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电子知识

多芯片驱动器技术解决小型化DC/DC应用设计问题

作者:立深鑫电子        发布时间:08-18        点击:
摘要 : 现在的高效降压DC/DC转换器应用同步整流技术,以满足计算应用的高效要求。驱动器和功率系统必须针对特定工作点进行优化。封装、硅技术和集成技术的进步推动了开关模式电源在功率密度、效率和热性能方面的提高。
现在的高效降压DC/DC转换器应用同步整流技术,以满足计算应用的高效要求。驱动器和功率系统必须针对特定工作点进行优化。封装、硅技术和集成技术的进步推动了开关模式电源在功率密度、效率和热性能方面的提高。与分立式方案相比,驱动器加FET(Driver-plus-FET)多芯片模块(MCM)可以节省相当可观的空间。目前的MCM还能提供性能优势,这对笔记本电脑、台式电脑和服务器的电源应用非常关键。

DC-DC转换芯片

众所周知,设计理想的降压转换器涉及到众多权衡取舍。功率密度的提高通常意味着总体功耗的增加,以及结温、外壳温度和PCB温度的提升。同样地,针对中等电流到峰值电流优化DC/DC电源,几乎也总是意味着牺牲轻载效率,反之亦然。

多芯片驱动器加FET技术

用于计算和通信系统的典型多相位DC/DC降压转换器一般采用一个控制FET(上桥)和一个或两个同步FET(下桥)以及若干栅极驱动器。这种方案被称为“分立式解决方案”。过去数年中,已有的分立式设计在功率效率方面取得了长足的进步。

制造业在封装领域的进展扩大了对无脚MOSFET封装的采用。DC/DC工程师现能进一步提升其电源的电流容量。例如,在笔记本电脑和服务器中,从S08和DPAK器件到热增强型封装技术的转移正在顺利进行。

由于分立式解决方案无法满足对更高功率密度的要求,也不能解决较高开关频率下的寄生参数影响问题,因而大大推动了多芯片模块(MCM)的发展。这些普遍被称为DrMOS的MCM在相当长的一段时间内一直是业界评估的重点。减小外形尺寸的趋势把计算和通信系统推向MCM领域。而且,这些器件的性能也等同甚至优于分立式解决方案。

MCM技术成功的主要原因在于:

采用无脚封装,热阻抗很低。

采用内部引线键合设计,尽量减少外部PCB布线,从而降低电感和电阻PCB寄生元素。

采用更先进的沟道硅(trench silicon)MOSFET工艺,显著降低传导、开关和栅极电荷损耗。

兼容多种控制器,可实现不同的工作模式,尤其是不连续电流模式以提高轻载效率。新的DrMOS器件带有低驱动禁用功能,可关断下桥FET。

针对目标应用进行设计的高度优化。

最重要的是驱动器、FET、二极管和LDO的集成。