雷竞技竞猜下载快板Microsystems的ClearPower模块渔具设计师的最艰巨的挑战
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John Bazinet，Allegro Microsystems工程总监Jo雷竞技竞猜下载hn Bazinet
Ben West，A雷竞技最新网址pplications Engineering Section Lead，Al雷竞技竞猜下载legro Microsystems
有基本的事实是，当谈到电力电子每个系统设计人员必须面对的问题。首先，大多数项目将需要多轮的设计，仿真和审判转嫁EMI（电磁干扰）的严格限制。其次，是引进EMI的组件会降低系统效率，增加成本和解决方案尺寸的问题。这后一点尤其相关的是经常会有的电源解决方案，保留极小的电路板空间，所以使用大型，成熟的解决方案的选项不再有效。最后，热环境一般会比预期的更糟。
幸运的是，在那里这种情况曾经的可怕有点短，近期集成电路设计，系统集成和封装技术发展的服务，以减轻电源设计师的负荷。事实上，现在有可能稳定地提供高质量的设计，通过CISPR 25 5级或EN 55025的严格的限制，同时降低整体解决方案的尺寸和管理散热。
雷竞技竞猜下载Allegro MicroSystems的Clearpower模块产品系列产品，采用“包装”方法，提供了设计人员一段时间的答案。ClearPower模块在紧凑的包装中铺设了高性能开关电源或LED驱动器的所有主要元素，显着缓解了设计完整电源解决方案的任务。
最近开发的ClearPower模块的一个例子是Allegro的APM80900（图1），用于LED照明应用。雷竞技最新网址功率电感器，临界旁路电容和先进的开关稳压器IC在仅衡量仅4×6×2mm的信封内，而使用可路由的基板技术将各种子组件连接在一起，以及到外部世界。
通过共同定位接近范围内这些关键功率级组件，即促进EMI的高电流开关路径由10倍降低。另外，通过直接集成和创新的IC设计，整体尺寸可以高达70％的更少相比传统的解决方案。
雷竞技竞猜下载Allegro MicroSystems的Clearpower模块具有MIS（模压互连基板）可路由引线框架，具有传统QFN解决方案的外观和感。将该技术与可湿性侧翼的行业标准QFN足迹相结合，可确保汽车工作温度最严苛的可靠运行。
虽然开发一个可行的电源解决方案，将通过EMI限制的任务已经变得更加容易的功率模块，实现高性能要求模块本身的整体设计方法。这项工作涉及集成电路设计、封装技术和无源元件集成，以实现所需的EMI、热性能和尺寸。
专用封装和芯片设计技术允许Clearpower模块实现出色的热耗散特性。该因素是关键的，因为IC和电感器都是热源，并且被包裹在相同的紧凑型封装内。值得注意的是，在ClearPower模块内部署多层可路由包装技术，该技术是不可能与传统的单层引线不可能的，允许建立连接和组件间隔，从而最大限度地耗散散热。The routable inner layer(s) of the module package is used to make contact with the IC and passive components, while the module’s heat-generating areas (power switches and inductor) are connected through vias, providing an efficient way to channel heat from the package interior to its large, exposed power pads.
倒装芯片IC技术通常用于降低与粘合线相关的电阻和电感。只需一个倒装芯片连接（称为凸块）的电感大约在传统的粘合线的20倍左右。结果，可以使用多个凸块来连接到每个高功率节点，产生不可估量的总电感。倒装芯片凸起也降低了导致EMI的任何高频振铃，并且与常规粘合产品相比，用于降低功耗。
除了这些先进封装技术，ClearPower基于模块的稳压器（包括AMP80900）使用许多相同的技术常规开关稳压器，以进一步减少EMI。一种方法是扩频调制，其调制略微转换器的开关频率。在这里，能在更宽的频率范围，以降低噪声能量峰值散开。降低EMI的另一个有效的方法是通过降低开关导通损耗。ClearPower模块被独特地设计和配置，以尽量减少这样的损失。
一旦电源设计已经通过其初始阶段了，EMI在一个特殊的测试实验室进行评估，往往导致深夜，强调工程管理人员和不方便后期设计修改。由于EMI实验室的时间通常是按小时收取，因此在设计团队有责任迅速达成一个可行的EMI解决方案。所采用平息EMI这种需求导致任何数量的非理想解决方案，包括金属屏蔽件，无源缓冲器和共模扼流圈的输入。这些额外的无源器件增加了成本，提高整体规模和降低系统效率，从而导致更高的散热。
Clearpower模块的承诺是，对这些有点绝望的措施不再有必要。今天，可以减少努力提供CISPR 25级兼容解决方案。为了证明这一点，模块解决方案和传统对应物之间的类似比较图2.两个设计都采用相同的输入滤波器并在2.5 MHz处开关。注意，模块设计通常非常接近测量系统的噪声底板，并且比传统设计的噪声相当较少。
与EMI担忧一起，减少电源解决方案信封和董事会的配置文件是一个持续的挑战。虽然每种类型的电子元件都需要电源来执行其功能，但这种概念通常会发生在过程中很晚，并且很少受到关注。将电源视为事后的事项是指不实现最佳设计，促进许多系统问题。Allegro的ClearPower模块是可行的解决方案，可提高性能和简化设计。此外，通过减少外部部件，整合磁性和使用设计用于承受最严苛的汽车操作温度范围的定制电源包装，清零模块可以将整体解决方案尺寸降低至70％，如图3所示。
最终，EMI缓解是随着更多的系统变得无线连接或集成到小的空间，那里是一个高电位与其它设备干扰增加的挑战。从快板微ClearPower模块提供了一种快速，雷竞技竞猜下载解决这些困难的EMI挑战的有效和可靠的解决方案。此外，ClearPower模块减少R＆d的时间和成本，并简化的材料清单，而对于功率解决方案所需的PCB面积显著减少，留下的空间更多的增值的功能。总之，电源模块日益成为主流，并在系统开发的总体成本效益计算相媲美。