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功率技術/新能源  

電源轉換模組朝高整合度方向發展

上網時間: 2005年11月25日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:電源轉換模組  DC-DC轉換器  凌特  Linear Technology  DC-DC 

在降低成本與快速上市壓力下,DC-DC轉換器正朝小型、模組化方向發展,針對此一發展趨勢,凌特(Linear Technology)首度切入DC-DC轉換模組市場,針對大電流應用發佈了可連續輸出10A電流、將電感整合在單一封裝中的同步降壓型DC-DC轉換器模組LTM4600,初期將鎖定網路路由器、刀鋒伺服器、手機基地台、醫學診斷設備、測試儀器及RAID系統等應用。

為進軍電源轉換模組市場,凌特正預備開發‘微型模組’(uModule)系列產品,LTM4600是該系列的第一款元件。該模組能透過一個輸入及輸出大電容及單一外部電阻,將輸出電壓設定於0.6V至5V範圍內。據表示,該元件輸入電壓範圍從4.5V到20V,同步整流效率則可達92%。

傳統上,採用分離式元件的DC-DC轉換方案雖然廣為電路設計人員接受,但在將DC-DC轉換器整合到整個電源電路過程中,設計人員必須在熱效能、元件數量、成本、以及整體效能間做權衡,結果通常是必須為了電源轉換電路耗費更多時間。

“傳統的分離式DC-DC轉換方案大約需要20多顆零組件,設計人員還必須具備設計、模擬、佈局、除錯等專業知識,”凌特產品行銷經理Tony Armstrong說。而整合式的LTM4600僅需一顆外部電阻,幾乎只要安裝在電路板上就能使用,為電路設計人員節省了大量設計時間。

圖1:將電感整合在內的LTM4600模組。

該公司聲稱,這種高整合度電源轉換模組幾乎消除了熱效能問題。“由於採用了柵格陣列(LGA)封裝,LTM4600模組在電源轉換過程中,每損失1瓦電源,溫度僅會上升15℃,而採用SO8封裝的模組在同樣條件下平均上升溫度是49℃,”凌特台灣區總經理簡博文說。

儘管早在凌特之前,市面上就已經有DC-DC轉換器模組產品,但簡博文表示,LTM4600是首個將DC/DC控制器、功率MOSFET、電感、旁路電容等整合在單一晶片中的產品,只需一顆外部電阻,完全不用其他外部電路,平均可較分離式方案節省40%~50%的電路板佔用面積。另外,這顆元件也透過快速瞬變響應來最小化對大輸出電容的需求。

“2004年,DC-DC轉換器模組市場約為30~40億美元,”Armstrong表示,未來幾年內,這個數字可能會超過100億美元。

“高整合度將成為電源轉換模組市場的勝出關鍵,”Armstrong表示,目前系統設計者在進行研發時,正面臨著需要在極嚴苛的上市壓力下達到高電源密度的挑戰,由於電源供應的複雜性提高,因此設計者越來越要求精進的電源設計專長,而LTM4600幾乎已完成大部份的電源設計,因此能讓系統設計者專注在其核心專業技術上。

針對不同產品需求,LTM4600現有標準及高輸入電壓2個版本。標準版的LTM4600EV工作電壓範圍為4.5V至20V,而高壓版LTM4600HVEV則為4.5V至28V。這使LTM4600得以相容於28V輸入電壓,並能在提升電源密度的同時,於5V至0.6V電壓範圍提供10A的連續輸出電流。另外,針對需要更大電流的應用,也能同時採用兩顆元件,將電流能力提升到20A。

為進入電源轉換模組市場,凌特在過去幾年中一直研發相關技術,Armstrong聲稱,目前業界尚沒有其他產品達到與LTM4600相同的整合度。他不願預測該模組問世後可能取得的市佔率,但對其市場前景相當樂觀,並表示,未來將針對更大電流應用持續開發高整合度模組產品。

作者:鄧榮惠




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