|
Многокристальные модули семейства iPOWIR
Многокристальные модули, подобные изделиям семейства iPOWIR™, объединяют в себе силовые ключи, схемы управления и некоторые пассивные элементы и используются как своеобразные интеллектуальные строительные кирпичи, упрощающие конструкции низковольтных преобразователей напряжения последнего поколения. При этом также достигается увеличение КПД и плотность удельной мощности. Компания IR осуществила подбор наиболее подходящих компонентов (силовых ключей, схем управления и пассивных компонентов) для таких модулей и разработал топологию связей между ними, что обеспечивает оптимальные решения в одном корпусе. Разработка узлов аппаратуры с использованием многокристальных модулей семейства iPOWIR требует намного меньше усилий, чем при применении дискретных компонентов.
Особенности
Полная функциональная законченность: все силовые ключи, их драйверы и схема управления для понижающего синхронного преобразователя напряжения интегрированы в одном корпусе.
Многофазность: набор силовых ключей, их драйверов и схемы управления позволяет реализовать многофазный понижающий преобразователь напряжения
Выигрыш, достигаемый при использовании модулей iPOWER™
- Уменьшение числа компонентов на 90%
- Значительное уменьшение размеров: до 60% меньше, чем при использовании дискретных компонентов
- Опции: однофазный преобразователь с одним или двумя выходами и многофазный преобразователь
- Конструкция, при которой минимизирована чувствительность к качеству трассировки
- Сокращение времени от начала разработки до выхода на рынок
- Повторяемые от прибору к прибору потери
Полная функциональная законченность включает в себя:
- Защелкивание или икающий режим при токовой перегрузке
- Возможность внешней синхронизации
- Независимый вывод мягкого запуска
- Защиту от перегрузки по напряжению
- Тепловую защиту
Применение полнофункциональных приборов
Неизолированные понижающие преобразователи для локальных преобразователей:
- Программируемые логические матрицы (FPGA) и специализированные ИС (ASIC) с сдвоенным питанием (ядро и входы/выходы)
- Шины питания периферийных устройств, расположенных на малом удалении (ток до 15 А)
- Одиночные узлы локальных преобразователей (до 30 А)
- истемы с распределенным питанием или шины питания вторичных преобразователей в локальных преобразователях
Упрощенная схема модуля
Спецификации
|
Прибор |
Корпус |
VIN [В] |
VIN [В] |
IOUT при двустороннем отводе тепла [А] |
Рабочая частота [кГц] |
|
|
BGA
9.25x15.5x2.6 мм |
3.14…5.5 |
0.8…2.5 при VIN = 3.3 В, 0.8…3.3 при VIN = 5 В |
15 (два канала), 30 (один канал) |
200…400 |
|
|
BGA
9.25x15.5x2.6 мм |
5.5…13.2 |
0.8…5 при VIN = 12 В, 0.8…3.3 при VIN ≤ 6 В |
15 (два канала), 30 (один канал) |
200…400 |
|
|
LGA
9x9x2.3 мм |
5.5…13.2 |
0.8…8 при VIN = 12 В |
15 (два канала) |
200…400 |
|
|
LGA
15x9.25x1.97 мм |
7.5…14.5 |
0.8…5.5 при VIN = 12 В |
30 (два канала) |
200…600 |
Многофазные приборы имеют:
- Выходной ток до 40 А
- Рабочую частоты 300…1000 кГц
- КПД до 92%
Применение многофазных приборов
- В многофазных синхронных понижающих преобразователях с большим выходным током для питания мощных центральных процессоров в серверах и десктопах
- В сетевых процессорах и специализированных ИС (ASIC), используемых при работе с сетями
Упрощенная схема применения модуля iPOWIR™
Модули семейства iP200х представляют собой функционально законченные «строительные кирпичи» для построения многофазных понижающих преобразователей напряжения, которые используются в мощных центральных процессорах с тактовой частотой гигагерцового диапазона в вычислительных и коммуникационных системах верхнего уровня. Основанные на технологии IR iPOWIR™, модули семейства iP200х объединяют в одном корпусе силовые ключи, драйверы и пассивные компоненты, расположение которых вблизи активных компонентов играет важное значение, с тем, чтобы получить в конечном счете понижающий многофазный преобразователь с синхронным выпрямлением. Приборы выпускаются в корпусах типа BGA и LGA.
Центральные процессоры гигагерцового диапазона и специализированные ИС (ASIC), используемые в вычислительных системах верхнего уровня требуют для своего питания низких напряжений, больших токов, быстродействия источника питания при изменяющейся нагрузки, и все это в условиях ограниченного пространства на печатной плате. Размеры внешних элементов, их число и площадь платы можно уменьшить путем увеличения рабочей частоты преобразователя. Однако увеличение плотности удельной мощности и рабочей частоты может привести к увеличению требований к качеству трассировки печатной платы и повышению паразитных потерь.
Технологическая платформа iPOWIR позволяет извлечь выгоду от использования запатентованных многокристальных безвыводных корпусов, открывая путь к новым уровням плотности удельной мощности и обеспечивая требования к характеристикам компьютеров будущего. Технология iPOWIR является примером мастерства IR во всех областях управления электроэнергией и дает намного больше, чем просто увеличение степени интеграции. Эталонные по своему качеству силовые ключи согласованы со схемой их управления, оптимизирован корпус изделия и в целом создана его передовая конструкция. Только комбинация всех этих аспектов вместе дает в результате миниатюрное и удобное для применения решение.
Интеграция, уменьшающая паразитные потери, позволяет изделиям семейства iP200х достичь наибольшего КПД при больших нагрузках, в то время как маленькие корпуса типов BGA и LGA позволяют уменьшить размер занимаемой преобразователем площади платы. Время разработки и усилия, сопряженные с ней, сокращаются благодаря тому, что один прибор семейства iP200х заменяет до 10 дискретных компонентов, требуемых на каждую фазу преобразователя, и при том значительно уменьшается общее число компонентов в системе. Для построения полнофункционально многофазного понижающего преобразователя с использованием приборов семейства iP200х требуется только одна многофазная схема ШИМ-управления, входные и выходные конденсаторы и выходные дроссели.
Спецификации
|
Прибор |
Корпус |
VIN[В] |
VDD [В] |
VOUT [В] |
IOUT [А] |
Рабочая частота
[кГц] |
|
|
BGA
11x11x3 мм |
5…12 |
5 |
0.8…2.5 |
20 |
250…1000 |
|
|
BGA
11x11x2.6 мм |
2.5…12 |
5 |
0.8…5 |
30 |
250…1000 |
|
|
LGA
11x9x2.2 мм |
3…13.2 |
5 |
0.8…8.0 |
40 |
300…1000 |
|
|
LGA
7.7x7.7x1.7 мм |
6.5…13.2 |
5 |
0.8…5.5 |
40 |
250…1500 |
|
