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DC-DC转换器MCM便于电源的高输出设计

来源:<a href='http://bbs.hqew.com/viewthread.php?tid=553849' target='_blank'>luliangchao</a> 作者:华仔 浏览:1099

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摘要: 索尼于2006年上市的PS3应用了很多新器件,例如微处理器Cell、图形处理芯片RSX等。其中最引人关注的是IR公司开发的DC-DC转换器MCM(多芯片模块)iP2003APbF。该模块使DC-DC转换器迅速瘦身成功,虽然尺寸仅为名片大小,但它依然能够向cell和RSX提供100A以上的超大电流。DC-DC转换器的MCM模块早在5、6年前就作为电源电路小型化和简单化的杀手锏,应用于服务器和通信产品中。现在它虽然出现在PS3等高端产品上二,但是将来不仅会向中端产


      索尼于2006年上市的PS3应用了很多新器件,例如微处理器Cell、图形处理芯片RSX等。其中最引人关注的是IR公司开发的DC-DC转换器MCM(多芯片模块)iP2003APbF。该模块使DC-DC转换器迅速瘦身成功,虽然尺寸仅为名片大小,但它依然能够向cell和RSX提供100A以上的超大电流。

      DC-DC转换器的MCM模块早在5、6年前就作为电源电路小型化和简单化的杀手锏,应用于服务器和通信产品中。现在它虽然出现在PS3等高端产品上二,但是将来不仅会向中端产品延伸,而且还会广泛应用于其他领域。最早于2008年,市场上将会推出采用DC-DC转换器MCM模块的笔记本电脑。

      目前,有几家半导体厂商根据不同用途正在开发用于DC-DC转换器的MCM模块。其中包括面向多相电源产品的、供给电流超过100A的MCM模块,以及类似于ASIC或FPGA封装的POL转换器MCM模块。

       元器件数量减少,体积变小

       用于DC-DC转换器的MCM模块把高端功率MOSFET和低端功率MOSFET以及功率MOSFET的门驱动芯片集成在一个封装内。只要外接电容器、电感器和PWM控制器等元件后,就可形成一个DC-DC转换器。目前,半导体厂商们正致力于在上述基础上加入PWM控制器和电感器。

       DC-DC转换器的MCM模块价格在300日元左右(约合20元人民币),分立元件产品只需150日元(约合10元人民币),但是,它能迅速普及主要有以下4大理由:元器件数量相对减少;封装面积减少;电路设计和散热设计相对简单;在控制芯片尺寸的基础上比较容易实现大电流化。例如,元器件数量可减少50%左右。一个输出只有几十W的DC-DC转换器,如果以分立元件实现,则需要20个~30个元件。如果采用凌力尔特公司的DC-DC转换器MCM,仅需几个元件即可。

       控制1MHz开关频率时的损耗

       与分立元件方案相比,MCM模块可降低50%的封装面积。以东芝的6通道多相电源为例,采用DC-DC转换器的MCM模块之后,尺寸可控制在90mm×50mm之内。

       采用MCM技术后,在减小封装面积的同时,还可提高开关频率。例如,以分立元件实现10A输出的DC-DC转换器,其开关频率在200kHz~400kHz之间,采用MCM技术后可达剑1MHz。这样,输出电容器和电感器的体积可以相应缩小。

       在1MHz开关频率、12V输入电压、1.3V输出电压、无空调的条件下,将瑞萨R2J20601HP DC-DC转换器MCM模块和其他分立元件方案进行比较可以看到,由于开关频率人幅提高,电源转换效率相应提高了6%(见图1)。一般来说,开关频率提高后,开关损耗也会随之加大,电源转换效率也无法得到提高。但是,DC-DC转换器的MCM模块在1MHz的开关频率下不会有任何损耗。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67