小而酷—SupIRBuck系列穩(wěn)壓器將面向PoL設(shè)計(jì)的單級轉(zhuǎn)換帶上新臺階(08-100)

　　然而，分立方案需要相對較大的電路板空間。同時(shí)，其元件數(shù)量多也意味著難以獲得更高的可靠性，且?guī)齑婀芾硪哺鼮閺?fù)雜。重要地是，設(shè)計(jì)者的工作難度變得更高，這樣會導(dǎo)致設(shè)計(jì)周期和上市時(shí)間加長，并且工程成本也更高昂。最終，如果系統(tǒng)無法呈現(xiàn)預(yù)期性能或者在使用中發(fā)生故障，也將難以找到原因并分?jǐn)傌?zé)任。

　　相反，單芯片解決方案提供了高密度，簡化了設(shè)計(jì)，使得客戶只需一個(gè)供應(yīng)商就可解決所有難題。不過，傳統(tǒng)的單芯片設(shè)計(jì)有自己的弱點(diǎn)：首先，它們不夠靈活且升級麻煩(例如在增加電流輸出輸出時(shí))。而且，它們的魯棒性明顯差于分立方案。更特別的是，在多數(shù)單芯片器件中部署的橫向FET沒有經(jīng)過雪崩測試或評定。

　　通過結(jié)合高性能同步PWM降壓轉(zhuǎn)換器IC和基準(zhǔn)溝槽MOSFET技術(shù)，SupIRBuck系列可以解決所有上述問題。該系列器件采用5mm×6mm QFN封裝，相比分立方案節(jié)省了70%的空間，比傳統(tǒng)單芯片方案節(jié)省了35%的空間。

　　憑借適用于寬范圍的輸入電壓，以及4A、6A、7A、9A、12A和14A版本相同的封裝引腳，該系列轉(zhuǎn)換器保證了設(shè)計(jì)的靈活性。滿負(fù)載效率高于現(xiàn)有的單芯片方案的8%到10%。

　　在設(shè)計(jì)項(xiàng)目初始階段電流未知的情況下，或者在設(shè)計(jì)過程中需求發(fā)生變化的時(shí)候，多種電流的版本就顯得特別有用。相同的引腳設(shè)計(jì)可以幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)師從一個(gè)電流等級轉(zhuǎn)移到另一個(gè)，而無需改變PCB版圖。相反的，傳統(tǒng)單芯片方案或Co-Pack方案每種電流等級的引腳都不同，增加電流(達(dá)到更高的性能或更多功能)或減少電流(縮減成本)都需要改變PCB版圖，從而增加風(fēng)險(xiǎn)。

　　分立方案的確可以靈活地改變MOSFET的電流等級—雖然不是PWM規(guī)格。但或許更重要地是，分立方案也可能由于寄生成分(如印制板走線電感)而引發(fā)EMI問題。SupIRBuck減少了電路板空間，把EMI問題最小化并保證首次就成功，同時(shí)還可提供和分立方案一樣的設(shè)計(jì)靈活性。

　　SupIRBuck系列的改進(jìn)特性還涉及到了其熱增強(qiáng)封裝，實(shí)現(xiàn)了薄至0.9mm的外形。這使得芯片可以安裝在主板背面以進(jìn)一步節(jié)省空間：當(dāng)結(jié)合使用單級功率轉(zhuǎn)換時(shí)，這種更小的外形使該器件能夠更理想地用于空間受限的高密度應(yīng)用。

　　該系列器件特性包括預(yù)偏置啟動，600kHz固定開關(guān)頻率，斷續(xù)式電流(hiccup current)限制、熱保護(hù)關(guān)斷和精確的輸出穩(wěn)壓。設(shè)計(jì)師能隨意地選擇DDR跟蹤，可編程功率良好指示和提供額外2A輸出電流能力的300kHz開關(guān)頻率等功能。

　　結(jié)語

　　PoL系統(tǒng)在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中已經(jīng)變得很常見。體積小、效率高且靈活的PoL轉(zhuǎn)換器允許使用單級轉(zhuǎn)換，并且能通過一個(gè)相同的器件引腳來為任何電流需求低于15A的主板供電。因此，設(shè)計(jì)師可先進(jìn)行他們最初的設(shè)計(jì)，并在稍后的開發(fā)周期中優(yōu)選精確的電流等級。

　　最終，PoL架構(gòu)將不可避免地得到更廣泛的部署，因?yàn)橄馭upIRBuck系列這類器件會推動設(shè)計(jì)走向更高的性能等級，并提高設(shè)計(jì)的靈活性和易用性。

　　圖3 IR3821性能對比(在Vin=Vcc=5V)