工程師和設(shè)計(jì)人員為了滿(mǎn)足產(chǎn)品的最后期限要求,，需要始終將重點(diǎn)放在最重要的核心架構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,。采用FPGA、DSP或微處理器設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分,，也最花費(fèi)時(shí)間,。系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)將主要精力集中于系統(tǒng)設(shè)計(jì)而受益匪淺，他們還需要解決諸如產(chǎn)品上市時(shí)間,、實(shí)現(xiàn)小型化尺寸的問(wèn)題,。使用最新一代DC-DC非隔離式負(fù)載點(diǎn)（POL）電源模塊可以為他們帶來(lái)重要優(yōu)勢(shì)。

　　這些模塊具有高度的集成和密度,，先進(jìn)的封裝技術(shù)可以發(fā)揮高功率密度的優(yōu)勢(shì),，整體性能十分可靠——甚至可以滿(mǎn)足最苛刻的電源管理要求。使用電源模塊意味著需要最少的外部元件,，因此設(shè)計(jì)人員可以迅速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電源管理設(shè)計(jì),，并專(zhuān)注于核心設(shè)計(jì)。即使是在設(shè)計(jì)周期的中后期電源需求出現(xiàn)了變化時(shí),，電源模塊也可以應(yīng)對(duì)自如,。

　　在介紹電源模塊優(yōu)點(diǎn)的具體細(xì)節(jié)之前，讓我們來(lái)看看設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題,。在采用一個(gè)分立式（非模塊）解決方案時(shí),，設(shè)計(jì)師必須考慮幾個(gè)問(wèn)題。所有的問(wèn)題都可能延緩設(shè)計(jì)進(jìn)程,，拖延產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間,。例如，選擇合適的PWM控制器,、FET驅(qū)動(dòng)器,、功率FET、電感器,，以滿(mǎn)足代表第一階段的具體電源要求,，這通常是一個(gè)漫長(zhǎng)的分立式電源設(shè)計(jì)周期。在選定了這些主要功率器件之后,，設(shè)計(jì)人員必須開(kāi)發(fā)一個(gè)補(bǔ)償電路,，其依據(jù)是將要在一個(gè)給定的系統(tǒng)中使用的各種負(fù)載的輸出電壓規(guī)格,。這可能非常單調(diào)和乏味，還要花很多時(shí)間——往往還需要返工,。除了補(bǔ)償電路設(shè)計(jì),，還需要選擇功率級(jí)、驅(qū)動(dòng)器,、功率FET和電感器,，以滿(mǎn)足功率效率的目標(biāo)。這可能需要根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行反復(fù)的元件選擇,。

　　在設(shè)計(jì)分立式電源之后，布板工作以及噪聲和散熱要求方面的問(wèn)題增加了設(shè)計(jì)周期的復(fù)雜性,?？傊@是一個(gè)繁瑣的過(guò)程,。

　　但是像Intersil DC-DC POL ISL8200M這樣的電源模塊就可以改變這個(gè)過(guò)程,，因?yàn)樗闪薖WM控制器、驅(qū)動(dòng)器,、功率FET,、電感器、支持分立元件的IC,，還有優(yōu)化的補(bǔ)償電路,。所有這些都集成在一個(gè)15×5mm QFN封裝內(nèi)。該電源可以根據(jù)其電流共享架構(gòu)的輸出功率要求進(jìn)行擴(kuò)展,，該模塊采用耐熱增強(qiáng)型封裝,，高度僅為2.2mm，所以它可以安裝在PCB的背面,。

　　當(dāng)頂層PCB空間存在問(wèn)題時(shí),，ISL8200M的2.2mm低高度QFN封裝就成為了一種優(yōu)勢(shì)。低高度封裝將滿(mǎn)足大多數(shù)PCB背面的間隙要求,，尤其是因?yàn)镼FN封裝不需要散熱器或氣流,，可以覆蓋大部分工業(yè)溫度范圍的全輸出功率范圍。利用QFN封裝底部非常低的2C/W熱阻的θ J/C值,，大部分的熱量都可以通過(guò)封裝底部和安全通孔消散掉,，并下行至PCB的接地層。這是因?yàn)楣β蔒OSFET和電感器等內(nèi)部高功率耗散元件直接焊接到了這些大型導(dǎo)電片（conductive pad）上,，從而實(shí)現(xiàn)了從模塊到PCB的有效傳熱,，以提高熱效率，最終可以將一個(gè)最高360W負(fù)載點(diǎn)電源解決方案安裝在PCB的背面,。在需要一個(gè)復(fù)雜的電源設(shè)計(jì)和頂層PCB空間有限時(shí),，這是非常有效的方法，因?yàn)樗鼫p少了外形尺寸，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了更高的系統(tǒng)功能,。除了散熱能力,，QFN封裝的封裝邊緣周?chē)斜┞兜囊€(xiàn)，為使用所有引腳進(jìn)行調(diào)試和焊點(diǎn)仿真驗(yàn)證提供了便利,。

（圖字：最大負(fù)載電流（A）,；環(huán)境溫度（℃）；圖32：降額曲線(xiàn)（12VIN））

　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期中,，負(fù)載電流要求可能會(huì)改變,，但電源卻不需要改變。ISL8200M可以支持整個(gè)溫度范圍從低于10A一直到高達(dá)60A的負(fù)載電流,。每個(gè)獨(dú)立的電源模塊可以單獨(dú)支持10A的輸出電流,，但是，通過(guò)使用該模塊的專(zhuān)利均流架構(gòu),，這些模塊可以并聯(lián)起來(lái),，提供高達(dá)60A的輸出電流。所以,，一旦在設(shè)計(jì)中采用了ISL8200M,，電源就可以迅速進(jìn)行修改，以滿(mǎn)足各種不斷變化的應(yīng)用需求,。此外,，由于采用了專(zhuān)利的模塊電流共享架構(gòu)，在一個(gè)給定應(yīng)用需要一個(gè)高功率的解決方案時(shí),，如果布局限制成為了一個(gè)問(wèn)題,，并聯(lián)多個(gè)ISL8200M模塊將為克服這一挑戰(zhàn)提供靈活性。當(dāng)輸出電壓調(diào)節(jié)沒(méi)有受到所需的模塊連接布局的影響時(shí),，并聯(lián)連接模塊的主連接（main connection）解決了布局敏感性的問(wèn)題,。輸出電壓遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)和模塊之間的有功電流共享平衡可以降低PCB走線(xiàn)布局的敏感性，所以這種靈活性可用來(lái)應(yīng)對(duì)最復(fù)雜的電源設(shè)計(jì)和布局方面的挑戰(zhàn),。

　　當(dāng)電源要求大于10A時(shí),，只需要5個(gè)主連接并聯(lián)多達(dá)6個(gè)模塊。輸入和輸出電壓軌需要連接起來(lái),，同時(shí)需要大容量電容以減少瞬變對(duì)電源的影響,。建議對(duì)輸入電壓使用總共220uF的電容，而對(duì)輸出電壓使用總共330uF的電容,。如果需要滿(mǎn)足苛刻的噪聲規(guī)格,，可以增加旁路電容，以便濾除外部高頻噪聲,。其次,，還必須連接使能引腳,，以便根據(jù)系統(tǒng)的要求禁用或啟用供電。連接的使能引腳可以作為一個(gè)重要的故障保護(hù)功能,，即產(chǎn)品故障握手功能（products fault handshaking function）使用,。如果模塊當(dāng)中的一個(gè)出現(xiàn)了故障，該模塊即被禁用,，所有已連接的模塊也將被禁用,，以防止負(fù)載或電源模塊出現(xiàn)過(guò)應(yīng)力的情況。然后應(yīng)連接CLCKOUT和FSYNC_IN引腳,。連接了CLCKOUT引腳的模塊被認(rèn)為是主電源模塊,，需要設(shè)置參考開(kāi)關(guān)頻率。

　　在一個(gè)有兩個(gè)模塊的操作中,，與FSYNC_IN連接的模塊的開(kāi)關(guān)頻率將為180°異相,。對(duì)于并聯(lián)的兩個(gè)以上模塊，相位控制是根據(jù)數(shù)據(jù)表建議,，通過(guò)在PH_CNTRL或相位控制引腳增加一個(gè)電阻分壓器來(lái)調(diào)整的。利用各自異相編程開(kāi)關(guān)頻率的多相操作,，能夠?qū)崿F(xiàn)降低外部噪聲或紋波,。這減少了滿(mǎn)足給定負(fù)載點(diǎn)關(guān)鍵輸出的電壓調(diào)節(jié)要求所需的外部電容或電容器的數(shù)量。最后,，ISHARE引腳之間必須連接起來(lái),。這個(gè)引腳是用來(lái)平衡每個(gè)模塊的負(fù)載電流。在這個(gè)連接接入了一個(gè)電阻RISHARE,，以便設(shè)置總輸出電流,。模塊ISET引腳的一個(gè)附加電阻用來(lái)建立一個(gè)內(nèi)部電壓，用于比較ISHARE總線(xiàn),，以幫助平衡每個(gè)模塊的輸出電流,。與目前市場(chǎng)上的同類(lèi)解決方案相比，由于模塊之間的連接少了很多,，而且在設(shè)計(jì)周期中幾乎不必考慮布局的敏感性,，并聯(lián)操作的ISL8200M大大降低了復(fù)雜性。

　　一旦在設(shè)計(jì)中采用了像ISL8200M的電源模塊,，就能夠迅速并聯(lián)6個(gè)模塊,，實(shí)現(xiàn)高達(dá)60A的功率，這將加速未來(lái)的設(shè)計(jì),，或迅速適應(yīng)設(shè)計(jì)周期過(guò)程中設(shè)計(jì)要求的變化,。

　　部署在非隔離式DC-DC POL電源中的電源模塊可以節(jié)省時(shí)間，減少研發(fā)成本,，加速產(chǎn)品上市時(shí)間,，并有助于設(shè)計(jì)人員將更多的精力集中在核心系統(tǒng)設(shè)計(jì),。上述電源模塊的高度集成的元件、耐熱增強(qiáng)型低高度QFN封裝,，以及獲得專(zhuān)利的電流共享架構(gòu),，都有助于加速設(shè)計(jì)周期。該電源模塊還提供了有一個(gè)在線(xiàn)仿真工具（iSim）和評(píng)估板,。