IC大小的完整10A DC/DC電源

簡介

對於一個數位系統設計者而言，DC/DC電源的定義和設計常常是最後一個設計步驟。設計者必須在DC/DC穩壓器電路的設計、佈局和除錯

上花費寶貴的時間。確定合適的DC/DC控制器IC、MOSFET、電感器、電容器、電阻器和二極體只是所面臨的諸多挑戰的一部分。電源的佈局、元件選

擇和除錯耗費的時間更多，而且需要大量的電源設計專業知識。就數位系統設計者而言，更加合理的時間分配是把較多的時間放在精細數位IC的連接

和程式的編寫上，而不是被DC/DC電路的負載瞬間響應分析以及電感器、MOSFET和電容器的定義工作所大量佔用。但是不能忘記的還有輸出電流漣波

和迴路穩定性的計算。

事先製造的DC/DC電源（亦稱"負載點模組"）一直在保證著解決方案的簡單、小巧和高速，但它在滿足高密度嵌入式電路板的系統裝配要

求方面則顯出不足。有些電源解決方案需要一個外部電感器、多個附加的輸入和輸出電容器以及補償電路。它們大多安裝在一個小型印刷電路板（PCB

）上，並且需要進行手檢以確保可靠性，這是因為電路元件是外露式的，並未予以密封。

為了實現良好的散熱和安全的元件間距，許多嵌入式系統都規定了電路板頂部和底部的最大厚度。不幸的是，高功率密度DC/DC模組必須

採用高電感器，並且依靠厚PCB來緩解熱耗散。龐大的尺寸和高外形嚴重地限制了它們的使用。因此，設計者要麼必須設計一個能夠針對高度要求進行

最佳化的獨立電源，要麼就不得不依賴可採用扁薄電感器的低功率DC/DC模組。

系統設計者被迫在最佳電源的選擇、性能和定義中進行折衷。最好的解決方案是一種沒有外部功率元件、無需進行數學分析而且易於佈局

的完整電源，以及一種能夠完全滿足表面貼裝要求的產品（就像電路板上的其他數字IC一樣）。最終的結果就是：您將獲得一款易於選擇、設計和裝配

的解決方案。

外形尺寸與一塊IC晶片相當的完整電源

圖1示出了一款完整的DC/DC電源解決方案。這種外形尺寸與IC晶片相似的解決方案是一個具有內置電感器、支援功率元件和補償電路的

10A同步開關模式穩壓器（見圖2）。LTM4600是一種可滿足高密度和先進嵌入式系統間距和裝配要求的DC/DC模組。這種密封型μModuleTM DC/DC電

源採用15mm x 15mm x 2.8mm LGA封裝。其外形尺寸比大多數FPGA和處

圖1：LTM4600是一款佈局和裝配與IC同樣簡單的完整10A開關模式DC/DC電源

圖2：LTM4600需要的外部元件極少。難於處理的補償電路、電感器、MOSFET、

DC/DC控制器和輸入/輸出電容器均安裝在電路板上。這裏示出的是1.5V/10A應用

該μModule的額定規格是針對20V和28V輸入工作電壓而擬訂的（兩種版本）。輸出電壓可利用單個電阻器來調節（可調範圍為0.6V至5V）。

LTM4600能夠輸送高達10A的輸出電流，並可對快速變化的瞬態負載電流作出卓越的瞬態回應。

通過佈局的“複製”和“粘貼”來輕鬆完成設計複製

在系統設計者當中普遍存在一種抱怨，就是裝配車間對某種規定佈局的更改。後果是需要進行多輪除錯佈局。而採用LTM4600則可使

這一問題得以緩解。

LTM4600的簡單性最大限度地減少了佈局錯誤。μModule的裝配不需要特殊的工具。這種簡單的裝配和佈局使得兩個LTM4600 μModule能夠共用負載，從而把

輸出電流供應能力提高了一倍，以滿足較高功率應用的需要。

超卓的熱性能

LTM4600 μModule的熱阻僅為15°C/W。它通過高效地將熱量從封裝的頂部和底部散逸出去，而避免了過熱現象的發生。該器件的封裝技術

允許在採用一個12V輸入的情況下於3.3V輸送10A的負載電流，並實現了超群的熱性能。對於高環境溫度應用，利用一個散熱器和少許氣流，LTM4600即

使在高輸出功率條件下仍然表現出絕佳的熱性能。各種條件下的詳細應用分析和熱成像照片可登錄

高輸入電壓、超快瞬態回應

與輸入範圍受限的其他DC/DC負載點模組不同，LTM4600能夠對高達28V的輸入電源電壓進行轉換，而無需採用任何輸入電源保護或額外的

外部元件。輸出電壓可調範圍為0.6V至5V（準確度為±1.5%）。LTM4600的一項獨特性能是其無時鐘延遲電流模式架構，從而令其能夠對負載電流的快速

變化迅速地做出回應。在其他模組必須等待一個完整的時鐘週期才能對一個負載變化做出回應的場合，LTM4600的回應是即時的，因而免除了多達5個其

他解決方案所需要的外部負載電容器。