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"×0.85"×0.24"，可以表贴在电路板上，板内安装时，高度可低至0.16"。体积只有1/4砖模块的1/3，如图3所示。BCM的额定功率是300W满载(3V、4V及9.6V除外，其额定值是240W)。工作温度为125℃。功率密度达1100 W/in3(如作板内安装，密度可达1750W/in3)。
BCM的另一优点是可以直接并联， 无须同步均流或并联通信线。只需把输入/输出并联连接， 便可以实现固有的均流。
VI芯片可以很容易地装嵌在1/4砖大小的电路板内。事实上，两个VI芯片正好安放在1/4砖电路板上，这就产生了“VIC-in-a-Brick”的概念，把一个或两个BCM装在1/4砖大小的电路板上，采用业界的引脚 (见图4)把两个BCM并联， 就可以在1/4砖标准封装内提供600W输出，如电流超过50A，则采用双引脚方式。
由于SAC的效率高、功耗低，且封装物料的热阻低，所以BCM的操作温度很高， 满载时VIC-in-a-Brick 封装的环境温度可达70℃，风速300LFM。并符合基本的2250Vdc绝缘要求。
分比式电源结构
分比式电源结构也是把一般转换器功能分为两个功率架构。这种新架构由集成电路芯片式器件合成(见图5)，为系统设计师的低成本、高效能选择服务。FPA芯片能高效处理超过200W功率且功率密度超过800W/in3的应用需求。这些功能部件为表面贴装组件，用来创建灵活的分比式电源系统。
一种建构部件是预稳压模块(PRM)，它被设计成可接收宽范围的输入电压并把它转换为一个分比总线，即一个受控的电压源，它的效率是97~99%。另一种建构部件是电压转变模块(VTM)，它把分比总线转换到负载所需的电压水平，转换效率高达97%。VTM也提供输入到输出的隔离功能。
FPA及IC芯片的组合能被电源设计师灵活应用在各种场合。所需的PRM和VTM数目取决于所需的输出、功率水平、个别调整率及功率系统的容错要求。
VTM和PRM可作为并联应用，可实现更高功率且能准确均流。当输入及输出都采用并联接法时，VTM能实现均流，这可免除进行均流的接口信号互联及多重遥感连接。
利用零电压及零电流开关拓扑，VTM可降低在负载端点的共模及差模噪声。例如，VTM进行48V至12V转换时，采用1mF旁路电容的情况下，输出只有12mVpp的高频纹波。这个噪声电压是DC输出的0.1%。■
