一種POL終端匹配電源的熱模擬研究

摘要：介紹了一種廣泛應(yīng)用于存儲器、CPU等高速信號端口的POL終端匹配電源的工作原理。根據(jù)電源各元器件的功耗，建立該電源的熱模型，并利用ICEPAK軟件對其進行熱模擬仿真。通過仿真結(jié)果與實際測試結(jié)果的對比，確認(rèn)模型和計算方法的準(zhǔn)確性。此熱模擬仿真方法可廣泛用于同類電源的熱評估。
關(guān)鍵詞：POL；功耗；ICEPAK；熱模型；仿真

0 引言
POL(P0int Of LOad)終端匹配電源廣泛應(yīng)用于存儲器、CPU等高速信號端口。端口電壓能夠自動跟蹤1／2主電源的電壓，并輸出或吸入信號的匹配電流。本文中自主研制的端口匹配電源DDRl2V4520，輸出穩(wěn)壓精度高、響應(yīng)快、電壓設(shè)定數(shù)字化，已廣泛應(yīng)用于多個工程項目，實際使用效果良好。本文對比該電源的熱模擬仿真結(jié)果與實測結(jié)果，評估電源的溫升，確認(rèn)了模型的準(zhǔn)確性。在以后的同類電源設(shè)計中，通過仿真計算，可以相當(dāng)準(zhǔn)確地預(yù)計電源的熱工作狀況。

1 工作原理
電源DDR12V4520的主電源輸出電壓為1．5V～2．8V，額定輸出電流45A。匹配電源跟蹤l／2主電源電壓，可以輸出或吸入電流，額定容量20A。圖l是該電源的原理圖。圖2給出了完成貼裝焊接的電源DDRl2V4520的實物照片。主電源控制器為ADP3163(Analog Devices)，匹配電源控制器為MAXl917(Maxim)。主電源的功率器件采用三合一DrMOSR2J20601(Renesas)，匹配電源的功率器件是FDD6035AL和FDD8870(Fairchild)。輸出采用低串聯(lián)阻抗固體有機膜電容器濾波，實用效果十分理想。主電源的輸出電壓通過5位VID碼設(shè)定(ADP3163)，使用十分方便，電壓精度可達0．025V。
主電源功率器件DrMOS R2J20601是Renesas公司推出的一種新型的三合一芯片。該芯片集兩個MOSFET和一個驅(qū)動電路于一體，具有工作頻率高、功耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、封裝小、輸出電流大、效率高等優(yōu)點，十分適用于低電壓、大電流的應(yīng)用場合。圖3給出了該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖4給出了該芯片的實物圖。