電源轉換技術始于20世紀80年代。當時的定制電源主要采用零電流開關準共振變換器技術，而磚式電源部件被認為是一種靈活的部件，因此誕生了模塊化電源制造業務。同樣，新出現的電源轉換技術，如開關速度為3.5 MHz的突破性DC/DC電源轉換芯片，是對磚式電源概念的進一步發展。而基于這一技術的分比式電源結構(Factorized Power Architecture，FPA)則被認為提供了電源系統設計師所夢寐以求的優點。
例如，設計人員需要為系統和應用供電，但并不希望電源轉換功能占據太大的系統空間。集中式電源可有效地將不需要的電源功能放到客戶電路板之外實現。然而，隨著電壓不斷降低和電流不斷提高，集中式電源面臨電源傳輸方面的挑戰。同樣，分布式電源也同時具有優點和缺點，它將電源放到負載點(PoL)附近，但同時也帶來了磚式電源變換的所有問題，如重量、體積和散熱等(圖1)。最近發展起來的中間總線結構(Intermediate Bus Architecture)則采用了非隔離的負載點變換器，通過隔離和高變壓比來提高成本效率(圖2)。但這需要總線變換器靠得足夠近，才能保證在低輸入電壓時提供足夠的功率。


圖1 傳統磚式結構提供穩壓、變壓和隔離功能


圖2  中間總線結構將三種功能分開，將穩壓功能放在負載點上


圖3  FPA將變壓和隔離功能放在負載點附近


圖 4  該FPA芯片大小為1.26英寸×0.85英寸×0.24英寸，重量為12.25g

分比式電源結構
基于新的電源轉換技術的FPA克服了這些缺點，從而為電源轉換開創了一個新時代。FPA將轉換器的三大功能—穩壓、變壓和隔離—分離到兩個電源構建模塊中(圖3)。預穩壓模塊(PRM)提供穩壓功能，PRM在電壓轉換模塊(VTM)的上游，VTM則提供變壓和隔離功能。
通過將電源轉換器的三大功能分散到兩個模塊中，分比式電源結構提高了電源系統的靈活性。這一結構允許設計人員靈活地部署PRM和VTM模塊，如果他們想將PRM放在電路板以外，那么可以只將VTM放在負載點。事實上，由于VTM可以轉換相對高的電壓，高電壓傳輸時的I2R損失更小，因此PRM可以安裝在離負載較遠的地方，甚至安裝在另一塊板上。這樣，電源設計人員就不必進行艱難的選擇或折衷，他們可以根據應用選擇合適的方案。
VTM提供變壓和隔離功能，根據特定VTM的K因子或變壓比，電壓可升可降。
非隔離的PRM可接收范圍相當寬的輸入電壓并生成稱為“分比總線電壓”的穩壓輸出電壓。這種轉換的效率很高，通常在97%~99%的范圍。輸入與分比總線電壓越接近，效率越高。例如，一個輸入范圍為36V~75V的48V系統，當輸入電壓接近48V時，效率可接近99%。
分比式總線結構利用隔離VTM模塊做為負載點轉換器，從而可在負載點獲得超高轉換效率，避免了傳輸損失并提高總效率。

高頻FPA芯片
高頻FPA芯片(圖4)采用軟切換零電流/零電壓開關拓撲，從而為設計人員提供一系列優點。首先，它們體積小，重量輕，并且具有極高的功率密度。芯片可靈活地應用于電源系統中，高度僅0.25英寸(6 mm)。單片PRM在48V DC情況下可提供200W功率。VTM可在較高的電壓下提供200W功率，在低電壓下提供高達100A電流。由一片PRM和一個VTM組成的FPA系統功率密度可達到400W/in3。
這些芯片幾乎避免了困擾硬開關工作頻率在MHz以下的磚式電源轉換器的傳導損失和輻射損失。系統設計人員在負載點部署隔離VTM，不必擔心開關噪聲和地線環路。
不加任何外部濾波電容器的情況下，VTM輸出紋波為1%。3.5 MHz軟開關技術可利用與電路板互連線相關的分布電感，再加上小型陶瓷旁路電容器，將負載點的輸出紋波降低到0.1%以下。通過利用軟開關技術克服頻率障礙，系統級電磁輻射(EMI)濾波將變得更簡單、更輕小且成本更低。
PRM可把輸入變化范圍很寬的供電電壓轉換為分比式總線電壓，這個總線電壓是受控制的電壓源。VTM把分比式總線電壓轉換為負載所需要的電壓(升壓或降壓)，轉換效率高達97%。VTM還在輸入和輸出之間提供了電氣隔離。
對于包括一個PRM和一個VTM在內的電源系統，當采用非穩壓直流輸入源且輸出直流低壓時，總效率通常在90%~95%。在許多情況下，甚至在全負載時仍可達到超過95%的總效率。
由于VTM的有效開關工作頻率是3.5MHz且其拓撲結構針對快速響應而設計，因此VTM可在200ns內對負載變化(無論幅度多大)做出響應，并在1ms內穩定。這一負載變化時的瞬變響應速度比起速度最快的磚塊式轉換器還要快二十倍。甚至專門針對滿足領先微處理器的動態要求而設計的多相穩壓電源模塊(VRM)也無法與針對快速電源處理的優化VTM相比。