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肖特基势垒二极管之间的接线电感

发布时间:2020/7/23 22:23:37 访问次数:1347

两个功率MOSFET的HAT2210WP,尺寸仅有5.3 × 6.1 × 0.8 mm (最大),用于笔记本电脑、通信设备及类似产品的DC-DC变换器中。

低热阻由于使用了WPAK高热辐射封装,与目前SOP-8封装的HAT2210R相比,热阻减小了一半。可以控制的输出电流也提高了大约50%,因此可以减少具有高电流处理能力的DC-DC变换器所需要的功率MOSFET的数目。

与SOP-8封装的安装面积相同,但厚度仅有它的一半(0.8 mm (最大)。HAT2210WP需要的安装面积与业界标准的SOP-8封装一样,是5.3 × 6.1 mm;但厚度大约仅是它的一半,为0.8 mm (最大),使得DC-DC变换器可以做得更小巧。

安装在信息设备如笔记本电脑和服务器中的存储器、ASIC和其它芯片需要不同的驱动电压,因此,需要使用一些DC-DC变换器。这些DC-DC变换器需要两个功率MOSFET,分别用于高边和低边*2应用。瑞萨科技目前大量生产的产品,具有两个功率MOSFET,封装形式是SOP-8封装,可以满足较小DC-DC变换器的需要。但是,各种芯片处理的数据量越来越大,需要可以处理更大电流、安装更多功率MOSFET的DC-DC变换器。

在这样的背景下,瑞萨科技开发出了新型HAT2210WP,它使用WPAK高热辐射封装,可以提高可以控制的电流量,实现更高的DC-DC变换器电流容量,并减少安装的功率MOSFET的数目。

HAT2210WP安装在印刷电路板(40 × 40 × 1.6 mm玻璃环氧板单个功率MOSFET操作)上时的热阻,从瑞萨科技目前SOP-8封装产品的110oC/W,下降了一半,达到55oC/W。因此,可以控制的输出电流提高了50%多,从SOP-8产品的3A,提高到了5 A。当ASIC和其它芯片的驱动电流超过3 A,进入4 A- 5 A范围时,单个HAT2210WP就可以控制5 A的输出电流,而先前需要两个SOP-8封装的具有两个功率MOSFET的产品,因此,HAT2210WP使得DC-DC变换器可以做得更小。

由于安装了高边和低边功率MOSFET,使用分裂漏结构。使用瑞萨科技最新的0.35 μm工艺的第8代功率MOSFET,具有业界的最高性能,设计时进行了优化,使高边MOSFET具有高开关速度、低边MOSFET具有低导通电阻,因此可以实现很高的效率,从而满足DC-DC变换器低压输出的需要。

在低边MOSFET中有一个肖特基势垒二极管,减小了MOSFET和肖特基势垒二极管之间的接线电感*3。在DC-DC变换器死区时间过程中,可以加速肖特基势垒二极管的换向,从而消除效率恶化,并减小噪声。

在电路板上分配电力的传统方法基本上有两种:第一种是把48 V变成3.3 V的输出电压,然后再用负载点(POL)变换器把3.3 V变换成负载点所需要的电压。一般地说,在电路板上最需要的就是3.3 V,所以选择3.3 V作为母线电压,这样做的益处是,只需要一次变换,不存在多级变换的方案中每级都存在的损耗。另外一个方法是,先把48 V变换为12 V,然后再把12 V的母线电压变换成为负载点电压,并不是直接把12 V送到负载上。这个方案比较适合功率较高的电路板使用。

这两种分布式供电方案各有长处,也各有它的缺点。如果电路板上主要的负载需要3.3 V的工作电压,而且在整个电路板上有多处需要3.3 V,在这种情况下,一般是采用母线电压为3.3 V的分布式供电系统。之所以采用这个方案通常是为了减少电路板上两级电压转换的数量,从而提高输出功率最大的电源的效率。但是,在使用母线电压为3.3 V的分布式供电系统时,它还为每个负载点变换器供给电力。这些负载点变换器产生其他负载所需要的工作电压。另一个问题是,3.3 V输出需要在电路中使用一只控制顺序的FET晶体管。

在线路卡上,大多数工作电压需要对接通电源和切断电源的顺序加以控制。 在这种分布式系统中,只能用电路中的顺序控制FET晶体管来进行控制。因为在隔离式转换器中,没有对输出电压的上升速度进行控制。在电路中的顺序控制FET晶体管只是在启动和切断电源时才用得上。在其他时间,这些FET晶体管存在直流损失,会影响效率,增加了元件数量,也提高了成本。由于工作电压一年一年地在下降,在将来,工作电压将下降到2.5 V。

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(素材来源:21ic.如涉版权请联系删除。特别感谢)




两个功率MOSFET的HAT2210WP,尺寸仅有5.3 × 6.1 × 0.8 mm (最大),用于笔记本电脑、通信设备及类似产品的DC-DC变换器中。

低热阻由于使用了WPAK高热辐射封装,与目前SOP-8封装的HAT2210R相比,热阻减小了一半。可以控制的输出电流也提高了大约50%,因此可以减少具有高电流处理能力的DC-DC变换器所需要的功率MOSFET的数目。

与SOP-8封装的安装面积相同,但厚度仅有它的一半(0.8 mm (最大)。HAT2210WP需要的安装面积与业界标准的SOP-8封装一样,是5.3 × 6.1 mm;但厚度大约仅是它的一半,为0.8 mm (最大),使得DC-DC变换器可以做得更小巧。

安装在信息设备如笔记本电脑和服务器中的存储器、ASIC和其它芯片需要不同的驱动电压,因此,需要使用一些DC-DC变换器。这些DC-DC变换器需要两个功率MOSFET,分别用于高边和低边*2应用。瑞萨科技目前大量生产的产品,具有两个功率MOSFET,封装形式是SOP-8封装,可以满足较小DC-DC变换器的需要。但是,各种芯片处理的数据量越来越大,需要可以处理更大电流、安装更多功率MOSFET的DC-DC变换器。

在这样的背景下,瑞萨科技开发出了新型HAT2210WP,它使用WPAK高热辐射封装,可以提高可以控制的电流量,实现更高的DC-DC变换器电流容量,并减少安装的功率MOSFET的数目。

HAT2210WP安装在印刷电路板(40 × 40 × 1.6 mm玻璃环氧板单个功率MOSFET操作)上时的热阻,从瑞萨科技目前SOP-8封装产品的110oC/W,下降了一半,达到55oC/W。因此,可以控制的输出电流提高了50%多,从SOP-8产品的3A,提高到了5 A。当ASIC和其它芯片的驱动电流超过3 A,进入4 A- 5 A范围时,单个HAT2210WP就可以控制5 A的输出电流,而先前需要两个SOP-8封装的具有两个功率MOSFET的产品,因此,HAT2210WP使得DC-DC变换器可以做得更小。

由于安装了高边和低边功率MOSFET,使用分裂漏结构。使用瑞萨科技最新的0.35 μm工艺的第8代功率MOSFET,具有业界的最高性能,设计时进行了优化,使高边MOSFET具有高开关速度、低边MOSFET具有低导通电阻,因此可以实现很高的效率,从而满足DC-DC变换器低压输出的需要。

在低边MOSFET中有一个肖特基势垒二极管,减小了MOSFET和肖特基势垒二极管之间的接线电感*3。在DC-DC变换器死区时间过程中,可以加速肖特基势垒二极管的换向,从而消除效率恶化,并减小噪声。

在电路板上分配电力的传统方法基本上有两种:第一种是把48 V变成3.3 V的输出电压,然后再用负载点(POL)变换器把3.3 V变换成负载点所需要的电压。一般地说,在电路板上最需要的就是3.3 V,所以选择3.3 V作为母线电压,这样做的益处是,只需要一次变换,不存在多级变换的方案中每级都存在的损耗。另外一个方法是,先把48 V变换为12 V,然后再把12 V的母线电压变换成为负载点电压,并不是直接把12 V送到负载上。这个方案比较适合功率较高的电路板使用。

这两种分布式供电方案各有长处,也各有它的缺点。如果电路板上主要的负载需要3.3 V的工作电压,而且在整个电路板上有多处需要3.3 V,在这种情况下,一般是采用母线电压为3.3 V的分布式供电系统。之所以采用这个方案通常是为了减少电路板上两级电压转换的数量,从而提高输出功率最大的电源的效率。但是,在使用母线电压为3.3 V的分布式供电系统时,它还为每个负载点变换器供给电力。这些负载点变换器产生其他负载所需要的工作电压。另一个问题是,3.3 V输出需要在电路中使用一只控制顺序的FET晶体管。

在线路卡上,大多数工作电压需要对接通电源和切断电源的顺序加以控制。 在这种分布式系统中,只能用电路中的顺序控制FET晶体管来进行控制。因为在隔离式转换器中,没有对输出电压的上升速度进行控制。在电路中的顺序控制FET晶体管只是在启动和切断电源时才用得上。在其他时间,这些FET晶体管存在直流损失,会影响效率,增加了元件数量,也提高了成本。由于工作电压一年一年地在下降,在将来,工作电压将下降到2.5 V。

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