分比式功率――配合未來(lái)電源發(fā)展的架構

　　IBA的另一個(gè)問(wèn)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(shí)，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(cháng)的時(shí)間減低電流，即越難停止電感的慣性電流，復原的時(shí)間亦更長(cháng)，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定。

　　總的來(lái)說(shuō)， IBA架構內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，只能在某些范圍內折沖使用。 但對另一些應用，以上提到的缺點(diǎn)便浮現出來(lái)了。

　　分比式功率架構 (FPATM)

　　分比式功率架構把DC-DC轉換器的功能重新編排; 并以晶片封裝的元件來(lái)實(shí)現。 它的主要元件是預穩壓模塊(PRM)和電壓轉變模塊(VTM)。PRM只有穩壓功能， VTM具變壓和隔離功能，PRM和VTM合起來(lái)，就能實(shí)現DC-DC轉換器的功能。 PRM可接受寬廣的輸入電壓及把它轉換為一個(gè)穩壓的分比母線(xiàn)(Vf)傳送到VTM。 VTM作為負載點(diǎn)轉換器，把分比母線(xiàn)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 調控分比電壓，實(shí)現穩壓。

　　跟分布式架構或中轉母線(xiàn)架構不一樣， 在分比式架構， 穩壓功能由PRM提供, 可遠離負載。VTM作為負載點(diǎn)的轉換器， 它不需要提供穩壓的功能， 可以無(wú)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(gè)轉換周期傳送電流，它的占空比是百份之一百。FPA以分比母線(xiàn)傳輸功率，可以較隨意的選擇電壓，無(wú)須如前所述的IBA架構，因固有的沖突，中轉電壓只能選定在稍高于負載的電壓，否則它的占空比將無(wú)法管理。

　　由于VTM負責在負載點(diǎn)變壓，它的K比值最高可達到200，分比母線(xiàn)因此無(wú)須受負載電壓限制，可設定在任何一點(diǎn)上，甚至可把分比母線(xiàn)設定跟電源電壓相同。如圖5， 負載電壓是1V，分比母線(xiàn)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換損耗中折沖取舍。重點(diǎn)是FPA把變壓的部份放在負載點(diǎn)，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把電感器放在中轉母線(xiàn)與負載之間，產(chǎn)生電流慣性。在FPA分比母線(xiàn)與負載之間沒(méi)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(xiàn)的電容由于沒(méi)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(wú)須在負載點(diǎn)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。