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如果你開發(fā)的一個(gè)應(yīng)用空間受限，你一定知道要達(dá)成目標(biāo)很不容易，詳細(xì)的尺寸信息通常不是最重要的規(guī)范。你最初的看法可能是，“哦，這看起來適合我的項(xiàng)目”遺憾的是，“但是它太大了”對非隔離DC-DC升降壓轉(zhuǎn)換器而言，最近設(shè)計(jì)者正在尋找小負(fù)載點(diǎn)解決方案來尋求突破。最新的趨勢是DC-DC轉(zhuǎn)換器集成了電感，可以提供最低面積和外形。

集成電感的好處

除了減少板級空間需求，內(nèi)部電感也通過消除環(huán)路補(bǔ)償和磁選擇過程簡化設(shè)計(jì)工作，還可以通過屏蔽輻射噪聲提高性能。

德州儀器的創(chuàng)新

在2012年，TI 模擬收入獲利近70億美元，據(jù)估計(jì)25%來自電源管理部分，在研究電源解決方案領(lǐng)域，德州儀器絕對是一個(gè)重要的公司。TI肯定不會對他們集成電感的DC-DC轉(zhuǎn)換器新模塊系列感到失望。如表一所示。

這個(gè)TPS82K MicroSiP模塊(如圖)有真正令人震驚的集成，沒有額外的、組件需求(圖1)，其中包括一個(gè)小于7平方毫米的總解決方案。

分析非隔離降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器的性能和發(fā)展趨勢分析

圖1所示。TPS82K MicroSiP模塊不需要額外的組件。

TPS84K SWIFT電源模塊系列，只要求三個(gè)外部組件，為每個(gè)成員提供配件。TPS84250 和TPS84259 是最新介紹的產(chǎn)品，并且完美的解決了放大器的正極和負(fù)極電壓要求。如圖2所示。

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圖2，TPS84KSWIFT功率模塊需要最低限度的外部組件,并支持各種各樣的應(yīng)用程序,包括正極的和負(fù)極的電壓要求

SIMPLE SWITCHER納米模塊（上圖）提供了1安培的解決方案，只需要一個(gè)輸入電容,輸出電容,VCON電容器,和反饋電阻,它適合小于35平方毫米空間。

表1.TI帶集成電感的DC-DC Buck 轉(zhuǎn)換模塊

Iout (A)	Part Number	Vin (V)	Vout (V)	Switching frequency (kHz)	Package	Package Size (mm)	Total Solution Size ((mm2)
TPSK MicroSiP Modules
0.5	TPS82695	2.3 – 4.35	2.5 – 2.9	4000	μSiP8	2.3 x 2.9 x 1.0	6.7
0.6	TPS82671	2.3 – 4.80	1.05 -1.86	5500	μSiP8	2.3 x 2.9 x 1.0	6.7
TPS84K SWIFT Power Modules
2	TPS84210	2.95-6.0	0.8 – 3.6	500 to 2000	QFN39	9 x 11 x 2.8	Not available
4	TPS84410	2.95-6.0	0.8 – 3.6	500 to 2000	QFN39	9 x 11 x 2.8	Not available
6	TPS84610	2.95-6.0	0.8 – 3.6	500 to 2000	QFN39	9 x 11 x 2.8	Not available
3	TPS84320	4.5 – 14.5	0.8 – 5.5	330 to 780	QFN47	9 x 15 x 2.8	Not available
6	TPS84621	4.5 – 14.5	0.6 – 5.5	250 to 780	QFN47	9 x 15 x 2.8	Not available
2.5	TPS84250	7.0 - 50	2.5 - 15	400 to 1000	QFN41	9 x 11 x 2.8	Not available
2	TPS84259	4.5 - 40	-3 to -17	700 to 900	QFN41	9 x 11 x 2.8	Not available
SIMPLE SWITCHER Nano Modules
0.65	LMZ10500	2.7 – 5.5	0.6 – 3.6	2000	POS8	3 x 2.5 x 1.425	35
1	LMZ10501	2.7 -5.5	0.6 – 3.6	2000	POS8	3 x 2.5 x 1.425	35

Enpirion

盡管Enpirion 在電源管理領(lǐng)域是一個(gè)相對比較新的名字（最近被Altera收購），他們的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器非常出眾，帶集成電感針對空間受限的應(yīng)用。成立于2001年由一群來自貝爾實(shí)驗(yàn)室的電源管理專家團(tuán)隊(duì)組成的Enpirion ，提供了節(jié)省空間的5 v片上系統(tǒng)電力解決方案（5300家庭,表2）和12 v電源干線(2300家庭,表3)。圖3顯示了一個(gè)典型的使用Enpirion 400 -馬電源轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)圖，EP5348UI,總解決方案只有21平方毫米的大小。圖4顯示了一個(gè)典型使用Enpirion 4直流-直流轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，EN2340QI,適合小于200平方毫米。注意,12 v產(chǎn)品功能切換頻率與外部時(shí)鐘頻率同步。系統(tǒng)中有多個(gè)轉(zhuǎn)換器,類似,但不匹配的開關(guān)頻率可以產(chǎn)生一個(gè)叫拍頻現(xiàn)象。同步到穩(wěn)壓器的切換頻率的能力可以阻止拍頻現(xiàn)象的形成。此外,頻率同步有助于保持EMI系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生一組預(yù)測的頻率。

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圖3 Enpirion 5 v,400 - ma soc開關(guān)電源變換器解決方案適合在21平方毫米

表2. 5 v DC-DC帶集成電感器*的降壓轉(zhuǎn)換器的Enpirion 5300系列

Iout (A)	Part Number	Vin (V)	Vout (V)	Switching frequency (kHz)	Package	Package Size (mm)	Total Solution Size (mm2)
0.4	EP5348UI	2.5 - 5.5	0.60 - 3.3	9000	μQFN14	2 x 1.75 x 0.9	21
0.5	EP5352QI	2.4 - 5.5	1.20 - 3.3	4000	QFN20	4 x 5 x 1.1	36
0.6	EP5362QI	2.4 - 5.5	1.20 - 3.3	4000	QFN20	4 x 5 x 1.1	36
0.6	EP5368QI	2.4 - 5.5	0.60 - 3.3	4000	QFN16	3 x 3 x 1.1	21
0.8	EP5382QI	2.4 -5.5	1.20 - 3.3	4000	QFN20	4 x 5 x 1.1	36
0.8	EP5388QI	2.4 -5.5	0.60 - 3.3	4000	QFN16	3 x 3 x 1.1	28
1.0	EN5311QI	2.4 - 6.6	0.60 - 3.3	4000	QFN20	4 x 5 x 1.1	36

更高電流選項(xiàng)達(dá)到9A均可用

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圖4 Enpirion 12 v,4A片上系統(tǒng)開關(guān)電源變換器解決方案適合191平方毫米。

表3. 12V的DC-DC帶集成電感的降壓轉(zhuǎn)換器的Enpirion 2300 系列

Iout (A)	Part Number	Vin (V)	Vout (V)	Switching frequency (kHz)	Package	Package Size (mm)	Total Solution Size (mm2)
0.4	EP5348UI	2.5 - 5.5	0.60 - 3.3	9000	μQFN14	2 x 1.75 x 0.9	21
0.5	EP5352QI	2.4 - 5.5	1.20 - 3.3	4000	QFN20	4 x 5 x 1.1	36
0.6	EP5362QI	2.4 - 5.5	1.20 - 3.3	4000	QFN20	4 x 5 x 1.1	36
0.6	EP5368QI	2.4 - 5.5	0.60 - 3.3	4000	QFN16	3 x 3 x 1.1	21
0.8	EP5382QI	2.4 -5.5	1.20 - 3.3	4000	QFN20	4 x 5 x 1.1	36
0.8	EP5388QI	2.4 -5.5	0.60 - 3.3	4000	QFN16	3 x 3 x 1.1	28
1.0	EN5311QI	2.4 - 6.6	0.60 - 3.3	4000	QFN20	4 x 5 x 1.1	36

最高9A電流

Micrel

在過去的幾年中,Micrel發(fā)布了一系列同步升壓穩(wěn)壓器，其顯著點(diǎn)是內(nèi)部電感和架構(gòu)提供了低壓差穩(wěn)壓器(LDO)，包括易用性、瞬態(tài)響應(yīng)快,高PSRR、低噪音、低靜態(tài)電流,同時(shí)還提供高效率。如圖5所示,Micrel的設(shè)備,如MIC33050,在不同的電壓和電流選項(xiàng)下，只需要很少的外部組件。

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圖5 Micrel 600 - mA的開關(guān)電源解決方案只需要三個(gè)外部電容

結(jié)論

大小總是相對的，雖然現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了很多可用的非常小的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器解決方案。但是由于現(xiàn)代電子產(chǎn)品持續(xù)小型化的趨勢，肯定會集成更多的東西在里面。

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