高集成度和摩爾定律在減小設備尺寸方麵非常有效

，但對於直流（DC/DC）轉換器卻效果不大，因為功率轉換器往往要占用30％到50％的係統空間。那麼，怎樣才能突破這一瓶頸呢？

 

提(ti)高(gao)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)無(wu)疑(yi)是(shi)一(yi)個(ge)顯(xian)然(ran)的(de)方(fang)案(an)。大(da)多(duo)數(shu)負(fu)載(zai)點(dian)穩(wen)壓(ya)器(qi)均(jun)為(wei)采(cai)用(yong)降(jiang)壓(ya)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)的(de)開(kai)關(guan)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。提(ti)高(gao)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)滿(man)足(zu)穩(wen)壓(ya)器(qi)設(she)計(ji)規(gui)格(ge)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)感(gan)和(he)電(dian)容(rong)。鑒(jian)於(yu)電(dian)感(gan)器(qi)和(he)電(dian)容(rong)器(qi)通(tong)常(chang)占(zhan)用(yong)大(da)部(bu)分(fen)的(de)DC/DC轉換器空間，如圖1（a）所示
，這樣做可能非常有效。但事實上卻並非那麼簡單。那麼，究竟是為什麼呢
？

 

圖1：500kHz時12VIN
，10AOUT降壓轉換器（a）和每相2MHz時串聯電容器（b）的尺寸對比

 

盲mang目mu提ti高gao頻pin率lv會hui增zeng加jia功gong耗hao。開kai關guan頻pin率lv與yu損sun耗hao呈cheng正zheng比bi，每mei次ci開kai關guan電dian源yuan時shi，都dou會hui產chan生sheng能neng耗hao。其qi中zhong，轉zhuan換huan效xiao率lv下xia降jiang和he散san熱re可ke能neng是shi主zhu要yao問wen題ti。如ru今jin，大da多duo數shu轉zhuan換huan器qi的de頻pin率lv都dou限xian於yu數shu百bai千qian赫he的de範fan圍wei內nei。而er頻pin率lv高gao於yu1MHz的轉換器通常都是典型的低電壓（5V及以下）和低電流（小於1A）類型。

 

是(shi)時(shi)候(hou)在(zai)降(jiang)壓(ya)的(de)範(fan)疇(chou)之(zhi)外(wai)尋(xun)找(zhao)其(qi)他(ta)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)了(le)。幾(ji)十(shi)年(nian)來(lai)

，降(jiang)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)一(yi)直(zhi)是(shi)業(ye)界(jie)的(de)主(zhu)選(xuan)方(fang)案(an)，但(dan)同(tong)時(shi)它(ta)也(ye)存(cun)在(zai)基(ji)礎(chu)性(xing)的(de)缺(que)陷(xian)。現(xian)在(zai)
，我(wo)們(men)推(tui)出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)DC/DC轉(zhuan)換(huan)器(qi)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)，其(qi)為(wei)高(gao)電(dian)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)比(bi)負(fu)載(zai)點(dian)的(de)應(ying)用(yong)進(jin)行(xing)了(le)優(you)化(hua)。該(gai)串(chuan)聯(lian)電(dian)容(rong)器(qi)降(jiang)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)在(zai)不(bu)影(ying)響(xiang)效(xiao)率(lv)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，可(ke)實(shi)現(xian)數(shu)兆(zhao)赫(he)的(de)操(cao)作(zuo)頻(pin)率(lv)。如(ru)圖(tu)1（b）所示，整體解決方案的尺寸進行了大幅縮小。基於TPS54A20的串聯電容器降壓轉換器與圖1（a）中的降壓轉換器具有相同的輸入和輸出條件時，尺寸卻比後者小8倍。即1,270 mm3 vs 157 mm3。

 

圖2：500kHz時12 VIN，10 AOUT降壓變換器（a）和每相2MHz時串聯電容器（b）的高度對比

 

穩壓器尺寸的減小為我們提供了更多的機會。對比圖2中所示的高度剖麵圖我們可以看到，常規降壓變換器的高度為4.8毫米，然而對於背麵部件而言，這一高度遠超很多係統的高度限製。串聯電容降壓轉換器（1.2毫米高）的低斷麵可以讓您將穩壓器置於電路板背麵，這樣便可以釋放寶貴的頂側基板麵。之前將整個10A轉換器置於其背麵在之前不太現實，因為無源部件體積過大
， 但如今有了TPS54A20，一切便成了可能。