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5G集成電源排序解決方案

那些年兒ing ? 來(lái)源:那些年兒ing ? 作者:那些年兒ing ? 2022-07-29 08:07 ? 次閱讀

電子系統(tǒng)的電源要求變得非常苛刻,設(shè)計(jì)人員面臨排序問(wèn)題,有機(jī)會(huì)滿足各種電壓要求并最大限度地減少熱效應(yīng)。

Dialog 靈活且可擴(kuò)展的 GreenPAK 技術(shù)與 TDK 的直流負(fù)載點(diǎn) (POL ) 模塊相結(jié)合,為先進(jìn)的嵌入式物聯(lián)網(wǎng)5G 工業(yè)控制應(yīng)用提供了緊湊的解決方案。這兩種技術(shù)的結(jié)合特別適用于高密度工業(yè)計(jì)算應(yīng)用。

“電源排序需要大量分立元件來(lái)處理排序,如果它涉及多個(gè)電源軌加電和斷電。這些需要更多的組件,如電阻電容模擬比較器和邏輯塊來(lái)檢測(cè)軌道的完整性。我們的可配置混合信號(hào) IC 允許客戶通過(guò) NVM 將定制電路實(shí)現(xiàn)為小型可編程 IC。該技術(shù)允許在不同平臺(tái)模型之間實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)更改、更低的成本、更低的 BOM 和可擴(kuò)展性。一個(gè)典型的 GreenPAK 實(shí)施可以輕松取代 20 到 30 個(gè)分立元件。在過(guò)去六 (6) 年中,我們已經(jīng)出貨了近四 (4) 億個(gè)零件,”Dialog Semiconductor 應(yīng)用工程總監(jiān) Ramzy Ammar 說(shuō)。

負(fù)載點(diǎn) DC-DC 轉(zhuǎn)換器

電源管理解決方案在電子設(shè)計(jì)中占有特殊地位,不僅影響可靠性,而且最重要的是生產(chǎn)成本。

電源系統(tǒng)的規(guī)格經(jīng)常在設(shè)計(jì)周期本身發(fā)生變化。對(duì)于基于分立元件的系統(tǒng),這可能需要重新設(shè)計(jì)印刷電路板以適應(yīng)所需的增加(或減少)的電源空間。

電源模塊供應(yīng)商正在響應(yīng)對(duì)更多電源軌的需求,以使用新型低電流電源穩(wěn)壓器驅(qū)動(dòng)印刷電路板 (PCB) 上非常不同的電流水平。這些所謂的非隔離式點(diǎn)負(fù)載穩(wěn)壓器 (POL) 是小型設(shè)備,設(shè)計(jì)用于靠近電路板上的負(fù)載電路,可在較寬的工作范圍內(nèi)提供電流。在過(guò)去幾年中,負(fù)載點(diǎn)模塊的使用穩(wěn)步增長(zhǎng),現(xiàn)在有許多供應(yīng)商可以提供標(biāo)準(zhǔn)解決方案,以具有競(jìng)爭(zhēng)力的成本滿足各種電源需求。

通過(guò)實(shí)施分立元件解決方案,干擾的研究和分析可能會(huì)成為問(wèn)題,并且仍會(huì)占用大量時(shí)間,并且設(shè)計(jì)人員面臨很高的故障風(fēng)險(xiǎn)。

半導(dǎo)體領(lǐng)域當(dāng)前提高集成度的趨勢(shì)導(dǎo)致了包括保護(hù)和控制功能的功率集成電路的產(chǎn)生,從而減少了所需的外圍元件數(shù)量,這反過(guò)來(lái)又轉(zhuǎn)化為兩者的減少。成本和空間要求。

新的 μPOL? DC-DC 轉(zhuǎn)換器系列提供與供應(yīng)商不同的各種版本的完全集成。新解決方案的尺寸約為毫米,減少了所需的外部組件,保持了盡可能高的性能,同時(shí)提供了易于集成的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

電源和熱管理

Dialog 和 TDK 結(jié)合了一種技術(shù),可縮短交貨時(shí)間并加快電子板的開發(fā)時(shí)間。TDK 的 μPOL 解決方案利用嵌入式半導(dǎo)體基板 (SESUB) 等先進(jìn)技術(shù)封裝技術(shù),以更小、更薄的格式實(shí)現(xiàn) 3D 系統(tǒng)的內(nèi)聚集成。這種集成使 TDK 能夠提供更高的功率密度和易用性。

“任何尺寸受限且需要更高可靠性、可擴(kuò)展性和更低成本的電路板。此外,GreenPAK 器件在為特定應(yīng)用的時(shí)序/安全功能配置設(shè)計(jì)方面提供了更高的靈活性。示例包括:開啟/關(guān)閉時(shí)間、通道數(shù)量、可配置的 UVLO/OVLO 閾值、故障檢測(cè)邏輯等。這種靈活性為我們的客戶提供了超過(guò) ASIC 的很多價(jià)值,”Ammar 說(shuō)。

Dialog 的 GreenPAK? 器件用作超小型電源管理集成電路。它們旨在創(chuàng)建“靈活的電源島”(FPI),用戶可以在其中定制其電源系統(tǒng)以滿足個(gè)人應(yīng)用需求。

在圖 1(和圖 2)中,顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的電源定序器,其中四 (4) 條軌道使用啟用信號(hào)上下電,但它不會(huì)對(duì)中間軌道碰撞或其他故障問(wèn)題作出反應(yīng)。這個(gè)簡(jiǎn)單的電路顯示了大約 14 個(gè)分立元件(即電阻器電容器、邏輯塊)的最低要求——這個(gè)數(shù)字可能會(huì)增加,具體取決于是否需要更多功能。“通過(guò)我們與 TDK 的合作,用戶可以根據(jù)特定的 MCU 分離排序設(shè)計(jì),這些設(shè)備是為不同的 MCU 以及電源軌數(shù)量定制的,”Ammar 說(shuō)。

圖 1:簡(jiǎn)單的電源定序器

圖 2:圖 1 示意圖的信號(hào)

GreenPak 系列用于控制信號(hào),通常需要低于 25MHz 的頻率。有時(shí)它們是具有非常低的待機(jī)功率(《1uA)的直流信號(hào),在這種情況下不會(huì)出現(xiàn)任何熱問(wèn)題,但它肯定有助于減小電路板尺寸以消除一些分立元件。“有了 TDK 功率轉(zhuǎn)換器,它們將成為熱產(chǎn)生的主要來(lái)源。假設(shè)他們的芯片上有足夠的熱管理實(shí)現(xiàn)以適應(yīng)小型 PCB,那么系統(tǒng)應(yīng)該可以正常工作,因?yàn)槲覀冎桓鼡Q分立元件,”Ammar 說(shuō)。

為便攜式和可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)存在許多挑戰(zhàn)。隨著每一代的發(fā)展,電源系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜,但專用于電源組件的整體電路板面積卻在不斷縮小,越來(lái)越小。需要控制、排序和功率調(diào)節(jié)來(lái)支持附近的負(fù)載,并確保簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)滿足嚴(yán)格的上市時(shí)間要求。

審核編輯:郭婷

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