對於一個數位系統設計者而言，有一個兩難之處是：需要放棄寶貴的設計時間與板面空間，以建造與測試一個DC/DC穩壓器電路。電路板上的DC/DC控制器IC、MOSFET、電感、電容、電阻以及二極體僅是一個因數，電路佈局、元件選擇與電源供應的除錯佔用了更多的時間，且需要廣泛的電源供應設計專業知識。一位數位設計者最好把時間用於處理複雜數位IC介面與編寫程式，而非用於分析DC/DC電路的負載瞬間響應與定義電感、MOSFET以及電容上。別忘了，還有輸出電流漣波與迴路穩定性計算。

事先製造型DC/DC電源供應器，也可稱為負載點模組（point-of-load），已被視為是較簡單、較小型化且較快速的解決方案，但面對稠密佈置元件之嵌入式卡板的系統組裝，仍顯得不足。有些解決方案，號稱是完全電源供應器，卻仍需外部電感、許多額外的輸入與輸出電容以及補償電路，大部分此類設計是組裝在一個小印刷電路板上，因為電路上的元件是外露的、未含入封裝內，需要手動檢查以獲得穩定性。

針對熱散失與元件安全間隔，許多嵌入式系統規定了基板頂部與底部的最大厚度。不幸的是，高功率密度DC/DC模組必須採用高電感值的電感，且依賴厚印刷電路板以改善熱散失，但大尺寸與較高的高度則不利於其使用，因此，設計者必須設計一個可根據基板高度需求而最佳化的獨立電源供應器，或者依賴薄型電感的較低功率DC/DC模組。

對於最佳電源供應器的選擇、效能與定義上，系統設計者常被迫妥協，其最佳解決方案，是一個不需外部電源元件、不需數學分析、可簡單佈局的完整電源供應器，也必須是一個可完全滿足表面黏著組裝需求，如同基版上其他數位IC產品，而其結果是一個易於挑選、設計與組裝的解決對策。

具IC尺寸的完整電源供應器

《圖一　LTM4600為一完整10A切換模式DC/DC電源供應IC》

(圖一)顯示一個完整的DC/DC電源供應器的解決方案。此IC形式的解決方案是一個具有內建電感、支援性電源元件以及補償電路，如(圖二)的10A同步切換模式穩壓器。LTM4600是一個DC/DC 模組，可滿足稠密元件佈置及先進嵌入式系統的空間間隔與組裝要求。此囊封式μModule DC/DC電源供應器封裝在一個15mm x 15mm x 2.8mm LGA結構中，元件尺寸比大部分FPGA及處理器來得小，僅有2.8mm的高度，LTM4600可擺放於基板的背面，而不會使基板厚度明顯增加 。

《圖二　LTM4600只需少數外部元件。》

＜圖註：複雜的補償電路、電感、MOSFET、DC/DC控制器及輸入/輸出電容均於晶片上。1.5V、10A應用如圖所顯示。＞

此μModule額定的輸入操作電壓為20V與28V（兩個版本）。輸出電壓則可利用一個單一電阻於0.6V至5V之間進行調整。LTM4600可提供達10A的輸出電流且對於快速變化的負載電流暫態，也能提供絕佳的瞬變響應。

複製與黏貼電路佈局可快速設計複製

一個在系統設計者間常見的抱怨，即是組裝廠對一個特定電路佈局的修改，導致設計公司與組裝廠間對電路佈局多次的除錯與往返溝通。LTM4600則可降低此問題之發生。

LTM4600的電路佈局是固定的，因此佈局錯誤可因其簡單性而減至最小。此外，μModule的組裝並不需特別工具，此簡單組裝與電路佈局使得兩個LTM4600 μModules可共享負載，因此對於高功率應用而言，可實現兩倍的輸出電流能力。

絕佳的熱效能

LTM4600 μModule熱阻抗僅15oC/W（組裝在四層印刷電路板時）。其能有效率地透過封裝的頂部與底部進行散熱，避免過熱情況產生。封裝技術與LTM4600的建構使其在3.3V的情況下，可以從12V的輸入提供高達10A的負載電流，且擁有絕佳的熱效能，如(圖三)所示。

《圖三　即使沒有空氣對流與散熱片，LTM4600亦提供絕佳熱效能》

熱效能應用手冊描述當LTM4600在較高功率與較高週遭溫度下利用空氣對流與散熱片的表現效能。

高輸入電壓 迅速瞬態響應

與其它有限輸入範圍的DC/DC負載點模組不同的是，LTM4600能轉換輸入供應電壓達28V，此功能即使在沒有任何輸入供應保護或額外外部元件的情況下也是可行的。輸出電壓則可於0.6V至5V之間進行調整，且具有±1.5％的精準度。

LTM4600另一個相當獨特的功能，是無時脈延遲電流模式架構，該功能允許其對快速負載電流的變化能迅速的響應，相對其它模組在響應負載變化時必須等待一個完整時脈週期的場合，LTM4600的響應是即時的，此立即的響應可去除其他解決方案最多五個必要的外部電容。

結論

LTM4600 DC/DC μModule象徵負載點電源供應器的新架構。此元件結合IC與MOSFET設計、封裝技術與電路佈局經驗，即使只有最少類比知識程度的數位系統設計者，也可快速地建構一個高效能的DC/DC電源供應器。

除了設計簡單，佈局與組裝更為單純而直接，如同基板上其它數位IC，LTM4600可使用相同的檢料設備進行植入。雖然μModule能夠提供高輸出功率，其絕佳熱特性允許其被放置於鄰近其他IC處。LTM4600的小尺寸與低高度設計，代表著數位系統設計者從此不再需要犧牲寶貴的板面空間、或妥協於負載點電源供應器的效能。（作者為Linear Technology電源管理產品部門產品市場工程師）

＜參考資料：

[1]LTM4600 DC/DC μModule Thermal Performance Application Note（application note 103）

[2]Recommended Land Pad Design, Assembly and Rework Guidelines for DC/DC μModule in LGA Package（application note 100）

[3]www.linear.com/micromodule＞