VICOR的分比式功率架構(gòu)電源模塊.重點(diǎn)討論VI晶片. 2404361204637747.doc
自己整理的.
分比式功率架構(gòu)(FPA)把DC-DC轉(zhuǎn)換器的功能重新編排(圖一);并以晶片封裝的元件來實(shí)現(xiàn).它的主要元件是預(yù)穩(wěn)壓模塊(PRM)和電壓轉(zhuǎn)變模塊(VTM).PRM只有穩(wěn)壓功能,VTM具變壓和隔離功能,PRM和VTM合起來,就能實(shí)現(xiàn)DC-DC轉(zhuǎn)換器的功能.PRM可接受寬廣的輸入電壓及把它轉(zhuǎn)換為一個(gè)穩(wěn)壓的分比母線(Vf)傳送到VTM.VTM作為負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器,把分比母線升壓或降壓,提供隔離電壓給負(fù)載.負(fù)載變化由反饋電路傳到PRM,由PRM 調(diào)控分比電壓,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓.
圖一
跟分布式架構(gòu)或中轉(zhuǎn)母線架構(gòu)不一樣, 在分比式架構(gòu), 穩(wěn)壓功能由PRM提供, 可遠(yuǎn)離負(fù)載.VTM作為負(fù)載點(diǎn)的轉(zhuǎn)換器, 它不需要提供穩(wěn)壓的功能, 可以無須靠近負(fù)載. 它只負(fù)責(zé)按K比值 “倍大電流”或“降低電壓”(VOUT = Vf . K),VTM可在整個(gè)轉(zhuǎn)換周期傳送電流,它的占空比是百分之一百.FPA以分比母線傳輸功率,可以較隨意的選擇電壓,無須如前所述的IBA架構(gòu),因固有的沖突,中轉(zhuǎn)電壓只能選定在稍高于負(fù)載的電壓,否則它的占空比將無法管理.
由于VTM負(fù)責(zé)在負(fù)載點(diǎn)變壓,它的K比值最高可達(dá)到200,分比母線因此無須受負(fù)載電壓限制.如(圖二), 負(fù)載電壓是1V,分比母線可設(shè)定為48V,完全不受負(fù)載電壓或PRM與VTM的距離影響,不需在輸送損耗與轉(zhuǎn)換損耗中折衷取舍.重點(diǎn)是FPA把變壓的部份放在負(fù)載點(diǎn),克服了IBA面對(duì)的難題,占空比可達(dá)100%.
圖二
FPA的瞬變反應(yīng)較IBA理想.如前述,IBA把電感器放在中轉(zhuǎn)母線與負(fù)載之間,產(chǎn)生電流慣性.在FPA分比母線與負(fù)載之間沒有電感器(圖三),由于VTM不受電感慣性左右,可快速的反應(yīng)負(fù)載變化.在分比母線的電容由于沒有電感的阻隔,可對(duì)負(fù)載有效旁路,該電容相等于在負(fù)載加上1/K2倍電容值,這便無須在負(fù)載點(diǎn)加上大電容.
圖三
1.3 分比式功率架構(gòu)電源模塊的控制架構(gòu)
PRM內(nèi)的控制系統(tǒng)和輔助ASIC令PRM可以用不同的方法來控制VTM的輸出電壓.
本地閉環(huán)(圖五)是最簡(jiǎn)單的方法.PRM感應(yīng)它自己的輸出電壓,再調(diào)整及維持分比母線電壓在一個(gè)常數(shù).負(fù)載電壓按VTM的輸出阻抗的比例升降 (Vf - K-IoutRout). 一個(gè)PRM可同時(shí)連接多個(gè)VTM.
圖五
自適應(yīng)閉環(huán)(圖六).由VTM把訊號(hào)傳送給PRM,讓PRM調(diào)整分比母線.以補(bǔ)償VTM的輸出阻抗.自適應(yīng)閉環(huán)只需要在VTM與PRM之間接上簡(jiǎn)單、非隔離的反饋電路,它的穩(wěn)壓精度便可達(dá)±1%.
圖六
遙感閉環(huán)(圖七)把負(fù)載電壓反饋到PRM.這種方法的穩(wěn)壓精度最高可達(dá)±0.2%,但可能需要隔離反饋環(huán)路.PRM可連接多只VTM,其中一個(gè)VTM提供反饋訊號(hào).
圖七
盡管IBA對(duì)于低電壓應(yīng)用,仍然是有效及成本低的方案,但由于IBA有其固有的局限,在結(jié)構(gòu)上互相沖突,它需要妥協(xié)折衷傳輸損耗與轉(zhuǎn)換損耗,及犧牲瞬變反應(yīng).
反觀FPA及VI晶片,沒有了這些局限.VI晶片是非常靈活、高效的元件,它可以用在集中式、分布式和中轉(zhuǎn)母線架構(gòu),工程師可即時(shí)提升系統(tǒng)的表現(xiàn),大大縮小系統(tǒng)空間,改善瞬變、散熱噪聲等的問題.FPA及VI晶片,將是未來電源架構(gòu)及元件的典范.
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@baddog23
提供兩張照片.
美國(guó)懷格公司(Vicor)推出V?I 晶片電壓轉(zhuǎn)變器模塊(VTM),型號(hào)為V048K015T80.這種VTM 在速度、密度和效率方面打破了記錄,達(dá)到先進(jìn)的DSP、FPGA、ASIC、處理器芯核和微處理器這些負(fù)載對(duì)電源的要求,同時(shí)輸入和輸出是互相隔離的.VTM模塊把48 V輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為1.5 V,瞬變反應(yīng)及復(fù)原時(shí)間不到1微秒,它的體積不超過0.25立方英寸,而輸出電流高達(dá)80 A,效率很高,史無前例.VTM模塊可以并聯(lián)起來使用,輸出幾百安培的電流,在空載時(shí)的輸出電壓可固定在直流1.0V至1.8 V間任何電壓值,在滿負(fù)載時(shí)的輸出電壓可固定在直流0.9 至1.7 V間任何一點(diǎn).
V?I 晶片 VTM 是懷格公司最近推出的分比式功率結(jié)構(gòu)(Factorized Power Architecture)的關(guān)鍵組件.它與中轉(zhuǎn)母線結(jié)構(gòu)(Intermediate Bus Architecture)不同.在中轉(zhuǎn)母線結(jié)構(gòu)中,是為裝在負(fù)載旁邊的非隔離式轉(zhuǎn)換器或者VRM供電,母線電壓低,效率不高.在分比式功率結(jié)構(gòu)中,產(chǎn)生一個(gè)電壓稱作Vf, 這是一個(gè)受到控制的電壓,以減少分布損耗,同時(shí)又可以把大量的能量存儲(chǔ)起來,由隔離式電壓轉(zhuǎn)換模塊向負(fù)載提供電流或者吸收來自負(fù)載的電流.VTM的帶寬為 1 MHz,可雙向傳輸功率,能夠高效率地把功率輸送給負(fù)載或者吸收來自負(fù)載的能量,并且在負(fù)載變化時(shí)限止電壓的波動(dòng).V048K015T80型號(hào)VTM的開環(huán)輸出電阻Rout大約是1.3毫歐姆,可以用來為微處理器這類負(fù)載進(jìn)行自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)(Automatic Voltage Positioning).VTM模塊采用表面貼片封裝,外形尺寸只有1平方英寸,取代了VRM方案,免除附屬組件和連接器, 這些東西存在不利的串聯(lián)電抗,而且會(huì)發(fā)熱.對(duì)于VRM,需要在負(fù)載端上并聯(lián)電解電容器或者鉭電容器,但是在使用VTM模塊時(shí),不需這些壽命有限的電解電容器或者鉭電容器:VTM在輸入端有一個(gè)電容器,在頻率高達(dá)1 MHz時(shí)它在輸出端的等效電容是輸入電容的1,000多倍,節(jié)省了材料和電路板的空間,并且降低了系統(tǒng)的成本.
V048K015T80型號(hào)的VTM 把額定值為48 V的直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為1.5 V的直流輸出電壓,在輸出電流高達(dá)80 A時(shí),輸出電壓可在直流0.9至1.8 V間受控,相應(yīng)的Vf可控范圍為直流32V至57.6V.VTM可以工作在開環(huán),也可以工作在閉環(huán),取決于具體的應(yīng)用是否需要進(jìn)行電壓調(diào)節(jié).在開環(huán)時(shí),VTM 的輸出是輸入電壓Vf乘上變換系數(shù)K,K=1/32,輸出電阻為Rout = 1.3毫歐,可以用于要求電流很大、效率很高、輸出電壓很低,而且輸出電壓可以編程的場(chǎng)合.閉環(huán)回輸?shù)絇RM或DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠補(bǔ)償Rout效應(yīng).
輸出為直流1.5V的 VTM使用V?I ? 晶片封裝,可以使用標(biāo)準(zhǔn)的拾放設(shè)備和表面貼裝裝配工藝來裝配,它的電流密度達(dá)到320 A/in 3,這是一個(gè)突破.使用V?I ? Chip BGA封裝時(shí) (板內(nèi)安裝),整塊電路板的高度不超過4 mm(0.16英寸).使用J型引腳的V?I? Chip式封裝時(shí)(板上安裝),整塊電路板的高度不超過6 mm(0.25英寸).V?I?晶片 封裝的外形尺寸為1.26 英寸 x 0.85 英寸 x 0.24 英寸.
V?I? Chip BGA封裝的半導(dǎo)體結(jié)至外殼的熱阻以及半導(dǎo)體結(jié)至BGA的熱阻很低,因此在熱管理方面很靈活.采用J型引腳的V?I? Chip封裝的熱性能與半導(dǎo)體結(jié)至板的熱阻相當(dāng).VTM的效率高、熱阻低、安全的工作溫度范圍很寬,因而在一般情況下不需要使用散熱器.如果需要在惡劣環(huán)境滿載操作,可選擇已備0.25英寸頁針散熱器的型號(hào).
采用V?I?晶片BGA封裝的V048K015T80 型號(hào),包裝方式有JEDEC或者帶裝和盤裝,以便于自動(dòng)化貼片機(jī)和SMD裝配技術(shù)使用.
V?I 晶片 VTM 是懷格公司最近推出的分比式功率結(jié)構(gòu)(Factorized Power Architecture)的關(guān)鍵組件.它與中轉(zhuǎn)母線結(jié)構(gòu)(Intermediate Bus Architecture)不同.在中轉(zhuǎn)母線結(jié)構(gòu)中,是為裝在負(fù)載旁邊的非隔離式轉(zhuǎn)換器或者VRM供電,母線電壓低,效率不高.在分比式功率結(jié)構(gòu)中,產(chǎn)生一個(gè)電壓稱作Vf, 這是一個(gè)受到控制的電壓,以減少分布損耗,同時(shí)又可以把大量的能量存儲(chǔ)起來,由隔離式電壓轉(zhuǎn)換模塊向負(fù)載提供電流或者吸收來自負(fù)載的電流.VTM的帶寬為 1 MHz,可雙向傳輸功率,能夠高效率地把功率輸送給負(fù)載或者吸收來自負(fù)載的能量,并且在負(fù)載變化時(shí)限止電壓的波動(dòng).V048K015T80型號(hào)VTM的開環(huán)輸出電阻Rout大約是1.3毫歐姆,可以用來為微處理器這類負(fù)載進(jìn)行自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)(Automatic Voltage Positioning).VTM模塊采用表面貼片封裝,外形尺寸只有1平方英寸,取代了VRM方案,免除附屬組件和連接器, 這些東西存在不利的串聯(lián)電抗,而且會(huì)發(fā)熱.對(duì)于VRM,需要在負(fù)載端上并聯(lián)電解電容器或者鉭電容器,但是在使用VTM模塊時(shí),不需這些壽命有限的電解電容器或者鉭電容器:VTM在輸入端有一個(gè)電容器,在頻率高達(dá)1 MHz時(shí)它在輸出端的等效電容是輸入電容的1,000多倍,節(jié)省了材料和電路板的空間,并且降低了系統(tǒng)的成本.
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V?I? Chip BGA封裝的半導(dǎo)體結(jié)至外殼的熱阻以及半導(dǎo)體結(jié)至BGA的熱阻很低,因此在熱管理方面很靈活.采用J型引腳的V?I? Chip封裝的熱性能與半導(dǎo)體結(jié)至板的熱阻相當(dāng).VTM的效率高、熱阻低、安全的工作溫度范圍很寬,因而在一般情況下不需要使用散熱器.如果需要在惡劣環(huán)境滿載操作,可選擇已備0.25英寸頁針散熱器的型號(hào).
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@brave888
你的名字叫中電電源,請(qǐng)問是那位朋友啊,能否報(bào)個(gè)名呢?
VICOR可以幫你解決各種模塊電源問題————深圳市銀威電子科技有限公司是VICOR的授權(quán)一級(jí)代理商.
andy.zhang@silverwing.com.cn QQ:332962263 13802251261張工
跟大家分享VICOR電源模塊產(chǎn)品圖片...
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/64/2325701208536203.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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@silverwing
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你們是否有VICOR的控制芯片?
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