用iPOWIRTM系列产品简化DC-DC硬件设计
介绍
电源系统设计者正面临着越来越严峻的挑战,一方面是提高电源性能来满足更大负载的要求,另一方面是在日益紧凑的空间内为其它设备留出更多宝贵的空间以便增加系统功能,系统工程师也需要一种快捷、简单而且不需要太多电源设计工程师或资源的方案。此外,人们也期望有一种设计更加简洁明了能满足各种特定应用需要的电源解决方案。
IR公司的iPOWIRTMTechnology系列产品可以大大简化高密度、高效、紧凑的点式负载电源的设计,而且可以大大缩短设计和上市时间。iPOWIRTechnology系列产品采用BGA封装,具有很高的集成度,主要的功率半导体器件已经集成在iPOWER内,其应用如图1所示,仅需要很少的外围器件i,同分立器件应用方案相比,可以节省约90%的器件,而且可以非常灵活地选择外围器件配置以适应不同的应用。IR公司的这一新的技术平台可以大大简化PCB设计、热设计以及生产工艺,使得一种新的终端电源系统设计成为可能。
以下是本文要详细讲述的内容：
*优化基于iPOWIRTMTechnology系列产品的PCB布局和热设计
*保证功率损耗——免去繁琐的功率损耗计算
*保证安全操作区——免去复杂的热分析
*同其他方案相比缩小版面空间
*通过使用可自对准的BGA封装器件,可以简化工艺并提升产量
图1– iPOWIR 应用方案简化电源设计
优化PCB版面设计
对于对功率器件布局安装要求比较严格的DC-DC转换器来说BGA封装提供了一个非常可靠的平台,这种封装具有非常低的热阻,可以使内部温度较低并且提供一个可以忍受较高的机械及热应力的连接。将本器件安装于PCB板上时请注意以下几个简单的指导性原则ii：
1)PCB板应是FR-4或聚酰亚胺或其它满足IPC-A-610规范的材料;
2）BGA器件的热效率取决于器件到PCB的众多并联焊接球的散热能力。
3）为了尽可能地减小热阻还需要特别强调的是尽量多地使用锡球做为
功率连接,并且在焊接球区域设计成公共焊接区,而非独立的球面。
BGA器件内部集成了大量有源及无源器件,而且对布线要求很严格的器件都集成在BGA内部,所以外部布线非常简单,通常只有几个很简单的输入输出引脚以及用户引脚,与需要仔细布局布线以防止杂散参数影响的分立元件解决方案相比,可以大大简化电源的设计。热设计也同样如此,同常规的表面贴装器件相比,设计者根本不必考虑如此多的问题。图2是典型的基于BGA的电路与常规分立器件的布局比较。
构成完整的电路还需要几个外围器件：输入电容、输出电容和输出电感。这些元件的值是可以根据具体应用要求（如输出电流、暂态响应、电压和
