【導讀】隨著電子系統日趨輕薄、高密度且機械空間受限，電源高度往往與占板面積、效率和噪聲性能同等關鍵。新款超薄的μModule穩壓器可應對這一挑戰。這款穩壓器封裝高度僅為1.92mm，卻能實現高效降壓轉換并具有強大的電流輸出能力。極薄的外形有助于設計人員將高性能電源調節功能集成到空間和高度限制嚴格的系統中。這款器件基于ADI的Silent Switcher 3架構，支持低EMI性能和可預測的運行特性，無需進行大量板級調試，因此非常適合高度受限且對噪聲敏感的設計。
引言
現代電子系統要求在日益緊湊和扁平的外形尺寸內實現更高性能。光模塊、FPGA和ASIC電源軌及高密度通信系統等應用，往往不僅受限于電路板面積，更關鍵的是受限于有限的垂直（Z軸高度）間隙。同時，此類設計必須滿足嚴格的電磁干擾(EMI)要求，以確保系統可靠性和合規性。
為這樣的環境設計電源解決方案頗具挑戰性。雖然傳統開關穩壓器具有效率高和占板面積小的優點，但要實現低EMI，通常需要精心設計PCB布局并反復進行優化。在布線靈活性有限的密集系統中，這方面的挑戰會更加突出。
ADI的Silent Switcher 3技術通過先進的內部布局和封裝技術，最大限度地降低EMI，從而解決了上述問題，并顯著降低了對PCB布局的依賴。結合μModule電源解決方案提供的高集成度優勢，設計人員可以實現緊湊、易用且性能可預測的穩壓器。
LTM4732通過將Silent Switcher 3技術集成到超薄μModule穩壓器中，進一步應用了此方法。最終形成了一種完整的電源解決方案，集低EMI性能、高效率和易于設計等優勢于一體，適用于空間受限的應用。
超薄外形優勢
LTM4732憑借超薄、緊密集成的μModule設計，提供了顯著的機械優勢。如圖1a所示，封裝高度僅為1.92mm，使穩壓器能夠適配于垂直間隙有限的系統。這個外形尺寸與1206封裝尺寸的電容器相當，對于完全集成的4A電源解決方案而言，這一高度可謂非常低。
圖1：LTM4732超薄μModule穩壓器：(a) LTM4732（1.92mm）與1206電容器（1.6mm）的封裝高度對比；(b) 典型3V至16V輸入、1V/4A降壓應用
這種高集成度簡化了元件選型和PCB布局，同時最大限度地降低了整體解決方案的高度。由此形成的扁平設計非常適合元件密集的電路板、間距緊湊的板級組件以及其他將元件高度作為關鍵設計約束的應用。
典型應用
這款μModule穩壓器非常適合需要緊湊、扁平電源解決方案的應用，包括FPGA和ASIC電源軌、光模塊及高密度通信系統。這些應用通常需要在有限的電路板面積和機械限制內實現高效的負載點調節。
圖1b展示了一個典型的12V輸入轉1V輸出設計的應用電路。μModule的高集成度簡化了實施過程，將功率開關、電感器和支持電路集成在單個封裝內。因此，僅需極少的外部元件，從而降低了設計復雜度并提高了布局一致性。
這款器件雖然外形緊湊且超薄，但在寬負載范圍內仍能保持高效率，如圖2a所示。由此帶來的低功耗損耗表現有助于限制溫升，從而在散熱管理選項有限的情況下實現可靠運行。
圖2：LTM4732 (a) 效率，VIN = 12V；(b) 熱性能，VIN = 12V，負載 = 4A，VOUT = 1V
采用Silent Switcher 3技術實現低EMI性能
在開關穩壓器中實現低EMI通常需要精心設計PCB布局并控制開關環路寄生參數，尤其是在緊湊且高密度的系統中。LTM4732采用了Silent Switcher 3架構，通過優化的內部電流環路和專有的封裝設計技術，最大限度地降低了EMI。通過將關鍵開關路徑包含在封裝內部，這款器件降低了輻射發射，并減少了對PCB布局質量的依賴。
圖3展示了典型應用中的輻射EMI性能。這款器件在僅需極少外部濾波的情況下即可滿足CISPR 22 B類限值，有助于簡化噪聲敏感系統的合規性設計。
圖3：LTM4732輻射EMI性能（CISPR 22 B類）
輸出噪聲譜密度
Silent Switcher 3技術還可實現寬頻率范圍內的低輸出噪聲。如圖4a所示，LTM4732的輸出噪聲譜密度顯著低于傳統開關穩壓器，尤其在低頻段更為明顯。
圖4b的時域測量結果顯示，在10Hz至100kHz帶寬范圍內，積分輸出噪聲為6.8μV rms，而傳統開關穩壓器的積分輸出噪聲為116μV rms。更純凈的時域波形和更低的積分噪聲可減少對額外后級濾波的需求，同時有助于保持下游噪聲敏感電路的性能。
支持多相運行的可擴展電源
LTM4732支持多相運行，允許多個器件并聯工作以滿足更高電流的應用需求，同時保持低EMI性能。通過在各相之間分擔電流和熱負荷，這種解決方案實現了可擴展的功率傳輸，并改善了熱管理。更多詳情，請見“用于高密度應用的多相、超薄、低噪聲電源解決方案”。
結語
LTM4732將Silent Switcher 3技術集成到超薄μModule封裝中，實現了低EMI性能，并降低了對PCB布局的敏感性。憑借緊密集成的設計，簡化了實施過程，同時能夠在高度受限的環境中實現高效供電。
通過結合超薄外形、高效率、易用性和穩健的EMI性能，這款器件可在空間受限的電子系統中實現可靠的供電。
圖4：輸出噪聲對比：(a) 輸出噪聲譜密度；(b) 1ms時域波形，包含從10Hz到100kHz測量的積分噪聲
