分比式功率――配合未來電源發(fā)展的架構

　　IBA的另一個問題是niPOL的瞬變反應。niPOL能否快速地按負載變化加大或減少電流呢? 它的根本難處是它把電感器放錯了位置。

　　電感器內(nèi)的電流變化率由加于電感器上的電壓決定。在低電壓應用時，當負載處于大電流狀態(tài)， 它的電流變化率受輸出電壓所限。當輸出電壓越低，電流變化率越小， 需要更長的時間減低電流，即越難停止電感的慣性電流，復原的時間亦更長，需要在輸出加上大電容。

　　在niPOL前放置的大電容， 雖負責濾波及維持低阻抗， 但對負載旁路效果不大。 由于電感的位置不當，產(chǎn)生電流慣性，因此需要在輸出加上大電容以保持穩(wěn)定。

　　總的來說， IBA架構內(nèi)存在固有的互相抵觸的效應，它的根本原因可追索到基本的奧姆定律，只能在某些范圍內(nèi)折沖使用。 但對另一些應用，以上提到的缺點便浮現(xiàn)出來了。

　　分比式功率架構 (FPATM)

　　分比式功率架構把DC-DC轉(zhuǎn)換器的功能重新編排; 并以晶片封裝的元件來實現(xiàn)。 它的主要元件是預穩(wěn)壓模塊(PRM)和電壓轉(zhuǎn)變模塊(VTM)。PRM只有穩(wěn)壓功能， VTM具變壓和隔離功能，PRM和VTM合起來，就能實現(xiàn)DC-DC轉(zhuǎn)換器的功能。 PRM可接受寬廣的輸入電壓及把它轉(zhuǎn)換為一個穩(wěn)壓的分比母線(Vf)傳送到VTM。 VTM作為負載點轉(zhuǎn)換器，把分比母線升壓或 降壓，提供隔離電壓給負載。負載變化由反饋電路傳到PRM，由PRM 調(diào)控分比電壓，實現(xiàn)穩(wěn)壓。

　　跟分布式架構或中轉(zhuǎn)母線架構不一樣， 在分比式架構， 穩(wěn)壓功能由PRM提供, 可遠離負載。VTM作為負載點的轉(zhuǎn)換器， 它不需要提供穩(wěn)壓的功能， 可以無須靠近負載。 它只負責按K比值 “倍大電流” 或 “降低電壓” (VOUT = Vf K)，VTM可在整個轉(zhuǎn)換周期傳送電流，它的占空比是百份之一百。FPA以分比母線傳輸功率，可以較隨意的選擇電壓，無須如前所述的IBA架構，因固有的沖突，中轉(zhuǎn)電壓只能選定在稍高于負載的電壓，否則它的占空比將無法管理。

　　由于VTM負責在負載點變壓，它的K比值最高可達到200，分比母線因此無須受負載電壓限制，可設定在任何一點上，甚至可把分比母線設定跟電源電壓相同。如圖5， 負載電壓是1V，分比母線可設定為48V，完全不受負載電壓或PRM與VTM的距離影響，不需在輸送損耗與轉(zhuǎn)換損耗中折沖取舍。重點是FPA把變壓的部份放在負載點，克服了IBA面對的難題，占空比可達100%。FPA的瞬變反應較IBA理想。如前述，IBA把電感器放在中轉(zhuǎn)母線與負載之間，產(chǎn)生電流慣性。在FPA分比母線與負載之間沒有電感器(圖6)，由于VTM不受電感慣性左右，可快速的反應負載變化。在分比母線的電容由于沒有電感的阻隔，可對負載有效旁路，該電容相等于在負載加上1/K2倍電容值，這便無須在負載點加上大電容。圖7清楚表示在FPA只需用上4uF的電容便可以取代IBA中的10000uF電容。