通常,为了寻求更宽敞的生活空间,人们必须搬离市区。尽管住在市区生活便利,邻近工作场所,但这些人更希望能够搬到房子更大、院子更宽敞的郊区住宅。同样地,当工程师需要使用大电流用于负载点(POL)设计时,他们通常会放弃使用简便的高密度转换器(搭配整合式MOSFET电晶体),转而利用较复杂加入控制器(外部MOSFET电晶体)的解决方案。控制器,与郊区环境类似,相对地来说,具有较高的弹性和经济效益,但会占据更大的土地空间─亦即更多的电路板空间。
图1 : 市区和郊区透过转换器或控制器来调节高电流电压有不同的效益 |
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直至近期,电流超过10-15A的应用一般会仰赖搭配外部MOSFET电晶体的控制器。设计简易、物料清单(BOM)零件少、以及高可靠性的高密度解决方案的转换器,通常只能提供有限的电量。
网路路由器、开关、企业伺服器和嵌入式工业系统等应用的耗电量越来越高,它们的POL设计需要20A、30A、40A甚至更多电量。然而,这些应用有极大的空间限制,很难与采用控制器和外部MOSFET电晶体的解决方案相容。而问题在于,在一个需要大电流的应用中,该如何使用转换器而非控制器呢?
答案其实就在最新的MOSFET和封装技术的进展当中。新一代MOSFET电晶体,如德州仪器的NexFET电源MOSFET,在矽晶体内有较低的电阻率(Rdson),可进而提高电子流动的能力。透过PowerStack封装技术 堆叠积体电路(IC)和MOSFET电晶体─就像市区中密密麻麻的建筑,能够在特定的空间内容纳更多东西。
图2 : 控制器汇集成电路和MOSFET垂直堆叠在PowerStack封装中 |
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PowerStack封装技术中矽晶圆堆叠和弹片焊接的独特组合,可使四方平面无引脚封装解决方案集成度更高,实现尺寸更小、热力表现更佳、比传统多层叠加MOSFET电晶体的解决方案有更高的电子流动能力。
透过先进的MOSFET电晶体和封装技术,德州仪器集成FET转换器的产品,可用于高功率和高密度的POL应用。 TPS548D22属于德州仪器高电流同步SWIFT DC/DC 降压转换器系列,可提供高达40A的连续电流,并采用40 管脚、5mm×7mm×1.5mm节省布线的QFN PowerStack封装技术。现在,那些不得不搬到郊区的人,可以开始考虑搬回市区了!