為了從單個電路板執行多項任務，現代系統板上裝有各種半導體器件，包括DSP，微處理器，ASIC，FPGA，存儲器等。通常，這些半導體IC使用亞微米工藝制造，因此需要低電源電壓來操作。因此，這些電路板采用中間總線架構來降低高壓總線電壓，如48 VDC至12 VDC，9.6 VDC或5.0 VDC。然后，該較低的中間總線電壓用于為多個專用且高效的負載點（POL）調節器或降壓DC/DC轉換器供電，這些轉換器進一步產生所需的3.3V（和更低）電壓，用于為這些半導體器件供電。 。因此，這些電路板配有多個POL穩壓器和DC/DC降壓轉換器。

然而，使用多個開關POL穩壓器和降壓轉換器可轉換為更高的成本，更低的整體效率和更多的電路板空間。因此，面臨空間限制的設計人員正在尋找一種集成解決方案，從單個同步降壓DC/DC轉換器封裝中產生多個穩壓低輸出電壓，這一點不足為奇。滿足這些需求的供應商包括凌力爾特公司和德州儀器公司（TI），僅舉兩例。

為了擴展新解決方案的可能應用范圍，這些供應商正在擴大其產品組合，為新成員提供更好的性能，新穎的功能和可配置的輸出。本文將詳細介紹這些新型多通道同步降壓DC/DC轉換器。除了揭示其性能和特性外，我們還將展示一種新的多輸出可配置降壓DC/DC轉換器，它包含數字控制（或可編程引腳），以進一步簡化降壓轉換器配置過程。

多通道降壓轉換器

談到新成員，TI推出了一款帶有數字PMBus/I 2 C接口的四通道同步降壓轉換器。 TPS65400設計用于中間配電母線電壓，提供四個帶集成FET的高電流降壓開關穩壓器（SW1，SW2，SW3和SW4）。每個開關轉換器都能夠提供2 A或4 A輸出，以高效地為半導體IC供電，如微處理器，FPGA，ASIC，存儲器和數字輸入/輸出（圖1）。如圖1所示，SW1和SW2各支持4A，SW3和SW4各支持2A。轉換器的輸入電壓范圍為4.5 V至18.0 V，支持在12 V或5 V中間總線上運行的應用。此外，多通道降壓轉換器的開關頻率可以獨立調節至2.2 MHz。

圖1：TI的TPS65400是一款多通道同步降壓轉換器，提供四個高電流同步降壓開關穩壓器集成MOSFET。每個開關轉換器都提供2 A或4 A輸出，以有效地為無數數字IC供電。

根據TI的說法，多通道降壓器旨在為四個集成降壓開關穩壓器提供內部和外部排序。根據產品數據手冊中的描述，可以使用單獨的使能引腳或通過I 2 C總線將序列編程到板載EEPROM中來滿足排序要求。 TPS65400數據手冊中給出了詳細說明。輸出電壓可通過外部電阻網絡設置，VREF可在0.6至1.87 V范圍內以10 mV步進編程。所有控制和狀態信息都可以通過兼容PMBus的I 2 C總線訪問。

該部件的應用包括小型蜂窩基站，以太網供電（PoE）供電通信基礎設施設備以及汽車信息娛樂和遠程信息處理。

對于需要更小占地面積和更高效率的應用， TI推出采用QFN封裝的集成三輸出同步降壓轉換器，效率高達96％。三輸出降壓轉換器TPS65261（圖2）和TPS65262具有比上一代器件小44％的占位面積，具有4.5 V至18 V的寬輸入電壓范圍，集成自動上電/掉電功能，可輕松實現功率控制。雖然TPS65261的輸出電流為3 A/2 A/2 A，但TPS65262的額定輸出電流為3 A/1 A/1 A.

圖2：TPS65261是一款集成三輸出同步降壓轉換器，具有4.5 V至18 V的寬輸入電壓范圍。最大連續輸出電流額定值在3 A/2 A/2 A時。

使用外部電阻可以將轉換器的開關頻率從250 kHz調節到2 MHz。該制造商表示，Buck1和Buck2之間的180°異相操作，Buck3（Buck2和Buck3同相）最小化了輸入濾波器的要求。數據手冊顯示每個降壓調節器的反饋電壓基準為0.6 V.此外，TPS65261的功能框圖表明每個降壓轉換器獨立于專用使能，軟啟動和環路補償引腳。應用包括數字電視，機頂盒，家庭網關和無線路由器。

對于低功耗FPGA，DSP和微處理器，TI提供四輸出降壓轉換器LP8728-Q1。它將四個高效降壓DC/DC轉換器集成到一個WQFN封裝中，如圖3所示。每個轉換器都具有高電流能力和獨立控制，可靈活地在多種應用中使用該器件。此外，每個轉換器的輸出電壓是固定的。 LP8728-Q1的數據手冊顯示Buck1（VOUT1）的輸出電壓為3.3 V，Buck2（VOUT2）的輸出電壓為1.25 V.同樣，Buck3（VOUT3）的輸出電壓為1.8 V或2.65（引腳可選），而Buck4（VOUT4）提供1.8 V.四輸出降壓轉換器的最大輸出電流為1A。

圖3：TI的LP8728-Q1包含四個高效步驟 - 將DC/DC轉換器集成到一個WQFN封裝中。

所有轉換器均采用固定的3.2 MHz開關頻率工作，并采用制造商推薦的1.5μH電感器。由于電感器的直流電阻直接影響降壓轉換器的效率，因此使用具有最低可能直流電阻的電感器以實現最高效率非常重要。此外，該產品的數據表建議使用飽和電流額定值等于或高于高側開關電流限制（1500 mA）的電感器。四輸出降壓DC/DC轉換器的數據手冊中還討論了輸入/輸出電容等其他外部元件的選擇。

可配置穩壓器

凌力爾特公司的LTM4644是一款四輸出降壓型μModule穩壓器，可配置為單輸出，雙輸出，三輸出或四輸出穩壓器。這種靈活性使系統設計人員能夠用一個多輸出設備 1 取代多個POL穩壓器和DC/DC轉換器。今年，該公司擴大了新成員的業務范圍。最新的可配置產品是LTC3371，這是一款四通道可配置降壓DC/DC，每個降壓轉換器都有獨立輸入（圖4）。它采用耐熱增強型38引腳QFN封裝，可配置為共享8個1 A功率級，每個功率級均由獨立的2.25至5.5 V輸入供電。應用包括通用多通道電源，汽車，工業和分布式電源系統。

圖4：Linear的LTC3371是一款四通道可配置降壓DC/DC轉換器，可配置為共享8個1A功率級，每個功率級均由獨立的2.25至5.5 V輸入供電。

使用可編程引腳C1 - C3，可將Buck1，Buck2，Buck3和Buck4 DC/DC轉換器配置為1 A至4 A的輸出，最大輸出為8 A，如表1所示。此外，它還可以配置為提供雙輸出，三輸出或四輸出。公共降壓開關頻率可以使用外部電阻編程，與外部振蕩器同步，或設置為默認的內部2 MHz時鐘。

表1：LTC3371的每個降壓轉換器可配置為使用引腳C1-C3提供8個獨特輸出。

總之，供應商不斷在其單通道降壓DC/DC轉換器系列中增加新成員，為設計人員提供了更多選擇。這些集成的多通道降壓轉換器具有更廣泛的規格和更多功能，包括可配置輸出，可滿足各種應用的需求。