瑞萨电子开发RAA20770X系列mini-POL转换器IC
摘要: 瑞萨电子开发RAA20770X系列mini-POL转换器IC,??目前推出六种不同电流供应等级与功能的产品,适用于多种应用领域中的ASIC与其他大型逻辑电路,包括个人电脑、伺服器、工业用设备、办公室自动化及网路设备。
瑞萨电子开发RAA20770X系列mini-POL转换器IC,??目前推出六种不同电流供应等级与功能的产品,适用于多种应用领域中的ASIC与其他大型逻辑电路,包括个人电脑、伺服器、工业用设备、办公室自动化及网路设备。RAA20770X系列产品的微型化及其功率密度亦皆达业界最高标准。 近期电源供应器市场出现两项变革,首先为实现节能社会的理想而须降低耗电量,其次则是因市场对于具高功能性半导体产品需求的增加,如微控制器(MCU)、SoC装置等,而使供应电压趋向多样化。 为符合第一项需求,新产品RAA20770X可在正常负载下执行高效能电源转换,并快速且规律地转换至低功率模式。因此可降低整体系统的耗电量,并协助实现高能源效率的社会。 为达成第二项要求,虽然会因为电源提升而导致产品镶嵌面积扩大,但RAA20770X系列采用等同于晶片本身大小的超小型晶圆级晶片尺寸封装,此系列产品尺寸相较于早期的瑞萨产品缩小75%。另外,由于封装内无需导线连接,因而可降低导线电阻,有助于提升电压转换效率。RAA20770X系列更是第一款具备此整合度的小型封装产品。
RAA20770X系列POL转换器IC的主要功能:
(1)面积缩小约75%,有助于系统小型化 瑞萨在RAA20770X产品中采用晶圆级晶片尺寸的封装,实现以迷你外型供应大量电流的POL装置,因此可将IC内部导线电阻及封装导线电阻,降至绝对极小值。例如,支援最大额定电流10 A的RAA207701GBM,封装尺寸极小,仅2.7×3.4 mm,相较于瑞萨较早的SiP POL产品,其封装尺寸约缩小75%。此外,从封装表面到晶片接合区的热阻仅有极低的1°C/W,可在搭配散热片及气流时,提供高散热设计。
(2)支援更长的电池寿命 次世代笔记型电脑将需要类似现有平板电脑及手机,在待机时仍可进行资讯更新与撷取的功能(连线待机),故必须尽可能降低连线待机模式时的耗电量。为满足此需求,RAA20770X系列产品采用恒定导通时间控制方法[注2]。在低耗电模式时,负载电流较低,可达到约0.5 µW的低耗电量。恒定导通时间控制方法的另一项优点,则是可藉由降低运作频率来减少POL转换器的耗电量;没有负载时可降低1.6 mW耗电量,在待机模式下可达到0.5 µW。恒定导通时间控制方法亦具 ??备快速反应的优点。例如,即使电子设备从省电模式切换至正常模式,发生电流快速增加的情况,转换器亦可藉由提高运作频率而立即反应。
(3)可简化高可靠性电源供应系统的设计 RAA20770X系列产品在同一晶片内整合了POL转换器所需要的多种保护功能,例如过电流、过电压及热保护等。因此,此系列产品支援安全且具有灵活性强的高可靠性电源供应系统设计,仅需搭配最少的外部元件,不仅可简化设计,并能减少物料清单。除此之外,亦可修改输出电压与运作频率以符合所采用的应用需求,提供适用于多种应用的操作弹性。
(4)支援单电压电源供应设计 新款RAA207703GBM、RAA207704GBM及RAA207705GBM装置包括整合的5 V低压降稳压器(LDO)电路,可提供电源供应控制器内部所需的5 V,所以无需外部的电源供应。如此一来,即可使系统仅以单一电压运作,例如使用12 V电源供应。RAA20770X系列产品除了结合电源供应控制器与驱动控制器IC之外,还在单晶片中整合了两个已针对POL转换器进行最佳化的MOSFETS [注3],可将ASIC等大型积体电路所使用的5 V或12 V输入电压降压至1 V或3.3 V。例如,具备最大额定电流10 A的RAA207701GBM,以12 V输入及3.3 V输出而言,可实现从低电流区流至高电流区的高效率电源转换,特别是在10 mA时效率可达到89%, 4 A时可达到95%,10 A时可达到92%。上述电源转换效率将有助于降低终端产品的整体耗电量。 RAA20770X系列POL转换器IC自2012年12月开始供应样品;量产时程为2013年3月,预估至2013年7月每月产能可达50万颗。
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