過去，當電路板空間充足且機械外殼很大時，只需在印刷電路板 (PCB) 上安裝一個低壓差穩(wěn)壓器 (LDO)、使用額外的銅并添加一個散熱器就很容易了。管理熱量。但在工業(yè) 4.0 系統(tǒng)中，情況并非如此。這些智能系統(tǒng)使用更復雜的處理器，并且需要在沒有氣流的較小外殼中提供更多電源。因此，要重新使用過去 10 年一直在使用的線性穩(wěn)壓器更具挑戰(zhàn)性。我們現(xiàn)在需要考慮更高效的電源技術。

為了提高系統(tǒng)效率，我們可以使用 LDO 或開關穩(wěn)壓器。輸入電壓越接近輸出電壓，LDO 的效率就會提高。開關穩(wěn)壓器專為提高效率而設計，但需要更多的設計工作和額外的電路板空間用于電感器。

市場上的一個新選項是集成電感器 DC/DC 轉換器，它結合了高開關頻率調節(jié)器和小芯片電感器。這些集成電感器 DC/DC 轉換器具有高開關頻率和易于使用線性穩(wěn)壓器的優(yōu)勢（見圖 1）。

圖 1：與 LDO 相比 Nano 模塊的解決方案尺寸

假設我們正在設計一個沒有氣流且每個電源只有 1 英寸2板空間的工業(yè)系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，我們需要以標稱 1.8V 為 FPGA 的輔助電源軌供電，典型電流要求為 250mA，輸入電壓為 3.3V。采用現(xiàn)代小型無引線 (SON) 3mm×3mm 封裝的 500mA 額定線性穩(wěn)壓器似乎是顯而易見的選擇，因為電流要求很低。此應用中的功耗為 (Vin - Vo) x Io = (3.3V – 1.8V) x 250mA = 375mW。SON 3mm x 3mm 封裝具有 75°C/W 溫升和 1in 2銅板面積。在 85°C 環(huán)境下，集成電路 (IC) 的結溫將為 Ta + Trise x Pd = 85°C + 75°C/W x 375mW = 107.5°C。最大結額定值為 113°C 的典型 LDO 低于最大結溫，但沒有提供足夠的余量。我們可以添加散熱器或增加銅面積，但由于系統(tǒng)的機械要求，這不是一種選擇。

此時，我們唯一的選擇是使用開關穩(wěn)壓器。如果我們有時間設計開關穩(wěn)壓器，LM3671 是一個不錯的選擇。LM3670和LM3671具有自動的脈沖頻率調制-脈寬調制（PFM-PWM）模式工作，在整個負載提供最高的效率.LM3670和LM3671的同步整流效率在連續(xù)開關工作時能達到95%的效率。這些器件的靜態(tài)電流典型值為16uA，導致極好的待機時間，進一步延長了電池壽命.LM3670和LM3671具有杰出的噪音特性，峰-峰值輸出波紋電壓小于5mV，使它很適合用于基于RF的手提系統(tǒng)。小型2.2uH電感和10uF輸出電容以及SOT-23封裝，最小化了PCB占位尺寸。

LM3671能從鋰離子電池或2.8V-5.5V電壓源工作，它的負載能力高達600mA.LM3671的2MHz振蕩器頻率使得能采用三個非常小的外接元件，包括一個2.2uH電感和兩個10uF電容.LM3671輸出電壓的高精度，低輸出電壓波紋和快速響應性能使它能用在MIPS處理器。

LM3671能對手提系統(tǒng)的數(shù)字核和外設的供電提供優(yōu)異的特性和性能。在PWM低噪音和PFM低電流模式的自動轉換導致在整個負載范圍內的高效率性能。固定頻率PWM模式驅動負載的電流從70mA到600mA，而PFM模式則在低負載下工作.PFM模式在輕負載和系統(tǒng)待機時把靜態(tài)電流降低到16uA，擴展了電池壽命。在關斷模式，器件關斷了，把電池的消耗降低到典型值0.1uA.

LM3671有下面的輸出電壓可選擇： 3.3 V， 1.875 V， 1.8 V， 1.6 V， 1.5 V， 1.375 V， 1.25 V， 1.2 V以及其它電壓的可調整選擇。

LM3670是LM3671的低功率型號，最適合用在需要低輸出電流的應用。它的開關頻率為1MHz，負載能力高達300mA.LM3670需要一個很小的10uH電感和兩個4.7uF電容，

LM3670的輸出電壓有如下的選擇： 1.8 V， 1.875 V， 1.5V和其它電壓的可調整選擇。

如果不是，請考慮集成電感器 DC/DC 轉換器，如 LMZ20501 納米模塊。LMZ20501 將電感器集成在 3.5 毫米 x 3.5 毫米封裝中，因此易于使用且體積小。LMZ20501 在 250mA 輸出下提供 89% 的效率，可實現(xiàn) 3.3V 至 1.8V 的轉換。LMZ20501 封裝的溫升為 58°C/W，銅板面積為 1in2。在 85°C 環(huán)境溫度下，IC 結溫僅為 88°C，遠低于最大結溫。

考慮為我們的下一個設計使用 集成電感器納米模塊 。它們體積小、效率高且易于使用。