【導(dǎo)讀】工業(yè)電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是更小的電路板尺寸、更時(shí)尚的外形和更具成本效益。由于這些趨勢，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須降低印刷電路板（PCB）的尺寸和成本。使用現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）和片上系統(tǒng)（SoC）的工業(yè)系統(tǒng)需要多個(gè)電源軌，同時(shí)面臨小尺寸和低成本的挑戰(zhàn)。
工業(yè)電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是更小的電路板尺寸、更時(shí)尚的外形和更具成本效益。由于這些趨勢，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須降低印刷電路板（PCB）的尺寸和成本。使用現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）和片上系統(tǒng)（SoC）的工業(yè)系統(tǒng)需要多個(gè)電源軌，同時(shí)面臨小尺寸和低成本的挑戰(zhàn)。集成柔性功率器件可以為這種應(yīng)用顯著降低成本，減小解決方案尺寸。
集成柔性功率器件在同一封裝內(nèi)包含多個(gè) DC/DC 轉(zhuǎn)換器。這些 DC/DC 轉(zhuǎn)換器可以是單個(gè)封裝中的降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器和 / 或 LDO 的任何組合。圖 1 是一個(gè)示例功能框圖，其中 LM26480 包括兩個(gè) 2MHz 高效 1.5A 降壓轉(zhuǎn)換器和連個(gè) 300mA LDO。
圖 1：LM26480 功能框圖
讓我們通過一個(gè)例子來說明使用集成的柔性功率器件的好處。設(shè)想設(shè)計(jì)為由 SoC 或 FPGA 控制的無人機(jī)設(shè)計(jì)電源管理系統(tǒng)。圖 2 顯示了該系統(tǒng)中的四個(gè)組件，它們完全匹配電源管理 IC（PMIC）。
圖 2：分立與集成功率管理對比
所示的兩種電源解決方案都能產(chǎn)生四個(gè)獨(dú)立的電源軌，為系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)（GPS）、輸入 / 輸出、核心電壓和雙倍數(shù)據(jù)速率類型 3（DDR3）供電。在這兩個(gè)選項(xiàng)中，前端開關(guān)模式電源有效地將無人機(jī)電池的電壓降至 5V 電源電壓，如圖 2 的輸入所示。分立組件可以進(jìn)一步降低此 5V 電源（如選項(xiàng) 1 所示）或集成器件（如選項(xiàng) 2 所示）。
想象一下，使用四個(gè)獨(dú)立的器件為這個(gè)系統(tǒng)供電：兩個(gè) LP3982 300mA 單通道 LDO 和兩個(gè) TLV62084 2A 降壓轉(zhuǎn)換器。您可以使用這些分立的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器為系統(tǒng)供電，但仍需要四個(gè)獨(dú)立的有源組件。考慮到有源組件具有最高可靠性問題，這可能不是最佳解決方案。
替代解決方案可以使用集成柔性功率器件，僅利用單個(gè) IC 就能提供系統(tǒng)期望的電壓和電流能力。如圖 2 所示，這提供了許多益處。
首先，與分立解決方案相比，集成解決方案的成本效益高 20％。其次，與四個(gè)分立器件的組合電路板空間相比，PMIC 解決方案需要的電路板空間低 10％。第三，集成器件需要的外部組件少于分立解決方案，這進(jìn)一步減小了整體尺寸和成本。減少物料清單（BOM）器件數(shù)量可以提高可靠性。
因此，在設(shè)計(jì)需要多個(gè)電源軌的系統(tǒng)時(shí)，尤其是在需要 FPGA 或 SoC 電源的應(yīng)用中，請考慮集成柔性功率器件。
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