但是，這些電路板上的大部分子電路或IC都需要在3.xV到低至0.5V的電壓範圍內工作，且電流從幾十毫安到幾百安培不等。因此，要從這些較高的母線電壓降至子電路或IC所需的較低電壓
，必須使用負載點(PoL) DC/DC轉換器。除了這本身的難度外，這些電軌還有嚴格的時序、電壓精度、裕量和監控要求也需要考慮！

 

動態黑色音符

 

由於通信設備中可能有數百個PoL電壓軌，係統架構師需要通過一種簡單的方法來管理這些電軌的輸出電壓、時序和最大允許電流。如今的許多深亞微米IC數字處理器要求它們的I/O電壓在其內核電壓之前升高。另一方麵
，許多DSP要求它們的內核電壓在I/O之前得到提升。此外，關斷時序也是必不可少的。因此，係統架構師需要通過一種輕鬆的方法來進行更改以優化係統性能，並為每個DC/DC轉換器存儲特定的配置，以便簡化設計工作。

 

而(er)且(qie)
，大(da)多(duo)數(shu)通(tong)信(xin)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)商(shang)都(dou)在(zai)壓(ya)力(li)的(de)驅(qu)使(shi)下(xia)提(ti)高(gao)其(qi)係(xi)統(tong)的(de)數(shu)據(ju)吞(tun)吐(tu)率(lv)和(he)性(xing)能(neng)，以(yi)及(ji)添(tian)加(jia)更(geng)多(duo)的(de)功(gong)能(neng)和(he)特(te)性(xing)。同(tong)時(shi)，他(ta)們(men)也(ye)麵(mian)臨(lin)著(zhe)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)總(zong)功(gong)耗(hao)的(de)壓(ya)力(li)。例(li)如(ru)，常(chang)見(jian)的(de)挑(tiao)戰(zhan)包(bao)括(kuo)，為(wei)了(le)降(jiang)低(di)總(zong)功(gong)耗(hao)
，需(xu)要(yao)重(zhong)新(xin)安(an)排(pai)工(gong)作(zuo)流(liu)程(cheng)並(bing)將(jiang)作(zuo)業(ye)轉(zhuan)移(yi)到(dao)未(wei)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)的(de)服(fu)務(wu)器(qi)，從(cong)而(er)使(shi)其(qi)他(ta)服(fu)務(wu)器(qi)能(neng)夠(gou)關(guan)閉(bi)。要(yao)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)需(xu)求(qiu)，了(le)解(jie)終(zhong)端(duan)用(yong)戶(hu)設(she)備(bei)的(de)功(gong)耗(hao)是(shi)非(fei)常(chang)必(bi)要(yao)的(de)。因(yin)此(ci)，經(jing)過(guo)恰(qia)當(dang)設(she)計(ji)的(de)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)(DPSM)可以向用戶提供功耗數據
，幫助做出明智的能源管理決策。

 

DPSM的一個主要優勢是降低了設計成本並縮短了上市時間。要高效地開發複雜的多軌係統
，可以使用具有直觀圖形用戶界麵(GUI)的全麵開發環境。此類係統支持通過GUI進行更改
，而不是焊接修複白線
，因此也簡化了電路內測試(ICT)和電路板調試。另一個優勢是可以通過提供的實時遙測數據預測電源係統故障並采取預防措施。也許最重要的是，具有數字管理功能的DC/DC轉換器允許設計人員開發符合目標性能（計算速度、數據速率等）的綠色電源係統，且最大限度地減少在負載點
、電路板、機(ji)架(jia)甚(shen)至(zhi)安(an)裝(zhuang)層(ceng)麵(mian)上(shang)使(shi)用(yong)的(de)能(neng)源(yuan)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)成(cheng)本(ben)和(he)產(chan)品(pin)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)周(zhou)期(qi)的(de)總(zong)擁(yong)有(you)成(cheng)本(ben)。畢(bi)竟(jing)
，數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)最(zui)大(da)的(de)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)是(shi)用(yong)於(yu)為(wei)冷(leng)卻(que)係(xi)統(tong)供(gong)電(dian)的(de)電(dian)力(li)成(cheng)本(ben)，目(mu)的(de)是(shi)使(shi)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)內(nei)部(bu)低(di)於(yu)其(qi)預(yu)定(ding)的(de)最(zui)佳(jia)運(yun)行(xing)溫(wen)度(du)。

 

此ci外wai，係xi統tong架jia構gou師shi仍reng然ran需xu要yao使shi用yong一yi些xie相xiang對dui簡jian單dan的de功gong率lv轉zhuan換huan器qi來lai滿man足zu電dian路lu板ban上shang的de各ge種zhong其qi他ta供gong電dian軌gui的de要yao求qiu
，但dan放fang置zhi這zhe些xie供gong電dian軌gui的de電dian路lu板ban麵mian積ji在zai不bu斷duan縮suo小xiao。其qi部bu分fen原yuan因yin是shi無wu法fa將jiang這zhe些xie轉zhuan換huan器qi裝zhuang在zai電dian路lu板ban底di部bu，因yin為wei機ji架jia安an裝zhuang配pei置zhi中zhong有you多duo個ge電dian路lu板ban並bing排pai放fang置zhi，迫po使shi其qi最zui大da組zu件jian高gao度du限xian製zhi為wei2mm。他們真正想要的是一個小尺寸的完整電源，安裝到印刷電路板(PCB)後不超過2mm。幸運的是，這種解決方案確實存在，本文將進行更詳細的討論。

 

轉換器解決方案

 

ADI公司的Power by Linear™ μModule®穩壓器是完整的係統化封裝(SiP)解決方案，可最大限度地縮短設計時間，解決通信係統中常見的電路板空間和功率密度問題。這些μModule產品是完整的電源管理解決方案，在緊湊型表貼BGA或LGA封裝內集成DC-DC控製器、功率晶體管、輸入和輸出電容、補償組件和電感。利用Power by Linear μModule產品進行設計可以將完成設計過程所需的時間減少多達50%，具體取決於設計的複雜程度。此μModule穩壓器係列將元件選型、優化和布局等設計負擔從設計人員轉移到器件上，從而縮短整體設計時間
，減少係統故障，最終加快產品上市時間。

 

這些μModule解決方案將分立式電源、信號鏈和隔離設計中常用的關鍵元件集成在緊湊的IC式外形尺寸中。在Power by Linear嚴格的測試和高可靠性流程的支持下，我們的μModule產品係列簡化了電源管理和功率轉換的設計和布局。此產品係列涵蓋了廣泛的應用，包括負載點穩壓器、電池充電器、DPSM產品（PMBus數字管理電源）
、隔離式轉換器和LED發光二極管驅動器。作為高集成度解決方案且每個器件都提供PCB Gerber文件，這些μModule功率調節器可在滿足時間和空間限製的同時提供高效率和高可靠性。此外，我們許多較新的產品還可實現符合EN55022B類標準的低EMI解決方案。這讓係統設計人員能夠確信終端係統將滿足嚴格的噪聲性能判據，從而符合最終係統必須滿足的許多抗噪行業標準。

 

動態黑色音符

 

再zai者zhe，隨sui著zhe設she計ji資zi源yuan因yin為wei係xi統tong複fu雜za性xing的de提ti高gao和he設she計ji周zhou期qi的de縮suo短duan而er變bian得de緊jin張zhang
，關guan注zhu重zhong點dian落luo在zai了le係xi統tong關guan鍵jian知zhi識shi產chan權quan的de開kai發fa上shang。這zhe常chang常chang意yi味wei著zhe電dian源yuan被bei放fang到dao一yi邊bian

，直zhi到dao開kai發fa周zhou期qi的de後hou期qi才cai被bei顧gu及ji。由you於yu時shi間jian很hen短duan
，而er且qie專zhuan業ye電dian源yuan設she計ji資zi源yuan可ke能neng有you限xian，因yin此ci迫po切qie需xu要yao開kai發fa出chu尺chi寸cun盡jin可ke能neng小xiao的de高gao效xiao率lv解jie決jue方fang案an
，同tong時shi要yao對duiPCB的反麵加以運用
，使空間利用率最大化。

 

這是μModule穩壓器可以提供理想解決方案的關鍵領域。此概念內部複雜，但外部簡單——既有開關穩壓器的效率
，又有線性穩壓器的易設計性。認真負責的設計、PCBbujuheyuanjianxuanzeduiyukaiguanwenyaqishejifeichangzhongyao
，henduojingyanfengfudeshejirenyuanzaizhiyeshengyadezaoqiwendaoledianlubanranshaodedutexiangwei。dangshijianduanhuodianyuanshejijingyanbuzushi，xianchengdeμModule穩壓器既可節省時間和空間，又可降低項目風險。

 

超薄μModule解決方案的一個最新範例是LTM4622。這是一個雙2.5A或兩相單5A輸出降壓型功率調節器，采用6.25 mm × 6.25 mm × 1.8 mm超薄LGA封裝。其超薄高度接近1206外殼尺寸的焊接電容高度，允許安裝在電路板的頂部。超薄外形使它能夠滿足苛刻的高度限製
，例如PCIe和嵌入式計算係統中的先進夾層卡所要求的高度限製，如圖1所示。

 

圖1. LTM4622A可安裝在PCB的底部。

 

此外
，我們最近還推出了 LTM4622A。作為LTM4622的變體，此A版本具有1.5V至12V的較高輸出電壓，代替0.6V至5.5V的非A版本。這樣
，如果終端係統需要，係統設計人員可以在較高端具有更寬的輸出電壓範圍。在任一情況下，輸入電壓範圍均為3.6V至20V。通過Power by Linear的μModule DC/DC穩壓器
，也可輕鬆提供高功率和DPSM功能。由於許多μModule穩壓器可以在高負載電流下並聯並提供精確電流匹配（在各自1%的標稱範圍內），它們可以減少出現熱點的可能性。此外
，隻有一個μModule穩壓器需要包含DPSM功能，因為即使其餘並聯μModule器件沒有內置DPSM功能
，它也可提供完整數字接口。

 

● 借助DPSM器件，係統設計人員可以執行許多不同的任務
，包括：

 

● 通過數字通信總線配置電壓，定義複雜的開/關時序布置，定義故障條件（如過壓和欠壓限值）
，設置重要的電源參數（如開關頻率、電流限值等）。

 

● 在同一通信總線上，可以回讀重要的工作參數，如輸入電壓和輸出電壓、輸入和輸出電流

、輸入和輸出功率、內部和外部溫度，以及在某些產品中測量所消耗的能源。

 

● 個人可以實現對設計的精確閉環裕量測試
，並將電源電壓調整到非常精確的水平。

 

● 這zhe些xie器qi件jian設she計ji為wei自zi主zhu式shi器qi件jian。一yi旦dan將jiang它ta們men配pei置zhi好hao並bing應ying用yong輸shu入ru功gong率lv，它ta們men就jiu會hui對dui電dian源yuan進jin行xing定ding序xu，在zai負fu載zai點dian調tiao節jie非fei常chang精jing確que的de電dian壓ya，在zai實shi施shi用yong戶hu可ke配pei置zhi的de故gu障zhang管guan理li方fang案an的de同tong時shi持chi續xu監jian控kong電dian壓ya和he電dian流liu，並bing裝zhuang備bei非fei易yi失shi性xing故gu障zhang記ji錄lu器qi，在zai檢jian測ce到dao故gu障zhang時shi存cun儲chu有you關guan電dian源yuan係xi統tong的de信xin息xi。

 

● DPSM器件可以級聯，以構建相幹的大型電源係統。這是通過以有線速度運行的芯片間協調總線來實現的。

 

● 它們包括用於器件配置和故障記錄功能的內部NVM。

 

● 這些器件包含I2C/PMBus通信端口，並使用行業標準PMBus命令集控製並管理電源係統。

 

● 這些PSM器件都受到通用LTpower Play® GUI的支持。LTpowerPlay是工程級GUI，在開發時考慮了電源係統的設計和調試，以及遠程客戶支持。

 

圖2相應地顯示了180A加DPSM PoL解決方案的一個LTM4677 （36A DPSM μModule穩壓器）和三個 LTM4650（50A μModule穩壓器）並聯的應用原理圖。

 

圖2. 將一個LTM4677 DPSM μModule器件和三個LTM4650 μModule穩壓器相結合可在1V下從額定12V輸入提供186A。

 

結論

 

若在當今通信設備中采用DPSM功能和超薄外形功率轉換器件
，電源設計人員便可通過簡單而強大的方式將高功率輸出傳送到低至0.5V的核心電壓
，且溫度範圍內的最大直流輸出誤差為±0.5%，可滿足最新亞20nm ASIC
、GPU和FPGA等IC的需求。如果存在外形尺寸約束，則可以利用超薄外形的μModule穩壓器（例如LTM4622A）
，其安裝在電路板上後外形尺寸小於2mm，讓原本閑置的底部電路板空間派上用場。這不僅節省了寶貴的PCB麵積，而且還因整體運行效率的提高減少了所需的冷卻量。

 

動態黑色音符

 

最後，在通信設備中使用μModule穩(wen)壓(ya)器(qi)是(shi)很(hen)有(you)意(yi)義(yi)的(de)，因(yin)為(wei)它(ta)能(neng)顯(xian)著(zhu)縮(suo)短(duan)調(tiao)試(shi)時(shi)間(jian)並(bing)提(ti)高(gao)電(dian)路(lu)板(ban)麵(mian)積(ji)利(li)用(yong)率(lv)。由(you)此(ci)將(jiang)能(neng)降(jiang)低(di)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)成(cheng)本(ben)，以(yi)及(ji)係(xi)統(tong)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)的(de)總(zong)擁(yong)有(you)成(cheng)本(ben)。這(zhe)對(dui)於(yu)設(she)計(ji)和(he)製(zhi)造(zao)這(zhe)種(zhong)設(she)備(bei)的(de)公(gong)司(si)以(yi)及(ji)在(zai)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)安(an)裝(zhuang)並(bing)使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)設(she)備(bei)的(de)公(gong)司(si)來(lai)說(shuo)都(dou)是(shi)雙(shuang)贏(ying)的(de)。

 

 

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