作者:赵娟

“这绝对是款傻瓜型芯片。”一位资深的电源工程师朋友在用过μModule后这样对我说。

最近在一款结构非常紧凑的、性能非常高端的医疗电子产品B超中,他们用到了一款μModule芯片。用了LTM4600后的板子立刻变得非常简洁,调试基本不费功夫,输出不管是调整率、动态负载特性、纹波噪声,都具有不错的表现,散热性能也相当好。

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他表示,在以前的产品中,一般会用分立器件来实现BUCK电路,这样,除了控制芯片之外,还需要选择输入输出电容、二极管、开关管、电感和其它采样、补偿器件,工作量比较大,对整体的可靠性也有一定限制。尤其是不确定因素比较多的电感,大部分还需要自己设计,选择合适的磁芯和绕线。除此之外,PCB layout也是比较麻烦的地方,如果器件布局和走线不合适,还会造成环路不稳定问题或者EMC问题。

目前有很多公司推出了集成开关管和二极管的控制芯片,极大的减小了设计的工作量,但是电感的集成还是跨时代的,他补充道。

与分立器件比起来,μModule的最大优势体现在大电流输出上,尤其是能直接并联使用以获取更大的电流,在并联后,还可以自动实现均流。虽然在小电流上,分立器件在成本上有优势,并且也可以实现小面积布板。“不过,分立器件因为器件比较太多,经验不足的新人布局有时候很乱,使得性能下降。”他说。

“但是,唯一遗憾的是,μModule太贵了!”他抱怨道,“如果用分立器件实现μModule功能,那么成本要低的多。如果我用分立器件实现,一块板子PCB+所有器件的成本绝对不超过30人民币。而μModule基本都是10美金以上的价格。”他表示。

带着这个问题,我请教了凌力尔特公司的电源产品部产品市场经理Tony Armstrong,抛出了心中的疑问:“这么贵的产品会用在哪些终端应用中？”吃惊的是,他对此并不介意,而是从整体的角度向我“计算”了一下成本。

拿最近推出的降压-升压型产品系列的首款器件LTM4605来说,该器件在至20VIN 范围内工作,调节至16V的输出电压,提供高达150W的输出功率,在15mm×15mm×焊盘网格阵列(LGA)塑料模制封装中集成了同步降压-升压型DC/DC控制器、4 个N沟道MOSFET、输入和输出旁路电容器以及补偿电路。

虽然LTM4605的官方报价为:1,000片批量购买时每片美元。但该器件只需要一个电感器、反馈和检测电阻以及大容量电容器就可实现非常扁平、紧凑和高效率的设计。如下图所示:

对于网络、工业和汽车系统以及由电池供电的大功率设备等应用来说,LTM4605可轻松实现紧凑的稳压器解决方案。

再来看传统的实现方式:

整个方案的实现看起来要复杂的多,如果考虑日益飞涨的原材料价格(PCB的价格也在一路上涨)、多个分立器件的采购周期、产品设计周期等,甚至,为了设计出更稳定的产品,公司还需要增加更多的人力成本,总成本也并非一些元器件之和那么简单。

印象中μModule一般都是用在高端产品中,但是Armstrong却不这么认为,他指出,事实上,μModule已经被一些中端产品采用,而未来,随着客户对更快上市速度、更可靠的产品性能的追求,其应用也必然会更广。