利用数字控制技术改善功率密度和电源管理功能

在本案例研究中，为数字控制POL稳压器加入了一个新型信号接口，不过它并不影响设计的性能，也并非基本功能所必需。没有采用适合电源连接的大电流引脚，而是设计了一个简单的、标准的和高性价比的10芯连接器。如果最终用户需要，该连接器可以用来与系统级电源管理电路进行通信并配置POL稳压器。设计中引入连接器时，并不影响封装尺寸。图1右所示的是一个完整的20A尺寸优化的数字设计。

3. 输出优化的40A设计

构建的另一个数控POL稳压器的尺寸与模拟PMH8918L基本相同，但输出电流得到了提高。最终的尺寸比模拟设计的尺寸略小一点，为30.0x20.0x8.5mm。而该POL稳压器的输出电流提高到了40A。

为了提供更高的输出电流，该设计中采用了并联MOSFET。FET器件的选用准则与尺寸优化设计中相同。图2右上方的FET的参数如下：RDS-ON为1.7mΩ，Qg为60nC。而图2右下方的FET相应参数则分别为0.6mΩ和141nC。电感为0.82μH而电阻为1.7mΩ，进一步降低了电阻损耗。该设计的开关频率也是320kHz。所用的控制芯片与20A数字设计中的相同。

图2右显示的是40A输出优化设计的照片。

性能比较

根据通常所采用的电气性能参数对上述三种设计进行了表征。这些参数包括输出能力、负载调整、效率、纹波、噪声和动态响应。但由于篇幅有限，这里只详细地讨论效率，因为它对最终用户来说是一个最重要的关键参数。对于上述的其它参数，总体说来两种数字设计的性能要等同于或更高于模拟设计。参考资料[3]中给出了一些初步的比较结果。

　1. 效率

比较中所用的PMH8918L是一款大电流POL稳压器。对于这类产品，转换效率是最重要的，因为它对系统的热设计、最终封装密度、以及确定终端设备所需的输入电源具有很大的影响。因此，如果要求数字设计在效率上进行折衷的话，将是一个难以接受的方案。