10A高性能负载点DC/DC微型模块的应用设计

电路板装配、PCB布局和数字IC集成的进步造就了新一代的高密度安装、高性能系统。

这些系统中的板载负载点(POL) DC/DC电源往往面临着和其它子系统一样的严格尺寸、高功率和性能要求，因而使得难以采用传统的控制器或稳压器IC或者电源模块来满足新出现的苛刻POL要求。

对于此类有着严格要求的应用，理想的POL电源必须符合高性能规格，并简化电路板的装配(采用和其它表面贴装型IC相似的工艺安装在电路板上，无需使用特殊的工具)。

这种POL DC/DC稳压器还必须利用创新的封装技术来实现出色的散热性能。可在无过热和缩短器件寿命危险的情况下增加功率密度。LTM4600微型模块(μModule)提供了上述所有性能。

10A DC/DC微型模块

LTM4600微型模块是一款外形扁平、尺寸如IC大小的完整电源负载点DC/DC稳压器。控制器、板上电感器、MOSFET和补偿电路均集成在一个15×15×2.8mm LGA表面贴封装内，重量仅为1.73克(图1)。如此纤巧的外形尺寸使得LTM4600可安装在系统主板的背面，从而把采用其它解决方案时未能加以利用的空间派上了用场。

该微型模块的标称开关频率为800kHz，并采用同步拓扑结构，以在小巧、扁平的封装内提供非常高的效率。

该微型模块有两种版本。LTM4600EV的工作输入电源范围为4.5V至20V；而LTM4600HVEV的工作电压范围则为4.5V至28V。这两款器件均提供了0.6V至5V的可调输出电压范围以及14A的峰值输出电流和10A的连续输出电流。故障保护功能包括过压保护和过流保护。快捷和容易的设计

图2示出了一款针对2.5V输出的典型LTM4600EV设计，而图3则示出了该电路的效率。虽然输入和输出端上的体电容器在大多数应用中已能满足需要，但该设计还是采用了两个低ESR10μF25V陶瓷电容器来减小输入RMS纹波。输出电压是由一个连接在VOSET引脚和地之间的外部电阻器来设定。所选择的输出电容器是低ESR型的，以在瞬态阶跃中把输出电压的初始压降保持在V_OUT=I_LOADSTEP R_ESR左右。

耐热增强型封装

微型模块封装具有极低的热阻，结点至外壳和结点至环境热阻分别为6℃/W和15℃/W。它可把热量从器件的顶部和底部散逸出去。在没有气流和散热器的情况下，处于极限条件工作状态的LTM4600顶视热成像照片示于图4。

快速瞬态响应

LTM4600的一项独特性能是其无时钟延迟谷值电流模式架构。该性能令其能够在输出电容最小的情况下对快速负载瞬变迅速地做出响应。一般来说，输出电压的周转时间为4μs至6μs，并将在20μs至25μs的时间里完全恢复。如图5所示，当输出为2.5V并具有一个5A负载阶跃时，瞬态偏差仅为55mV。仅利用一个470μFPOS电容器和三个22μF陶瓷电容器，便实现了6μs的周转时间。

通过并联两个微型模块来提供20A输出可以把两个LTM4600微型模块并联起来使用，以倍增输出电流。电流模式架构和精准的电流限制使得两个模块能够均分输出电流，从而最大限度地提高效率，并实现热量的均匀分布。