LTM4632高性能穩(wěn)壓器解決方案的多方面應(yīng)用

引言

QDR-IV 實(shí)現(xiàn)了 QDR (四倍數(shù)據(jù)速率) SRAM 的最高 RTR (隨機(jī)事務(wù)處理速率)，可為高帶寬網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算和密集型數(shù)據(jù)處理應(yīng)用提供高達(dá) 400Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸。在這些較快數(shù)據(jù)速率下的一項(xiàng)主要挑戰(zhàn)是保持在 SRAM 與高速 FPGA 和處理器等器件之間傳輸之?dāng)?shù)據(jù)的完整性。

一種良好的解決方案是把 SRAM (例如：QDR-IV、QDR 或 DDR) 布設(shè)得非?？拷?PCB 正面的接口器件。為節(jié)省 PCB 面積并最大限度地抑制數(shù)據(jù)總線線路上的感應(yīng) PCB 寄生噪聲，應(yīng)將給 QDR-IV SRAM 數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)器供電的 DC/DC 穩(wěn)壓器電路安置在近旁。面臨的難題是在高安裝密度的 PCB 上找到安放該穩(wěn)壓器的空間。

采用一個(gè)具片內(nèi)電感器和 MOSFET 并內(nèi)置于緊湊型封裝中的完整 DC/DC 穩(wěn)壓器是一種解決方案。不過，即使是緊湊的解決方案，要面對(duì) PCB 正面上稀缺的可用面積也會(huì)有難度。如果 DC/DC 穩(wěn)壓器解決方案的占板面積、高度和重量能夠有足夠的削減，則其就能安放在具有可用面積的 PCB 之背面。

在一個(gè)纖巧的超薄型封裝中從 12VIN 獲得 VTT、VDDQ、VREF

LTM4632 是一款完整的三路輸出降壓型 μModule? 穩(wěn)壓器，專為支持新型 QDR-IV 和較老式的 DDR RAM 所需要的全部三個(gè)電壓軌而設(shè)計(jì)，其采用一個(gè)重 0.21g、外形超薄的微型 LGA 封裝 (6.25mm × 6.25mm × 1.82mm)。

封裝中內(nèi)置了開關(guān)控制器、電壓除二電路、功率 FET、電感器和支持組件。其纖巧的占板面積和低外部組件數(shù) (少至一個(gè)電阻器和三個(gè)電容器) 僅占用 0.5cm2 (雙面) 或 1cm2 (單面)，而它扁薄的外形則使其能安裝在 PCB 的背面，這樣就可騰出 PCB 正面的空間以實(shí)現(xiàn)超緊湊的電路板設(shè)計(jì)。

LTM4632 采用一個(gè)介于 3.3V 和 15V 之間的輸入電壓工作，可提供 0.6V 至 2.5V 的精準(zhǔn)輸出軌電壓。該器件的兩個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器輸出 VOUT1 和 VOUT2 分別為 VDDQ 提供高達(dá) 3A 和 VTT 總線終端軌提供高達(dá) ±3A。它的第三個(gè)輸出為跟蹤電壓的終端基準(zhǔn) (VTTR) 提供一個(gè)低噪聲緩沖 10mA 輸出。圖 1 示出了一種典型 DDR3 應(yīng)用中的 LTM4632 電路，顯現(xiàn)了其簡(jiǎn)單的解決方案和小的組件數(shù)目。

圖1：典型的LTM4632 DDR3應(yīng)用

給更多的 SRAM 模塊供電

LTM4632 的設(shè)計(jì)靈活性使其能夠支持眾多的應(yīng)用要求。例如：VDDQIN 輸入允許 VTT 和 VREF 軌電壓設(shè)定為一個(gè)典型的 1/2 x VDDQ 電壓，或由一個(gè)外部基準(zhǔn)電壓設(shè)置為其他數(shù)值。在那些需要大于 ±3A 終端軌電流的應(yīng)用中，LTM4632 可配置為一個(gè)用于 VTT 的兩相單路輸出軌。這些特性使得 LTM4632 能夠支持許多不同 SRAM 的電壓要求以及較大存儲(chǔ)器陣列的增加負(fù)載電流要求。

圖 2 示出了 LTM4632 的靈活性。LTM4632 的兩個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器輸出采用一種 PolyPhase? 均流配置進(jìn)行連接，以為較大的存儲(chǔ)器組提供高達(dá) ±6A VTT。對(duì)于超過 6A 的 VDDQ，LTM4632 可與其他的 μModule 穩(wěn)壓器 (例如：LTM4630) 相組合以給大型 SRAM 陣列提供高達(dá) 36A。LTM4632 的效率和功率損耗曲線示于圖 3，而其熱性能則在圖 4 中示出。

圖2：LTM4632兩相單路輸出±6A VTT (采用36A LTM4630 VDDQ電源)

圖3：LTM4632的效率和功率損耗。12V為輸入。(針對(duì)圖2的設(shè)計(jì))

圖4：LTM4632的熱性能。12V輸入，3A電流。(針對(duì)圖2的設(shè)計(jì))

嚴(yán)緊的調(diào)節(jié)和快速瞬態(tài)響應(yīng)

LTM4632 獨(dú)特的受控導(dǎo)通時(shí)間電流模式架構(gòu)和內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償可在很寬的工作條件和輸出電容范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速瞬態(tài)響應(yīng)和優(yōu)良的環(huán)路穩(wěn)定性。針對(duì)其開關(guān)穩(wěn)壓器輸出的電壓調(diào)節(jié)是精準(zhǔn)的，可在整個(gè)電壓、負(fù)載和溫度范圍內(nèi)保證具有低的 ±1.5% 最大總 DC 輸出電壓誤差。

圖 5 和圖 6 示出了 LTM4632 VTT 電壓軌的快速瞬態(tài)性能和嚴(yán)緊的負(fù)載調(diào)節(jié) (針對(duì)圖 2 電路)。

圖5：VTT負(fù)載階躍，-3A至3A (針對(duì)圖2的設(shè)計(jì))

圖6：VTT負(fù)載調(diào)節(jié)(針對(duì)圖2的設(shè)計(jì))

結(jié)論

超薄型 LTM4632 提供了一款用于 DDR / QDR RAM 應(yīng)用中所需的全部三個(gè)電壓軌之完整高性能穩(wěn)壓器解決方案。該器件的寬工作范圍、眾多特點(diǎn)和緊湊的解決方案尺寸使其高度靈活和堅(jiān)固，并能安裝在 PCB 正面和背面上極其狹小致密的可用空間中。