计上，而较少担心 DC/DC 稳压器的性能、尺寸、可靠性或安装问题。

　　经过几年的研究和测试后，凌力尔特公司去年推出了一个完整的 DC/DC 稳压器系列，这个系列的器件采用纤巧、重量轻和紧凑的塑料 LGA 密封封装，这个系列的器件非常小，就像一个表面贴装集成电路一样。最近，凌力尔特公司又推出了另一个系列的 DC/DC 稳压器，这个系列器件的应用目标是，用 5V 或更低的较低输入电压工作的系统，而且这个系列器件的封装更小、更薄。

　　LTM4604 是凌力尔特公司推出的最新 DC/DC 微型模块（µModuleTM）稳压器，LTM4604 也引出了一个面向低压应用（2.375V 至 5V）的新器件系列。第一个器件系列由 6 个 DC/DC 微型模块稳压器组成，以较高电压和较高功率的应用为目标，而新推出的器件系列专门用于较低电压和功率略低一些的应用。此外，新器件系列采用的封装小 40%。参见表 1，以迅速了解这些紧凑和完整的 DC/DC 系统的特色。

　　超薄、紧凑的 DC/DC POL 稳压器

　　这个系列的第一个产品是 LTM4604。这个完整的 4A DC/DC 稳压器系统包括一个电感器、DC/DC 稳压器、功率 MOSFET、输入和输出旁路电容器以及补偿电路。所有这些组件都包含在一个高度为 2.3mm 的塑料 LGA 密封封装中，仅占用 9mm x 15mm 的印刷电路板面积，重量仅为 0.86g（参见图 1）。这个器件专门用于组成一个紧凑的负载点 DC/DC 解决方案，用于需要超薄封装的应用，如 RAID 系统和采用 PCI 或 PCI Express 的单板计算机。此外，紧凑的尺寸、高度很低和重量轻允许 LTM4604 安装在印刷电路板的背面，将电路板正面的空间腾出来用于 FPGA、ASIC、存储器和其他集成电路。

　　表 1：LTM4604 是凌力尔特公司 DC/DC 微型模块系列新增加的器件

　　由于 LTM4604 以较低电压和较低功率工作，因此这个器件采用了更小和更薄的 LGA 封装，与第一个系列的器件相比，LTM4604 占板面积小 40%，薄 18%。第一个系列的器件具有更高的功率和更高的电压（LTM4600、LTM4601 和 LTM4603）。图 2 比较了这些器件的相对尺寸（占用面积）。

　　图 2：新的 LTM4604 占板面积小 40%（未按比例，背面图）

　　优点

　　一个完整的 DC/DC 负载点稳压器系统：

　　•有屏蔽的片上电感器：

　　该内置电感器是有屏蔽的，实现了低噪声工作。用户不必再进行与电感器峰值电流、电感值、电感器类型、饱和、磁芯材料等有关的计算。

　　•片上 DC/DC 稳压器和功率 MOSFET：
具有 MOSFET 的片上 DC/DC 稳压器以高效率工作，提供高达 5A 的峰值电流、4A 的直流输出电流。

　　•片上补偿电路
设计一个稳定的 DC/DC 电路常常是一个困难的任务，LTM4604 具有内部补偿。

　　•器件数最少：

　　•每个微型模块转换器都只需要一个电阻器来设置从 0.8V 至 5V 的输出电压。

　　•大容量系统电容器通常对这些器件来说足够了；每个器件都含有输入和输出旁路电容器。

　　•每个微型模块转换器都只需要一个电阻器来设置从 0.8V 至 5V 的输出电压。

　　•大容量系统电容器通常对这些器件来说足够了；每个器件都含有输入和输出旁路电容器。

　　电气性能

LTM4604 稳压器用 2.375V 至 5V（最高 6V）的输入电压工作，在 0.8V 至 5V 的范围