Q：μModule®控制器如何装入如此小的空间内？
A：将组件高度集成，即可减小尺寸。
电源模块上市已经很长时间了，常见的形式是采用开关模式的封装电源，能够轻松焊接到电路板上，用于将输入电压转换为经过控制的输出电压。与只在芯片上集成控制器和电源开关的开关稳压器IC相比，电源模块还可以集成无数个无源组件。
通常，“电源模块”一词一般在集成电感时使用。图1显示了开关模式降压型转换器（降压拓扑）所需的组件。虚线表示开关稳压器IC和电源模块。这些模块的电压转换电路由电源模块制造商开发，所以用户无需非常了解电源而且由于模块高度集成，所以开关电源的尺寸会非常小。
更安静、更小巧的DC-DC调节
开关稳压器本身会产生辐射EMI，在相对较高的频率工作时需要高dI/dt事件。在医疗设备、RF收发器以及测试和测量系统中，通常强制要求EMI合规，这也是信号处理领域的一项关键设计挑战。例如，如果系统未能达到EMI合规要求，或者开关稳压器会影响到高速数字或RF信号的完整性，则需要进行调试和重新设计，这样不仅会延长设计周期，还要重新进行评估，从而导致成本增加。此外，在更密集的PCB布局中，DC-DC开关稳压器一般非常接近噪声敏感型元件和信号路径，这更有可能产生噪声。
与其依赖于繁琐的EMI缓解技术，例如降低开关频率、在PCB上添加滤波电路或安装屏蔽，不如直接从源头抑制噪声，即DC-DC硅芯片本身。为了实现更紧凑的DC-DC解决方案，可以将所有组件，包括MOSFET、电感、DC-DC IC，以及所有支持型组件集成到一个类似于表贴IC的微型超模压塑封装中（参见图2）。
除了能够实现更安静的DC-DC转换，满足大部分EMI合规标准要求（例如EN 55022 B类），以及实现小尺寸之外，还需要尽可能减少PCB上输出电容等其他组件的数量，这点至关重要。通过采用快速瞬态响应DC-DC调节器，可以降低对输出电容的依赖。这意味着通过优化内部反馈环路补偿，可在多种工作条件下提供足够的稳定性裕量，支持各种输出电容，从而简化整体设计。
LTM8074是一个1.2A、40VIN µModule降压稳压器，采用4mm×4mm×1.82mm、0.65mm间距BGA微型封装。3.2VIN到40VIN、3.3VOUT产品解决方案的整体尺寸为60mm2，只需要两个0805电容和两个0603电阻。这种小巧、轻质（0.08g）的封装使得器件可以安装在PCB的背面，而PCB正面通常密布各种元件。该产品采用的Silent Switcher架构可以最小化EMI辐射，让LTM8074能够通过CISPR22 B类测试，并降低与其他敏感电路产生EMC问题的可能性。
并非始终能够集成所有外部组件。原因如下：某些设置（例如开关频率或软启动时间）应该是可调的，但必须向电路发出指令。这些操作可以通过数字化方式完成。但是，这可能意味着在系统中使用微控制器和非易失性存储，并支付相应成本。解决这个问题的一种常见方法是使用外部无源组件来实现这些设置。
输入和输出电容通常被集成到该电源模块中，但有时候需要从外部连接。图4显示了采用LTM8074的电路。
通过使用一个外部电阻来设置所需的输出电压，可以减少类型数量，并为应用提供一定的灵活性。如果不需要软启动，则无需将电容连接到相应的引脚上。所有这些功能结合起来，就能够在极小的电路板面积内实现电压转换。凭借LTM8074仅4mm×4mm的占用面积，以及最少量的外部接线，整个电源单元可以在仅约8mm×8mm的电路板区域内运行，提供高达40V的输入电压和高达1.2A的输出电流。图5显示了采用最少数量的必需外部组件的示例布局。
对于小型电源，能否提供极高转换效率至关重要，否则可能会遇到散热问题。新产品LTM8074的尺寸极为紧凑，能够完美解决这一问题。凭借集成的Silent Switcher技术，它可以用于对噪声极为敏感并配备线性稳压器的电路中。
高度集成的电源模块不仅可用于简化开关电源的设计，还可用于在极小的空间内实现高效的电压转换。
µModule器件的关键性能特征包括：
● 噪声更低（超低噪声和Silent Switcher器件）
● 超薄封装
● 6面高效降温(CoP)
● 在线路、负载和温度范围中，精准实现VOUT调节
● 极端可靠性测试
● 接地环路最少
● 在衬底上实现多重输出
● 极端温度测试
本文转载自：亚德诺半导体
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