新型功率系统级封装隔离DC-DC转换器.pdf

【新型功率系统级封装隔离DC-DC转换器】 在现代电子设备中，高效能的电源管理系统至关重要，尤其是在通信系统中。新型功率系统级封装隔离DC-DC转换器是一种旨在优化性能、尺寸和效率的电源解决方案。它综合了分布式电源(DPA)和中间总线架构(IBA)的优点，克服了它们各自的局限性。 分布式电源(DPA)系统以其高效率著称，但由于需要较大的体积和较高的成本，限制了其应用范围。相反，中间总线架构(IBA)在狭窄的电压范围内表现出极高的功率密度和效率，但在宽范围稳压情况下效率较低。在IBA中，每个非隔离式功率转换器(NiPOL)的输入电压变化与中间总线转换器(IBC)的降压比率成反比，这降低了成本和尺寸，但也导致更高的分布损耗，从而影响整体效率。 Picor公司的Cool-PowerTM PI3101隔离式DC-DC转换器是一个创新产品，它将DPA的高效能与IBA的小型化结合起来。PI3101提供3.3V输出，额定功率60W，具备超高的功率密度，能够在36V-75V的宽输入电压范围内工作。通过集成的功率系统级封装(PSiP)技术，这款转换器的尺寸缩小了一半以上，比许多传统的NiPOL转换器更小，适合空间有限的应用。 PI3101采用了专利的双箝位零电压开关(DCZVS)降压-升压拓扑，结合平面磁器件，实现低漏抗和高效的功率传递。控制技术和门极驱动技术确保了精确的时序管理和高性能功率转换。高开关频率（超过1MHz）得以实现，得益于优化的PCB布局和高密度表贴功率封装，同时也提供了多种冷却方案，增强了系统可靠性。 此外，PI3101省去了光电隔离，采用专有的采样反馈控制，简化了环路补偿组件。内置的高品质因数MOSFET技术确保了高效运行。转换器具有+/-10%的电压调整范围，支持远程开关和温度监控功能，以及全面的保护机制，包括电流限制、输入过压/欠压保护、过热保护和自动重启功能。 图1展示了PI3101典型应用中的完整电源系统，表明了其在系统中的简洁集成。性能比较显示，PI3101超越了当前市场上的1/16砖式电源转换器，无论是在转换效率、尺寸还是功能方面。 新型功率系统级封装隔离DC-DC转换器如PI3101代表了电源设计的前沿，它通过创新的技术和封装方法，实现了高效、紧凑且功能丰富的电源解决方案，适应了现代电子设备对小型化和高效能的需求。这种技术不仅改善了传统电源架构的缺点，也为未来的电源设计开辟了新的可能性。