用iPOWIRTM系列產(chǎn)品簡(jiǎn)化DC-DC硬件設(shè)計(jì)
介紹
電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)者正面臨著越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),一方面是提高電源性能來滿足更大負(fù)載的要求,另一方面是在日益緊湊的空間內(nèi)為其它設(shè)備留出更多寶貴的空間以便增加系統(tǒng)功能,系統(tǒng)工程師也需要一種快捷、簡(jiǎn)單而且不需要太多電源設(shè)計(jì)工程師或資源的方案。此外,人們也期望有一種設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔明了能滿足各種特定應(yīng)用需要的電源解決方案。
IR公司的iPOWIRTMTechnology系列產(chǎn)品可以大大簡(jiǎn)化高密度、高效、緊湊的點(diǎn)式負(fù)載電源的設(shè)計(jì),而且可以大大縮短設(shè)計(jì)和上市時(shí)間。iPOWIRTechnology系列產(chǎn)品采用BGA封裝,具有很高的集成度,主要的功率半導(dǎo)體器件已經(jīng)集成在iPOWER內(nèi),其應(yīng)用如圖1所示,僅需要很少的外圍器件i,同分立器件應(yīng)用方案相比,可以節(jié)省約90%的器件,而且可以非常靈活地選擇外圍器件配置以適應(yīng)不同的應(yīng)用。IR公司的這一新的技術(shù)平臺(tái)可以大大簡(jiǎn)化PCB設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)工藝,使得一種新的終端電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為可能。
以下是本文要詳細(xì)講述的內(nèi)容：
*優(yōu)化基于iPOWIRTMTechnology系列產(chǎn)品的PCB布局和熱設(shè)計(jì)
*保證功率損耗——免去繁瑣的功率損耗計(jì)算
*保證安全操作區(qū)——免去復(fù)雜的熱分析
*同其他方案相比縮小版面空間
*通過使用可自對(duì)準(zhǔn)的BGA封裝器件,可以簡(jiǎn)化工藝并提升產(chǎn)量
圖1– iPOWIR 應(yīng)用方案簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì)
優(yōu)化PCB版面設(shè)計(jì)
對(duì)于對(duì)功率器件布局安裝要求比較嚴(yán)格的DC-DC轉(zhuǎn)換器來說BGA封裝提供了一個(gè)非�？煽康钠脚_(tái),這種封裝具有非常低的熱阻,可以使內(nèi)部溫度較低并且提供一個(gè)可以忍受較高的機(jī)械及熱應(yīng)力的連接。將本器件安裝于PCB板上時(shí)請(qǐng)注意以下幾個(gè)簡(jiǎn)單的指導(dǎo)性原則ii：
1)PCB板應(yīng)是FR-4或聚酰亞胺或其它滿足IPC-A-610規(guī)范的材料;
2）BGA器件的熱效率取決于器件到PCB的眾多并聯(lián)焊接球的散熱能力。
3）為了盡可能地減小熱阻還需要特別強(qiáng)調(diào)的是盡量多地使用錫球做為
功率連接,并且在焊接球區(qū)域設(shè)計(jì)成公共焊接區(qū),而非獨(dú)立的球面。
BGA器件內(nèi)部集成了大量有源及無源器件,而且對(duì)布線要求很嚴(yán)格的器件都集成在BGA內(nèi)部,所以外部布線非常簡(jiǎn)單,通常只有幾個(gè)很簡(jiǎn)單的輸入輸出引腳以及用戶引腳,與需要仔細(xì)布局布線以防止雜散參數(shù)影響的分立元件解決方案相比,可以大大簡(jiǎn)化電源的設(shè)計(jì)。熱設(shè)計(jì)也同樣如此,同常規(guī)的表面貼裝器件相比,設(shè)計(jì)者根本不必考慮如此多的問題。圖2是典型的基于BGA的電路與常規(guī)分立器件的布局比較。
構(gòu)成完整的電路還需要幾個(gè)外圍器件：輸入電容、輸出電容和輸出電感。這些元件的值是可以根據(jù)具體應(yīng)用要求（如輸出電流、暫態(tài)響應(yīng)、電壓和
