系統或電路板的配電網絡（也就是電源樹）設計經常在集中式和分散式之間轉換。技術和元器件的發展，以及設計要求的變化，推動了這種反復的轉換。如果設計人員主要關注的是節省空間來提供其他功能，則可選擇使用微型 DC-DC 轉換器，它們具備其他的優點。

這些微型 DC-DC 轉換器的其他優點包括：讓設計人員能夠靈活地重新評估電源樹拓撲；對板布局造成的約束較少；能夠提高性能和效率；并且節省板空間。

本文將討論超小型 DC-DC 轉換器的作用，然后介紹一些示例器件，以及如何最好地應用此類器件。

為什么轉向采用超小型轉換器？

過去設計人員一般使用較大的中間總線轉換器 (IBC) 為相對較大的負載點 (POL) 轉換器供電，然后再由這些轉換器為包含多個 IC 的相對較大的子系統供電，隨著微型降壓（降壓模式）DC-DC 電源轉換器的問世，設計人員逐漸摒棄了這種傳統的做法。

取而代之的是，設計人員現在可以選擇使用高度分散的微型轉換器，并將其放置在臨近負載的位置，這些負載可能只是單個 IC 及其支持元件。

使用這些高度分散的 DC-DC 轉換器是出于兩個原因。首先，新的微型元器件、更高的工作頻率（達到兆赫茲 (MHz) 范圍）、先進的制造技術、增強的封裝的出現，讓我們能夠獲得性能出色且易于使用的 DC-DC 轉換器。其次，通過這種方式提供電源軌，還能為電路設計、整體電路板布局和最終產品帶來諸多重要和次要的好處。

此外，雖然使用多個小型轉換器看似不太直觀，但能夠真正減小電源子系統的封裝尺寸，節省印刷電路板空間，并提供增加特性和功能的機會。

了解細節

我們來了解一下與這些轉換器相關的性能和尺寸規格。例如，Texas Instruments 的 LMZ10501“納米”模塊是一種降壓 DC-DC 轉換器，能夠驅動高達 1 安培 (A) 的負載（圖 1）。

雖然達到這樣的輸出額定值，但它仍然是名副其實的“納米”元件，因為它采用的是 8 引腳 3.00 毫米 (mm) × 2.60 mm μSIP 封裝，其中包括電感器（圖 2）。

LMZ10501 并非裸器件，它包含基于內部限流功能的軟啟動功能，以及電流過載保護和熱關斷功能。在包括基本操作的典型應用中，它只需要輸入電容器、輸出電容器、小型 VCON 濾波電容器和兩個電阻器（圖 3）。一體式電感器的直流電流額定值為 1.2 ADC，支持的“軟”飽和電流高達 2 A。

外部電容器的選擇需要慎重考量。為了在尺寸、成本、可靠性和性能之間達到最佳平衡，輸入和輸出濾波器都應該是低 ESR 的 MLCC 元器件。單個 10 微發 (μF) 電容器（0603 或 0805 規格）的額定電壓為 6.3 或 10 伏特，通常適合 VIN 旁路；也可以使用多個 4.7 μF 或 2.2 μF 電容器。

請注意，選擇電容值過小的電容器可能由于回路相位裕量較低而導致不穩定。相反，如果輸出電容器過大，可能導致啟動順序結束時的輸出電壓無法達到要求的 0.375 伏特。使用大于推薦值的電容值不會帶來明顯的好處。

了解尺寸影響

由于電路板空間很小，設計人員可以改變他們的思路，尋找為不同 IC 和其他元器件供電的新方法。這種 μSIP 器件不是將大型電源放置在遠離負載的位置（例如印刷電路板的角落），而是在非常靠近負載的位置完成末級穩壓。這些器件的另外一大好處是，能夠與標準貼片機和焊臺完全兼容。