通過多個 50A μModule 穩(wěn)壓器塊的均流來調(diào)節(jié)一個 200A POL 穩(wěn)壓器

引言

在針對一款 90A 至 200A 負載點穩(wěn)壓器電路設(shè)計中，熱量的聚集 (即“熱點”) 是所關(guān)注的其中一個問題，特別是在準備把該電路安放在一塊小的 PCB 面積內(nèi)的時候。在未得到解決的情況下，熱點會通過把熱應(yīng)力施加在 DC/DC IC 或電感器等組件上而降低可靠性，從而加快老化并最終導(dǎo)致失效。諸如提高空氣流動速度和采用較大的散熱器等降溫方法雖然往往可以緩解此問題，但是會增加解決方案的成本，并且是一廂情愿的補救措施，因為問題的內(nèi)在起因 (內(nèi)部的設(shè)計或組件的粗心選擇) 被忽略了。可靠的高功率 POL 能夠均勻地散播熱量，熱量可通過其頂面散逸至空氣，并通過其底部散出至 PCB。先進的產(chǎn)品封裝方法、專心的電路設(shè)計和謹慎的組件選擇能保證打造一款消除了熱聚集現(xiàn)象且尺寸相當小的解決方案。

通過多個電源塊的均流來調(diào)節(jié)功率

調(diào)節(jié)功率指的是通過增設(shè)和均流若干個 DC/DC 穩(wěn)壓器電路塊來增加輸送至負載之功率的能力。與采用一個大的高功率穩(wěn)壓器相反，使用多個較小的電源穩(wěn)壓器塊可提供布局上的靈活性，因為它們可以通過排列整理而安放在 PCB 上零散的剩余空間里。關(guān)鍵的一點是精準的均流。高精度使得每個電源塊能夠分享總輸出功率的一個相等的部分，從而在每個穩(wěn)壓器塊之間均勻地散布熱量。這可實現(xiàn)更加簡易的熱管理，而且從高功率 POL 電路去除熱量的預(yù)防措施之成本也可更低。

均勻的散熱

電流模式架構(gòu) DC/DC 穩(wěn)壓器在每個電流輸送周期測量至負載的輸出電流。利用精準的測量和控制，并使該精度在電路 (即：電源塊) 之間達到匹配，可在電路之間實現(xiàn)均勻的散熱。

50A 可調(diào)節(jié)µModule 穩(wěn)壓器

LTM4650 是一款雙通道 25A 或單通道 50A (當對輸出進行均流) 輸出 μModule^® (電源模塊) 穩(wěn)壓器。兩個 LTM4650 μModule 穩(wěn)壓器能夠向一個負載提供高達 100A。四個并聯(lián)的 LTM4650 器件可提供高達 200A。LTM4650 采用一個電流模式架構(gòu) DC/DC 穩(wěn)壓器進行設(shè)計，其包括電感器、功率 MOSFET 和支持電路，整個集成電路內(nèi)置于一個 16mm x 16mm x 4.95mm BGA 封裝。

散熱器內(nèi)置在 LTM4650 封裝中

除了精準的均流能力之外，LTM4650 封裝還包含一個集成型散熱器，該散熱器有助于把熱量從封裝內(nèi)部的組件遷移至封裝頂部，在此借助空氣流動或散熱器可快速平穩(wěn)地散逸熱量。另外，在 LTM4650 中產(chǎn)生之熱量的一部分還通過其多層襯墊傳導(dǎo)到 PCB 的表面。圖 1 示出了 LTM4650 及其集成型散熱器。

圖 1：LTM4650 示意圖和四個 LTM4650 進行均流的 200A 電路板