對電源電路的需求相互矛盾：更高功率但更冷；效率更高但體積更小；更快的開關，但更低的噪音。再加上在機械和極端溫度下更高的可靠性和更長的使用壽命。在 3 月于休斯頓舉行的最新應用電力電子會議 (APEC) 上，ADI 公司 (ADI) 展示了與 μModule 穩壓器相關的不同演示，展示了這些解決方案的優勢，例如更小尺寸、高效散熱以及非常低、高頻率電磁干擾（電磁干擾）。在接受 Power Electronics News 采訪時，ADI 的 μModule 電源產品業務發展總監 Afshin Odabaee 和產品營銷工程師 Bhakti Waghmare 指出了電力行業的最新進展和挑戰。

ADI 的 μModule 穩壓器技術

μModule 產品組合包括不同的子類別，例如隔離式轉換器；逆變器；降壓、升壓和降壓-升壓穩壓器；電池充電器；LED驅動器；和具有數字電源系統管理功能的穩壓器。

如圖 1 所示，ADI 的 μModule 穩壓器和 DC/DC 電源產品是集成了高性能模擬 IC、功率晶體管和無源元件的系統級封裝電源管理解決方案。所有電源功能都封裝在一個緊湊且熱增強的 LGA 或 BGA 封裝中。

圖 1：μModule 系統級封裝

“在 APEC 2022 上，我們專注于微模塊監管機構，專注于我們今年所做的工作，”Odabaee 說。“除此之外，我們還專注于靜音開關技術，為正常和低噪聲應用創建微型模塊穩壓器?！?/p>

靜音切換器技術允許功率設備在高開關頻率下工作，而不影響高效率，并大幅減少EMI發射。這允許用戶將μ模塊調節器放置在非?？拷撦d的位置，因為開關調節器產生的噪聲可以忽略不計。通過減少寄生電感和實現磁場消除，EMI發射最小化，設計可以更加緊湊。通過消除引起寄生電阻和電感的長鍵合線，可以降低封裝寄生電感。熱回路產生的反向磁場相互抵消，從而減少電磁干擾發射。

靜音開關μ模塊穩壓器將使開關電源更容易通過多個抗噪標準，例如CISPR 22 B級（工業、通信）和CISPR 25 5級（汽車）。這些設備的關鍵因素是：

高效轉換，即使在2 MHz以上的開關頻率下，對轉換效率的影響可以忽略不計

內部旁路電容器可減少電磁干擾發射，并使解決方案具有更緊湊的占地面積

PCB上有更多可用空間，所需層數減少

通過結合靜音開關技術、高開關頻率和多種工作模式，可以最大限度地減少電磁干擾，使這些設備成為噪聲敏感應用的正確解決方案。靜音開關穩壓器具有四路可配置輸出，可以取代兩個、三個或四個單輸出競爭模塊。

Odabaee說：“靜音開關技術是模擬設備的一項重要成就；此外，我們正在通過創新的封裝技術改善產品的散熱。”。“因此，我們可以在較小的設備中封裝更多的輸出功率，而無需對其進行過多加熱。”

這些穩壓器在改進熱管理的同時可以更小的原因是因為熱量從 μModule 封裝的頂部和角落排出。這種稱為組件封裝 (CoP) 的技術可以更快地冷卻微模塊穩壓器，從封裝的頂部、四個側面和底部去除熱量。CoP 技術的好處是更小的 PCB 占位面積、更高的功率和更好的熱管理。

放置在封裝頂部的電感器（參見圖 2）充當散熱器，從 FET 中吸收熱量。根據熱力學定律，熱量將移動到較冷的區域，而較冷的區域恰好是電感器。因此，通過電感器的直接氣流可以非常有效地冷卻器件。通過在封裝頂部集成散熱器進一步改進了熱管理，這也實現了更高的功率密度。

圖 2：BGA 封裝頂部的電感器充當散熱器。

μModule 產品系列的另一個相關特性是電流共享，它允許組合多個器件以提供更高的輸出電流。例如，LTM4700 是一款雙通道 50A 或單通道 100A 降壓 μModule（電源模塊）DC/DC 穩壓器。電流模式架構可在 100-A 模塊之間實現 ±3% 的準確電流共享。精確的電流共享產生了一個電源，可以在多個設備之間均勻地散發熱量。電流共享對于可擴展性至關重要。通過并聯八個 LTM4700 μModule 穩壓器，可以將 800 A 的共享電流提供給處理器、FPGA 和 ASIC 等負載。應用包括 PCIe 板、通信基礎設施、云計算、光學、醫療、工業以及測試和測量設備。

“我們在 μModule 架構中為 DC/DC 穩壓器使用電流模式架構，”Waghmare 說。“當您使用電流模式與電壓模式時，電流共享非常精確。此外，您不會讓一個調節器加熱而另一個調節器處于低溫狀態，因為熱量均勻地分布在所有調節器上。”

像 LTM4700 這樣的 μModule 穩壓器在環境溫度下可以提供 95–97 A 的電流，在器件冷卻時可以提供 100 A 的電流。這在熱管理方面確實是一項了不起的成就，因為可以在連續運行模式下保持當前水平。

封裝技術的進步極大地縮小了電源調節器的尺寸。微型模塊穩壓器具有低于 2 mm (1.18–1.92 mm) 的超薄外形，允許設計人員利用電源電路 PCB 背面的空白區域，從而為其他組件騰出頂部空間。超薄微模塊封裝的另一個好處是它可以放置在非?？拷⌒驮O備的位置，例如 FPGA、GPU、ASIC 和處理器，同時共享一個公共散熱器或冷板。

μModule 穩壓器配有 PMBus/SMBus/I 2 C 數字接口，用于控制、遙測和監控操作參數?？刂坪捅O控功能包括：

輸出電壓監控、排序和裕量

電流監測

溫度監測

故障記錄

此功能通過嚴格控制電壓精度并支持遠程調試、故障報告、日志記錄和對故障的快速反應，有助于提高系統可靠性。

審核編輯 黃昊宇