电源系统结构的发展趋势

十多年来，分布式电源架构(DPA)已被广泛应用， 而且在高密度电源模块出来以后，它的优点更能充份的发挥。在工控， 军工及医疗仪器方面都得到了充分的利用。分布式电源结构已成为电源的主流架构。
电子设备和系统的发展对所需的电源要求正在持续增加， 系统需要的电源规格不一， 但大致发展趋势是输出不断增多及分散， 负载瞬变更快速， 负载电压较低而电流却极大， 以及电路板趋向密集。 设计师不得不去寻找一些小封装、高效率以及高电流密度的DC-DC转换器， 还需考虑不断压缩的成本。 目前市场上的功率产品及相应的功率结构已被应用到它们所能发挥的功能极限， 很难再进一步改良。 本文将介绍三种电源系统结构，其中包括一项创新的电源架构 ?分比式电源架构 (Factorized Power 或 Factorized Power Architecture)， 简称FPA及实现这项架构的崭新功率组件。

分布式电源结构
分布式电源是非集中的电源结构，通常是由一个在AC市电端的AC-DC转换器构成，给放在别处的DC-DC转换器供电。该AC-DC转换器提供一个中转总线电压，通常为48V，以及稳压、隔离、噪声消除和功率因素校正等功能。DPA结构如图1所示。
该中转电压由靠近负载端的DC-DC转换器传给负载。一般在通信系统中是在48V总线上分布功率，板上的隔离式DC-DC转换器匹配负载的需要。这有助于动态响应及去除系统上的分布电压等问题。
分布式手段能分散系统热能，大大减少或去除所需的散热器或高速风流。整体系统温度保持均散平稳，较易符合可靠性指标。
但是DPA的成本较高，例如，每个“砖式”模块都包含隔离、稳压、电压转变、EMI滤波及输入保护等功能，在离线源需进行整流，从而附加了功率处理步骤，降低了整体效率。还有，如单个DC-DC转换器不能提供足够的功率或个别输出需有冗余特性，便需并联多个DC-DC转换器，从而增加了系统的复杂性，这是由于将各并联DC-DC转换器的遥感端接到共同端点，以及每个并联转换器需附加电路以使它们能均流而造成的。

中间总线架构(IBA)
中间总线架构可以分开DC-DC转换器的隔离、变压及稳压三个功能而分配给两个器件。IBC(中间总线转换器)具有电压转变及隔离功能，而niPOL(非隔离负载点转换器)则提供稳压功能。
IBA可提供很好的成本效益，因为负载点转换器不需隔离功能，价格相宜。中间总线架构中的非隔离负载点转换器具备高比值电压转变功能以改善成本效益， niPOL依靠就近的总线转换器在低压下输入功率。但niPOL不具备隔离功能，这会导致过压灵敏的负载易受致命损坏并存在潜在接地环路问题，IBA结构如图2所示。
现在出现了一种新芯片，称为正弦振幅转换器(Sine Amplitude Converter， 简称SAC)。SAC是一种固定频率的共振转换器。它的开关频率达3.5MHz。它在初级开关采用零电压技术，在输出端利用零电压及零电流开关技术做成同步整流. SAC利用低Q值， 薄身的变压器， 可使器件的功率密度达到1000W/in3， 效率达97%。另外，SAC的噪声放大率较中间总线模块大大减少，而且功率传送速度更快。
在多种SAC器件中，有一种的功能与中间总线模块相同，称为BCM (中间总线转换器模块)。BCM的输入范围较宽，达到38~55Vdc，它除了有12V输出外， 还有3、4、6、8、9.6、16、24及 48V输出。选择12V作为中间总线只是折中方案。在高功率系统，12V不足以实现有效的供电， 电流会太高；在负载点产生低电压则会有麻烦，这是由于非隔离降压转换器占空比所限， 难以实现高效率转换。BCM的多种电压选择可以满足系统及负载的不同需求。
BCM 的优点是体积小。BCM以VI芯片(VIC)封装，体积只有1.26"