ZHCT355 October   2021 TPS548B27 , TPS548B28

 

  1. 引言
  2. 设计注意事项
  3. 布局比较
  4. 热性能比较
  5. 效率比较
  6. 负载瞬态比较
  7. 开关节点振铃比较
  8. 结论
  9. 附加资源
  10. 10重要声明

设计注意事项

增强型 HotRod QFN 封装包含更加灵活的布局。借助此封装,您能够将外部元件放置在更靠近集成电路 (IC) 的地方,并通过改进芯片和引线框之间的互连来减少寄生效应。半导体制造商越来越多地为更小型的电路设计直流/直流转换器,而且直流/直流转换器内部的间距更小,同时采用更小型的封装。这样一来,与单层引线框相比,多层引线框可为 IC 内部设计带来优势和灵活性。为方便比较,我们使用了引脚间距为 0.5mm 的增强型 HotRod QFN 封装直流/直流转换器,可更轻松地满足焊接制造偏好和板级可靠性要求。

为了展示每种封装类型的性能,我们设计并构建了两个不同的电源,同时使每个电源的设计和工作条件尽可能相同。我们选择对 16V、20A TPS548B27TPS548B28 同步降压转换器进行比较。二者都采用 3mm x 4mm QFN 封装。两款器件的唯一差异是每个封装的机械结构。

图 2-1 所示为 TPS548B27 19 引脚增强型 HotRod QFN 封装,引脚间距为 0.5mm。图 2-2 所示为 TPS548B28 21 引脚 HotRod 封装,引脚间距为 0.4mm。仔细检查引脚排列后发现,每种封装中集成了相同的电路。我们将数个引脚转移到了增强型 HotRod QFN 封装的较小侧,以适应 0.5mm 引脚间距,并减少了 PGND 引脚的数量。得益于增强型 HotRod QFN,这一更改得以实现,而且无需重新设计芯片金属,这也很好地展示了这种新型封装技术的灵活性。

对于每一种设计,输入电压为 12V,输出电压为 1V,并且每个器件的输出电流都能够达到 20A。这些是为高性能处理器供电的典型要求,如高电流现场可编程门阵列或应用特定集成电路处理器。我们为每个电源选择了 600kHz 开关频率,两种设计均使用 Coilcraft XAL7070-301MEB 电感器,额定值为 300nH,直流电阻为 1.06mΩ。每种设计还使用相同数值的输入和输出陶瓷电容,以便优化设计从而实现高功率密度和小解决方案尺寸。

GUID-20210908-SS0I-42F9-R7RC-XH5BBCVL3KBK-low.jpg图 2-1 增强型 HotRod QFN 封装示例(顶视图)
GUID-20210908-SS0I-SNDP-S1Z2-NWRTSZSD8KFJ-low.jpg图 2-2 HotRod 封装示例(顶视图)