为什么DCDC稳压器的效率指标会造成假象?_技术

　　单单根据其转换效率来判定负载点 DC/DC 稳压器的热性能就类似于依照发动机尺寸来推测汽车的速度。用 12 汽缸的兰博基尼发动机驱动一辆自卸货车或许会让人对其速度产生虚夸的想象，然而空气动力定律则彻底剥夺了这样一部货车参加一级方程式赛车比赛的可能性。类似地，一个效率为 90%、热量为 3.5W 的 DC/DC 降压型稳压器，如果采用一个非常吸引和具 22ºC/W j-a 热阻的纤巧封装，那么造成的热量管理挑战会使这个 DC/DC 稳压器几乎变得不现实，而且常常使其过于昂贵而无法使用：在环境温度为 40ºC 时，3.5W X 22ºC/W 产生约为 117ºC 的节温。当然，有几种去除封装中热量的方法，例如采用风扇、增大 PCB 铜箔面积、增加散热器等。总之，这些补救方法增加了设计的复杂性、提高了成本且需要更大的空间以散出热量。

　　渴望获得功率并对其加以控制

　　控制热耗散并提高功率分配效率的战斗一直在不断加剧。数字设备和基础设施的最佳控制和可靠性在很大程度上取决于被用作 FPGA、ASIC、收发器和存储模块以及 RF 放大器和传感器之分布式 DC 电源的 DC/DC 转换器的性能。除了诸如稳压准确度或瞬态响应等电性能之外，热性能在选择 DC/DC 稳压器的过程中已经成为一项越来越关键的因素。

　　可扩展和模块化的 DC/DC 稳压器解决方案

　　这个 72W 的解决方案 (参见图 1) 依靠 4 个微型模块 (µModule®) 稳压器的准确均流和低热阻值，在一个紧凑的表面积上均匀地散出热量以防止热点。每个 DC/DC 微型模块稳压器都是一个完整的电源，具电感器、MOSFET 和 DC/DC 控制器电路，装在一个外形尺寸类似 IC 的封装中。每个稳压器都能从 4.5V 至 20V 的宽输入范围提供 12A (或如果并联会更大)，从而成为通用和可扩展的解决方案。并联系统设计涉及的不仅是每个电路布局的复制和粘帖。该微型模块稳压器仅占用 15mm x 15mm 的电路板面积，高度仅为 2.8mm。除了良好的效率性能，该封装还具有仅为 15ºC/W j-a 的热阻。这么扁平的封装允许空气在整个电路上方顺畅地流动，从而去除了电路产生的热量 (参见图 2 至图 5)。这个解决方案对其周围的组件几乎没有热遮蔽，从而有助于进一步优化整个系统的热性能。