分立式器件如何演变成高集成器件？

时间： 2024-11-08 来源：爱浦电子官网

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降压转换器已存在了一个世纪，是当今电子电路中不可或缺的一部分。本文爱浦电子将讲述一个原始分立式器件如何演变成可以处理数百瓦功率的微型高集成器件。

降压转换器是将输入电压转换为较低的输出电压，基本原理如图1所示。最初，开关SW1关断，电流流入线圈L1。由于线圈是一个微分元件，电流稳定地增加直到开关SW1导通SW2关断，导致电流发生变化。电容C1是积分元件，因此产生的输出电压是电流和开关SW1和SW2的导通时间的函数。

最初S1和S2是真实的机械开关但很快就被硅取代——S1是晶体管而S2是二极管。

图1：降压转换器基本要素（图片来源：RECOM）

电路随技术进步而变化

多年以来，人们尽可能地将更多的器件件集成到控制电路来降低成本和缩小尺寸。其中一个突破发展是将主开关S1直接集成到控制器IC中，但线圈和二极管仍必须安装在外面。后来为了进一步提高效率，在新版中SW1和SW2开关都配备了MOSFET，开关频率因此可高至2MHz。

分立式设计异步同步集成电感

图2：集成降压转换器的发展（图片来源：RECOM）

集成线圈是小型化的关键

在开关成功传换成MOSFET之后需要继续向小型化迈进。由于开关频率不断增加，现在就可以缩小线圈尺寸。电流幅度降低会影响输出电容的尺寸，而使用较低自热损耗的高质量电容也能进一步改善。

然而，目前的目标是更加缩小设计尺寸并提高效率。为了达到目标必须缩短开关路径以及在Z轴上重迭安装器件。

最简单的例子是引线框倒装芯片（FCOL）封装技术；控制器IC（具集成功率晶体管）直接倒置连接到引线框冲压网格，旁边是同样直接连接到引线框架的SMD电感（图3）。

图3：引线框倒装芯片结构

这种设计可以实现非常紧凑的降压转换器模块的全自动生产。屏蔽电感器连接线的缩短也对EMC表现有正面影响。以这种方式制造的产品也可以经过包覆形成QFN（四方扁平封装无引线），湿度敏感等级为MSL3并具有完整的环境保护。其中一个例子是RECOM RPX系列（图4），4.5x4x2毫米的小封装提供2.5A输出电流和1.2V至6V可调输出电压，仅需外部输入和输出电容。

图4：RECOM RPX降压转换器POL模块的集成芯片电感和引线框倒装芯片设计（图片来源：Recom）

这些模块本身即是完整的解决方案，使用标准SMT和回焊制程就能安装在用户的 PCB 上。RECOM另外两款采用FCOL封装技术的RPX系列模块：RPX-1.0和 RPX-1.5系列能够在3x5x1.6mm超紧凑QFN封装中提供高达36VDC输入电压和1.5A输出电流。

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型号- UA25-220E0512H2,FN1-15D24B3N,FN1-XXDXXH6,FD30-36S09B3C,FD50-24S15B3C,PFD12-18D05A32,BK20-H1N4,FD20-110SXXB33-T,FA40-220S3V3H3N4,FD15-18S05A3,FD50-B33-TS,FA8-220S05B9N3-1,PFD12-18S09A3C2,KW3-24S24ER3,FD12-36S15A34,WD100-48S12N1,VD150-110S12N1,FD30-A3R-T,DD6-05SXXE3C2,FW2-XXSXXC,FA3-300SXXY2N3-TS,FD20-36S3V3A3C,RS485-05LSSV,FW2-12S12C,WD150-48S12N1,NN1-3V3S3V3ANT,FD20-XXSXXA3C2,RS485-XXXSAVC SERIES,NN3-05S09CN,BK40-600S12W2N4,KW1-24D05E3R3,FD6-36S15A3,K783V3-2000,DD10-24D05E3C2,DA5-220S05G9D4,PFD20-A3 SERIES,WD100-48S12Q1,NA150-220SXXL1 SERIES,BK20-600S24H1N4,NN2-A3NR3 SERIES,FA15-220S12V8Y2N3,FA15-220S12V7B9N3-1,FD6-110SXXA3N4-TS SERIES,NN2-12S15ANR3,FD20-A3C2,NW1-05D12DR3,RS485- HSAV,FA25-220SXXH2D4,RS485-XXXSAVC,KW1-24S12E3R3,WD50-110S12K1,RS485-XXHSA,FA20-300S3V3H2D4,FN1-05D05B3N,FD6-18S12B2C5,FA20-300S24H2D4,FD15-18D05A3,LC-AC01P2 SERIES,WD50-48S24K1,FA5-220E05XXC2D3,WD600-48S28R1,NN3-12S12C4N,UD6-36S3V3E3,WD150-48S12Q1,FD20-B33,FD15-A3-T SERIES,DA120-1000S24G1N4,FA15-220SXXG2N4 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2023/08 - 爱浦电子 - 选型指南 - A/0版代理服务技术支持采购服务

TOLL新推出65W降压转换器TMI3352B，高频小体积、低辐射，99.5%占空比

现代社会随着人们生活中电子设备的增加，多口充电器正朝着更高功率、更快速充电的方向发展，其中，65W适用于手机、笔记本电脑等设备，是目前的主流之选。拓尔微电子TOLL新推出一款高频小体积、低辐射、支持高达65W的30V降压转换器TMI3352B，支持99.5%最大占空比以实现输入输出低压差，可使用贴片电感（小型化和全贴片生产）；同时适用于多口充、排插、墙插等应用市场。

2024-12-19 - 产品代理服务技术支持采购服务

爱浦电子成立于2004年，是一家专业从事模块电源研发、生产、销售和提供解决方案的高新技术企业。主要产品有包括1~700W的DC/DC模块电源，2~200W 的AC/DC模块电源、10~40W铃流发生器、光伏电源、隔离收发模块485/CAN等。

DC/DC电源模块 AC/DC电源模块 DC/AC电源模块微功率电源模块特殊定制电源

代理服务线上商城技术资料

爱浦电子模块电源选型表

提供爱浦电子：AC/DC模块电源：中小功率（2-30W）高性能标准电压（5V、12V）的模块；DC/DC模块电源：小功率（3-20W）、中大功率（30-700W）、微功率（1-2W）模块，提供9-36Vdc、1872Vdc的超宽电压输入；光伏模块电源：BK系列是200-1500VDC超高电压输入高效率高可靠性高隔离电压的 DC-DC 开关稳压模块电源；隔离收发模块。

产品型号	品类	输出功率(W)	输入电压范围(V)	输出电压(V)	输出电流	包装形式（Package）	应用等级	等级认证标准
FD6-18S05A3	模块电源	6W	9V~36V	5V	1.2A	管	工业级	CE/RoHS

选型表 - 爱浦电子立即选型

【IC】禾润3A降压转换器HTN78A3，6-140V宽输入电压，最高1MHz可编程开关频率

HTN78A3是禾润电子推出的3A降压转换器，6V-140V的宽输入电压，集成了250mΩ高侧MOSFET。HTN78A3采用基于纹波电压模式控制，支持跳周期调制（PSM），有助于转换器在轻负载下实现高效率。100kHz-1MHz的可编程开关频率，外部电阻可调。

2024-12-13 - 产品代理服务技术支持采购服务

【选型】爱浦电子隔离电源模块可替换金升阳B0505S-1WR3用于RS-485通信总线，各项参数基本一致

笔者公司开发的微波电源，设计了RS-485通信总线。为了确保原材料供应通畅，采用爱浦电子的FN1-05S05A电源模块PIN-TO-PIN替代与金升阳的B0505S-1WR3，各项参数基本相同，在功能和性能上都达到了需求。

2021-08-29 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

【经验】简述降压转换器SGM61450的短路保护机制

SGMICRO推出的SGM61450是一种电流模式控制的4.5V至42V输入的非同步降压转换器，5A连续输出电流。内部集成了低导通电阻N-MOSFET的高侧开关。静态电流低至148μA。停机模式电流降至2.65μA（EN=0）。

2023-05-27 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

38V输入电压、1.5A输出电流的钰泰降压转换器ETA2821，被斯莫格迷你V口电池VB212采用

充电头网对斯莫格VB212迷你V口电池进行了拆解，其中用于为MCU供电芯片来自ETA钰泰半导体，丝印EG，实际型号ETA2821，是一颗38V输入电压，1.5A输出电流的降压转换器，芯片内部集成开关管，开关频率为650KHz，无需外部补偿电路，采用SOT23-6封装。

2024-10-21 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【经验】降压转换器SGM61630B负压输出设计不同之处在哪？

降压转换器SGM61630B可以用于正压转负压，与常见的用电荷泵方案实现正压转负压相比，这个方案可以输出更大的电流，带载能力更强，某客户的通信基站上就选用了SGM61630B的负压方案。与正压方案相比，负压方案的设计有一些不同的地方。

2023-06-20 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

南芯科技工规及车规级降压转换器系列SC814xx/xxQ，助力客户设计EMI性能更优的系统

SOUTHCHIP推出降压转换器系列SC814xx，可支持3V-36V的输入电压及1A-6A的输出电流，提供优异的抗电磁干扰能力和超低静态电流，适用于清洁工具、GPS追踪器、安防监控、家电和工业自动化等多种产品应用中的供电系统设计。该产品的车规级版本SC814xxQ也同步发布，可适用于集成功能愈发复杂的智能座舱等汽车应用，无需共模扼流圈即可通过CISPR 25 Class 5标准。

2024-10-19 - 产品代理服务技术支持采购服务