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高密度隔离式DC-DC转换器减小尺寸与成本(图)

刘洋?? EDN China技术编辑?? 2010年07月27日 ?? 收藏0

  高端系统制造商正在积极寻求系统级数据处理性能方面的改善,同时缩小系统外形尺寸。下一代处理器要求更高的功率、更多的电压轨,因此为电源转换解决方案留下的空间更少。为了与系统级目标齐步并进,元件技术和封装概念同样需要改进。尽管对终端系统设计者而言可能并不明显,但是新技术能否成功却取决于电源转换解决方案与电源架构的选择。

  Picor公司针对以上需求推出一款极高密度的隔离式DC-DC转换器PI3101,产品在专利零电压开关(ZVS)拓扑技术基础上采用领先的芯片集成技术、先进的平面瓷器件技术和高性能功率半导体的技术实现高开关频率。

  PI3101在36V~75V的宽工作电压范围内工作,输出功率达60W(3.3V@18A),实现极高的功率密度。PI3101的表贴功率封装(PSiP)可有效改善元件散热效能,比传统解决方案节省50%以上空间。PI3101的高开关品率只需细小的输入和输出滤波元件,进一步降低了整体系统方案的体积和成本。Picor公司策略营销及业务拓展总监Carl Smith表示,下一代ASIC、DSP、FPGA及高速微处理器的不断发展有助于提高系统性能,但单靠处理器的进步是不够的。Cool-Power系列PI3101是Picor新功率转换解决方案系列的首款产品,其采用优质的专有高性能MOSFET技术,专有的采样反馈控制去除了光电隔离,简化了环路补偿。采用专利的零电压开关降压—升压拓扑结构和先进的平面磁(芯)技术;结合先进的芯片集成与专有门极驱动技术相结合的专有控制机制,使得超过1MHz的开关频率成为现实。Cool-Power系列还可带来设计高灵活性,其允许系统设计者直接对点负载提供高密度隔离式电源,具备多款用户编程功能,可配合并特定应用编程。

Picor 公司策略营销及业务拓展总监Carl Smith

图1,Picor公司策略营销及业务拓展总监Carl Smith

  分布式电源架构(DPA)和中转总线架构(IBA)是两种典型的功率架构。Carl Smith介绍说,前者架构中,通常通过一个专门的隔离转换器将宽范围36V~75V或窄范围36V~60V的背板电源转换到每个点负载电压。因此成本较高,且需要较多的电路板空间;优势是转换级数少,电效率较高,输入总线分布功耗较低。后者IBA架构可解决DPA的限制,与DPA相比,其仅需一个隔离的功率级和小尺寸的NiPOL,因此减少了对电路板空间的要求,使成本降低;但同时每个电压轨具有两阶转换,导致转换效率较低和分布功耗的升高。

  “如果将DPA和IBA拓扑架构的优势相结合,总功率和系统尺寸大幅减少,功率密度也可得到极大改善。灵活地将隔离电源直接提供给点负载,同时,转换阶数减少以保持良好的整体系统电效率,分布功耗低。通过Picor发布的Cool-Power产品平台,这些需求均可实现”,Carl Smith表示,在系统级层面,与DPA相比,PI3101可节省超过50%的电路板空间;与IBA相比则高达75%。高频工作有效地降低了过滤器和大电容的需求,无需分立式设计所需的冗长设计时间和过多元件资源;因此简单的解决方案只需很少的设计时间和元件数量。?

  PI3101目标市场及应用主要面向电信/无线基础设施、网络与通信等,如3G(WCDMA、TD-SCDMA)系统、ATCA系统、以太网供电(PoE)、SONET的光电网络系统、SDH系统、交换机/路由器。


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