用于中间总线结构的高降压比降压转换器

　　用于中间总线结构的高降压比降压转换器

　　使用分布式电源架构的电信系统和数据中心计算机通常使用中间总线电压来驱动遍布系统板的各种负载。传统上，中间母线电压为48伏直流电。然而，电路板上的电子电路和器件可以使用从3.3伏到1伏的低电压，并且具有高电流消耗。例如，最新一代处理器的核心电压为1伏或更小，电流要求超过100 A。类似地，其他的电子负载，如FPGA和存储设备，也有严格的电源需求。

　　由于设计具有高效率的高降压比DC/DC转换器是不简单或成本效益的，大多数设计师选择进一步降低总线电压下降到24 V，12 V，或更低的使用中间总线转换器模块或砖。然后他们使用负载点（POL）高速非隔离降压或降压稳压器产生3.3伏的电压低于电源不同的负载对系统板。

　　面临的挑战是在设计高降压比直流/直流降压转换器，可提供48至3.3 V及以下，同时保持高效率和密度最低的成本。通常情况下，这种高降压比DC / DC转换器的效率比预想的要低，而且对设计尤其具有挑战性，特别是硅器件。然而，发展的架构与创新的电路设计和包装制造商如Vicor结合已经成功地解决了这个问题。同时，利用氮化镓高压能力（GaN）设备供应商的高效电源转换（EPC）已经开发了增强型GaN（Egan）基于FET的Buck变换器来解决这些问题的效率和成本有效和高功率密度。

　　Silicon solutions

　　Let’s first look at the silicon-based solutions. One power supply maker that has been successful in developing an efficient silicon solution to address high-step-down-ratio buck converters with high density is Vicor. The company is extending its novel proprietary architecture called factorized power architecture （FPA） to generate a high-step-down-ratio DC/DC converter solution that can take 48 V bus input and step it down to load voltage as low as 1 V. Unlike traditional DC/DC circuits， Vicor’s FPA approach takes into account distribution and connector losses as well.

　　By separating the classic function of DC/DC converters， FPA and its novel power conversion building blocks， PRMs and VTMs， can provide efficient power system solutions from the intermediate bus voltage to the processor core. To accomplish this goal， FPA takes the regulation， isolation， and voltage transformation functions of a typical DC/DC converter and separates or factorizes them into individual elements. These individual components， belonging to the VI Chip family， are then arranged in the optimal power architecture as shown in Figure 1.