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ADI:迈向100 A的演进进程 μModule稳压器

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 简介A μModule®器件与表

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简介

A μModule®器材与表贴IC类似,但它们还包含一般用于构建电源转化电路的一切必要支撑器材。这包含直流到直流控制器、MOSFET芯片、磁性元件、电容和电阻等,均装置在热效率高的层压衬底上,然后运用注塑帽进行封装。成果便得到一款能够简略地粘附到印刷电路板(PCB)的完好电源。

该产品系列按业界最高质量规范构建,大大降低了成功规划高功用、高功率密度处理方案的危险、时刻和精力。就好像咱们把一切ADI公司的电源专业知识和专有技能都投入到类似IC尺度的产品中。有些人规划电源转化电路是有严峻时刻束缚的,须在短短几周内投入量产,因而不得不加班加点,许多晚上进行电源调试,直到第二天清晨。假如运用μModule稳压器替代“自己规划”(DIY)的分立处理方案,这样的状况就不会再呈现。

细心看一下典型μModule产品的内部结构,就会注意到所供给的封装选项为基板栅格阵列(LGA)或球栅阵列(BGA)。构成内部开关方式功率转化电路所需的内部元件能够是裸片方式,而其他元件则是完好封装产品。尽管如此,这些元件都装置在Bismaleimide-Triazine(一般称为BT)层压衬底上,该衬底具有优异的电气和热功用。此外,μModule产品不只是简略的集成,因为与竞赛对手的产品比较,它们还具有其他特性和更好的功用参数。

全球电源规划专家正在削减,而且在大多数客户现场,底子没有满意的电源规划资源来开发每一种电源。据商业媒体报道,有学位工程师的平均年龄为57岁,这是一个全球统计数据,而我国的平均年龄则最小。

电源规划工程师最关怀的三个问题是:

  • 没有满意的人来完结作业。
  • 为其规划寻觅最佳器材。
  • 产品上市时刻的压力。

鉴于这些问题,咱们期望供给一个现成的完好电源,随时可用,并能满意终究运用所需的一切功用规范。而且与此一起,PCB面积也很名贵,因为每个人都企图将更多的功用和功用集成到更小的空间中。似乎这还不行糟糕,因为规划人员企图将更多功用放到史无前例的更小空间中,一起供给更多功率,而环境的散热气流有限,所以散热规划束缚正变得愈加杂乱。终究,因为电源是体系中终究规划的项目之一,批量生产或许几周后就会开端,因而产品上市时刻压力急迫!

PCB面积是大多数规划的要害优先事项。例如,一切特定的数据通信或电信板必然会装置许多数字处理器、ASIC和存储器。在改变规模为12 V到48 V的中心体系总线电压之后,一切这些器材都需求在电路板上供电,其电压电平从5V到0.6V。一起,体系规划人员还继续被要求在不断缩小的外形尺度中参加更多功用,这些要求或许是彼此排挤的!

需求处理的规划问题

热规划束缚变得愈加严峻。跟着越来越多的功用被归入PCB,在电路板上为其供电所需的总功率水平也在添加。一起,散热也很重要,因为散热空间存在束缚,而且气流量有限。这对规划人员来说很头疼,因为体系中存在最大内部环境温度束缚,违背这些束缚就会危害功用和长时刻可靠性。

近年来,因为竞赛压力加大以及需求更快的收入流,产品上市时刻压力急剧添加。似乎是在枪口之下,电源规划人员必须在几周内,乃至几天内完结电源转化电路的规划并让其有用运转!

简言之,μModule产品供给通过验证、简略且老练的电源转化处理方案。因而,运用它们意味着不再需求在实验室挑灯夜战来调试电源!

当然,这些产品需求具有严峻的质量水准和长时刻可靠性,以保证其在终端体系中布置后具有长时刻运用寿命。因而,ADI现已进行了严峻的质量与可靠性测验,以保证可在恶劣环境中长时刻布置。

以下是自2005年10月推出第一款μModule产品LTM4600以来咱们堆集的测验和数据总结。包含:

  • 供电开关机循环超越2200万次。
  • 高温运用寿命超越500万设备小时。
  • 温度循环超越200万小时,以保证这些模块能够全年无休运转10年时刻,而封装引脚与PCB不会呈现任何间歇性触摸问题。
  • 从-65°C到150°C,温度循环超越2500万次。
  • 从-65°C到150°C,热冲击循环超越1600万次。记住,这是对制品电源进行的液体到液体测验!

终究成果是FIT率小于0.4。具体说来,这相当于每运转十亿小时呈现0.4次器材毛病。这是对完好电源来说的。联系实际来说,许多咱们竞赛对手的集成电路(单一封装中的单芯片)FIT率更高!

封装演化

咱们来细心看看μModule封装选项。当咱们在2005年初次推出LTM4600时,咱们运用了LGA封装。其时的主意是,因为许多VLSI数字IC具有类似的LGA外形尺度,因而这种封装能够让用户更轻松地运用咱们的μModule产品。虽然在某些时分现实确实如此,但并非总是如此。

所以,咱们以为选用BGA封装选项也是一个立异理念。现实证明这很成功,有两个原因。首要,关于不习惯于用LGA封装量产的用户来说,这个封装更简单。其次,将焊球放在圆形引脚焊盘上也更简单。此外,它支撑含铅和无铅焊球。因为咱们的许多μModule器材用户都在航空航天和军用商场范畴,他们都很乐于用BGA封装。

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