肖特基勢(shì)壘二極管之間的接線電感
發(fā)布時(shí)間:2020/7/23 22:23:37 訪問(wèn)次數(shù):1358
兩個(gè)功率MOSFET的HAT2210WP,尺寸僅有5.3 × 6.1 × 0.8 mm (最大),用于筆記本電腦、通信設(shè)備及類似產(chǎn)品的DC-DC變換器中。
低熱阻由于使用了WPAK高熱輻射封裝,與目前SOP-8封裝的HAT2210R相比,熱阻減小了一半?梢钥刂频妮敵鲭娏饕蔡岣吡舜蠹s50%,因此可以減少具有高電流處理能力的DC-DC變換器所需要的功率MOSFET的數(shù)目。
與SOP-8封裝的安裝面積相同,但厚度僅有它的一半(0.8 mm (最大)。HAT2210WP需要的安裝面積與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的SOP-8封裝一樣,是5.3 × 6.1 mm;但厚度大約僅是它的一半,為0.8 mm (最大),使得DC-DC變換器可以做得更小巧。
安裝在信息設(shè)備如筆記本電腦和服務(wù)器中的存儲(chǔ)器、ASIC和其它芯片需要不同的驅(qū)動(dòng)電壓,因此,需要使用一些DC-DC變換器。這些DC-DC變換器需要兩個(gè)功率MOSFET,分別用于高邊和低邊*2應(yīng)用。瑞薩科技目前大量生產(chǎn)的產(chǎn)品,具有兩個(gè)功率MOSFET,封裝形式是SOP-8封裝,可以滿足較小DC-DC變換器的需要。但是,各種芯片處理的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大,需要可以處理更大電流、安裝更多功率MOSFET的DC-DC變換器。
在這樣的背景下,瑞薩科技開發(fā)出了新型HAT2210WP,它使用WPAK高熱輻射封裝,可以提高可以控制的電流量,實(shí)現(xiàn)更高的DC-DC變換器電流容量,并減少安裝的功率MOSFET的數(shù)目。
HAT2210WP安裝在印刷電路板(40 × 40 × 1.6 mm玻璃環(huán)氧板單個(gè)功率MOSFET操作)上時(shí)的熱阻,從瑞薩科技目前SOP-8封裝產(chǎn)品的110oC/W,下降了一半,達(dá)到55oC/W。因此,可以控制的輸出電流提高了50%多,從SOP-8產(chǎn)品的3A,提高到了5 A。當(dāng)ASIC和其它芯片的驅(qū)動(dòng)電流超過(guò)3 A,進(jìn)入4 A- 5 A范圍時(shí),單個(gè)HAT2210WP就可以控制5 A的輸出電流,而先前需要兩個(gè)SOP-8封裝的具有兩個(gè)功率MOSFET的產(chǎn)品,因此,HAT2210WP使得DC-DC變換器可以做得更小。
由于安裝了高邊和低邊功率MOSFET,使用分裂漏結(jié)構(gòu)。使用瑞薩科技最新的0.35 μm工藝的第8代功率MOSFET,具有業(yè)界的最高性能,設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化,使高邊MOSFET具有高開關(guān)速度、低邊MOSFET具有低導(dǎo)通電阻,因此可以實(shí)現(xiàn)很高的效率,從而滿足DC-DC變換器低壓輸出的需要。
在低邊MOSFET中有一個(gè)肖特基勢(shì)壘二極管,減小了MOSFET和肖特基勢(shì)壘二極管之間的接線電感*3。在DC-DC變換器死區(qū)時(shí)間過(guò)程中,可以加速肖特基勢(shì)壘二極管的換向,從而消除效率惡化,并減小噪聲。
在電路板上分配電力的傳統(tǒng)方法基本上有兩種:第一種是把48 V變成3.3 V的輸出電壓,然后再用負(fù)載點(diǎn)(POL)變換器把3.3 V變換成負(fù)載點(diǎn)所需要的電壓。一般地說(shuō),在電路板上最需要的就是3.3 V,所以選擇3.3 V作為母線電壓,這樣做的益處是,只需要一次變換,不存在多級(jí)變換的方案中每級(jí)都存在的損耗。另外一個(gè)方法是,先把48 V變換為12 V,然后再把12 V的母線電壓變換成為負(fù)載點(diǎn)電壓,并不是直接把12 V送到負(fù)載上。這個(gè)方案比較適合功率較高的電路板使用。
這兩種分布式供電方案各有長(zhǎng)處,也各有它的缺點(diǎn)。如果電路板上主要的負(fù)載需要3.3 V的工作電壓,而且在整個(gè)電路板上有多處需要3.3 V,在這種情況下,一般是采用母線電壓為3.3 V的分布式供電系統(tǒng)。之所以采用這個(gè)方案通常是為了減少電路板上兩級(jí)電壓轉(zhuǎn)換的數(shù)量,從而提高輸出功率最大的電源的效率。但是,在使用母線電壓為3.3 V的分布式供電系統(tǒng)時(shí),它還為每個(gè)負(fù)載點(diǎn)變換器供給電力。這些負(fù)載點(diǎn)變換器產(chǎn)生其他負(fù)載所需要的工作電壓。另一個(gè)問(wèn)題是,3.3 V輸出需要在電路中使用一只控制順序的FET晶體管。
在線路卡上,大多數(shù)工作電壓需要對(duì)接通電源和切斷電源的順序加以控制。 在這種分布式系統(tǒng)中,只能用電路中的順序控制FET晶體管來(lái)進(jìn)行控制。因?yàn)樵诟綦x式轉(zhuǎn)換器中,沒(méi)有對(duì)輸出電壓的上升速度進(jìn)行控制。在電路中的順序控制FET晶體管只是在啟動(dòng)和切斷電源時(shí)才用得上。在其他時(shí)間,這些FET晶體管存在直流損失,會(huì)影響效率,增加了元件數(shù)量,也提高了成本。由于工作電壓一年一年地在下降,在將來(lái),工作電壓將下降到2.5 V。
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兩個(gè)功率MOSFET的HAT2210WP,尺寸僅有5.3 × 6.1 × 0.8 mm (最大),用于筆記本電腦、通信設(shè)備及類似產(chǎn)品的DC-DC變換器中。
低熱阻由于使用了WPAK高熱輻射封裝,與目前SOP-8封裝的HAT2210R相比,熱阻減小了一半?梢钥刂频妮敵鲭娏饕蔡岣吡舜蠹s50%,因此可以減少具有高電流處理能力的DC-DC變換器所需要的功率MOSFET的數(shù)目。
與SOP-8封裝的安裝面積相同,但厚度僅有它的一半(0.8 mm (最大)。HAT2210WP需要的安裝面積與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的SOP-8封裝一樣,是5.3 × 6.1 mm;但厚度大約僅是它的一半,為0.8 mm (最大),使得DC-DC變換器可以做得更小巧。
安裝在信息設(shè)備如筆記本電腦和服務(wù)器中的存儲(chǔ)器、ASIC和其它芯片需要不同的驅(qū)動(dòng)電壓,因此,需要使用一些DC-DC變換器。這些DC-DC變換器需要兩個(gè)功率MOSFET,分別用于高邊和低邊*2應(yīng)用。瑞薩科技目前大量生產(chǎn)的產(chǎn)品,具有兩個(gè)功率MOSFET,封裝形式是SOP-8封裝,可以滿足較小DC-DC變換器的需要。但是,各種芯片處理的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大,需要可以處理更大電流、安裝更多功率MOSFET的DC-DC變換器。
在這樣的背景下,瑞薩科技開發(fā)出了新型HAT2210WP,它使用WPAK高熱輻射封裝,可以提高可以控制的電流量,實(shí)現(xiàn)更高的DC-DC變換器電流容量,并減少安裝的功率MOSFET的數(shù)目。
HAT2210WP安裝在印刷電路板(40 × 40 × 1.6 mm玻璃環(huán)氧板單個(gè)功率MOSFET操作)上時(shí)的熱阻,從瑞薩科技目前SOP-8封裝產(chǎn)品的110oC/W,下降了一半,達(dá)到55oC/W。因此,可以控制的輸出電流提高了50%多,從SOP-8產(chǎn)品的3A,提高到了5 A。當(dāng)ASIC和其它芯片的驅(qū)動(dòng)電流超過(guò)3 A,進(jìn)入4 A- 5 A范圍時(shí),單個(gè)HAT2210WP就可以控制5 A的輸出電流,而先前需要兩個(gè)SOP-8封裝的具有兩個(gè)功率MOSFET的產(chǎn)品,因此,HAT2210WP使得DC-DC變換器可以做得更小。
由于安裝了高邊和低邊功率MOSFET,使用分裂漏結(jié)構(gòu)。使用瑞薩科技最新的0.35 μm工藝的第8代功率MOSFET,具有業(yè)界的最高性能,設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化,使高邊MOSFET具有高開關(guān)速度、低邊MOSFET具有低導(dǎo)通電阻,因此可以實(shí)現(xiàn)很高的效率,從而滿足DC-DC變換器低壓輸出的需要。
在低邊MOSFET中有一個(gè)肖特基勢(shì)壘二極管,減小了MOSFET和肖特基勢(shì)壘二極管之間的接線電感*3。在DC-DC變換器死區(qū)時(shí)間過(guò)程中,可以加速肖特基勢(shì)壘二極管的換向,從而消除效率惡化,并減小噪聲。
在電路板上分配電力的傳統(tǒng)方法基本上有兩種:第一種是把48 V變成3.3 V的輸出電壓,然后再用負(fù)載點(diǎn)(POL)變換器把3.3 V變換成負(fù)載點(diǎn)所需要的電壓。一般地說(shuō),在電路板上最需要的就是3.3 V,所以選擇3.3 V作為母線電壓,這樣做的益處是,只需要一次變換,不存在多級(jí)變換的方案中每級(jí)都存在的損耗。另外一個(gè)方法是,先把48 V變換為12 V,然后再把12 V的母線電壓變換成為負(fù)載點(diǎn)電壓,并不是直接把12 V送到負(fù)載上。這個(gè)方案比較適合功率較高的電路板使用。
這兩種分布式供電方案各有長(zhǎng)處,也各有它的缺點(diǎn)。如果電路板上主要的負(fù)載需要3.3 V的工作電壓,而且在整個(gè)電路板上有多處需要3.3 V,在這種情況下,一般是采用母線電壓為3.3 V的分布式供電系統(tǒng)。之所以采用這個(gè)方案通常是為了減少電路板上兩級(jí)電壓轉(zhuǎn)換的數(shù)量,從而提高輸出功率最大的電源的效率。但是,在使用母線電壓為3.3 V的分布式供電系統(tǒng)時(shí),它還為每個(gè)負(fù)載點(diǎn)變換器供給電力。這些負(fù)載點(diǎn)變換器產(chǎn)生其他負(fù)載所需要的工作電壓。另一個(gè)問(wèn)題是,3.3 V輸出需要在電路中使用一只控制順序的FET晶體管。
在線路卡上,大多數(shù)工作電壓需要對(duì)接通電源和切斷電源的順序加以控制。 在這種分布式系統(tǒng)中,只能用電路中的順序控制FET晶體管來(lái)進(jìn)行控制。因?yàn)樵诟綦x式轉(zhuǎn)換器中,沒(méi)有對(duì)輸出電壓的上升速度進(jìn)行控制。在電路中的順序控制FET晶體管只是在啟動(dòng)和切斷電源時(shí)才用得上。在其他時(shí)間,這些FET晶體管存在直流損失,會(huì)影響效率,增加了元件數(shù)量,也提高了成本。由于工作電壓一年一年地在下降,在將來(lái),工作電壓將下降到2.5 V。
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