稳压器电子(Renesas Electronics)开发 RAA20770X 系列 mini-POL 转换器 MOSFET,具备面积缩小75%的晶圆级瑞萨尺寸封装及超低热阻,提供六种不同电流供应等级与功能的产品,适用於多种应用领域中的 ASIC 与其他大型逻辑电路,包括个人电脑、伺服器、工业用设备、办公室自动化及网路设备。
因应电源供应器市场为实现节能而须降低耗电量的要求,以及市场对於具高功能性半导体产品需求的增加,如微控制器(MCU)、SoC装置等,而使供应电压趋向多样化。瑞萨新产品 RAA20770X 可在正常负载下执行高效能电源转换,并快速且规律地转换至低功率模式。因此可降低整体系统的耗电量,并协助实现高能源效率的社会。
此外, RAA20770X 系列采用等同於晶片本身大小的超小型晶圆级晶片尺寸封装,此系列产品尺寸相较於早期的瑞萨产品缩小75%。另外,由於封装内无需晶片连接,因而可降低导线电阻,有助於提升电压转换效率。 RAA20770X 系列更是第一款具备此整合度的小型封装产品。
瑞萨在 RAA20770X 产品中采用晶圆级晶片尺寸的封装,实现以迷你外型供应大量电流的 POL 装置,因此可将IC内部导线电阻及封装导线电阻,降至绝对极小值。例如,支援最大额定电流10 A的 RAA207701GBM ,封装尺寸极小,仅2.7×3.4 mm,相较於瑞萨较早的 SiP POL 产品,其封装尺寸约缩小75%。此外,从封装表面到晶片接合区的热阻仅有极低的1℃/W,可在搭配散热片及气流时,提供高散热设计。
次世代笔记型电脑将需要类似现有平板电脑及手机,在待机时仍可进行资讯更新与撷取的功能(连线待机),故必须尽可能降低连线待机模式时的耗电量。为满足此需求, RAA20770X 系列产品采用恒定导通时间控制方法。在低耗电模式时,负载电流较低,可达到约0.5uW的低耗电量。恒定导通时间控制方法的另一项优点,则是可藉由降低运作频率来减少 POL 转换器的耗电量;没有负载时可降低1.6 mW耗电量,在待机模式下可达到0.5uW。恒定导通时间控制方法亦具备快速反应的优点。例如,即使电子设备从省电模式切换至正常模式,发生电流快速增加的情况,转换器亦可藉由提高运作频率而立即反应。
RAA20770X 系列产品在同一晶片内整合了 POL 转换器所需要的多种保护功能,例如过电流、过电压及热保护等。因此,此系列产品支援安全且具有灵活性强的高可靠性电源供应系统设计,仅需搭配最少的外部元件,不仅可简化设计,并能减少物料清单。除此之外,亦可修改输出电压与运作频率以符合所采用的应用需求,提供适用於多种应用的作业弹性。
新款 RAA207703GBM 、 RAA207704GBM 及 RAA207705GBM 装置包括整合的5 V低压降导线(LDO)电路,可提供电源供应控制器内部所需的5 V,所以无需外部的电源供应。如此一来,即可使系统仅以单一电压运作,例如使用12 V电源供应。
RAA20770X 系列产品除了结合电源供应控制器与驱动控制器IC之外,还在单晶片中整合了两个已针对 POL 转换器进行最佳化的 IC ,可将 ASIC 等大型积体电路所使用的5 V或12 V输入电压降压至1 V或3.3 V。例如,具备最大额定电流10 A的 RAA207701GBM ,以12 V输入及3.3 V输出而言,可实现从低电流区流至高电流区的高效率电源转换,特别是在10 mA时效率可达到89%,4 A时可达到95%,10 A时可达到92%。上述电源转换效率将有助於降低终端产品的整体耗电量。