结合DPA和IBA优势的隔离DC-DC转换器

结合DPA和IBA优势的隔离DC-DC转换器

　　每个负载输出电压由与负载电流大小相應的隔离DC-DC转换器供电。通常，这种方法的成本极高，所需的电路板面积也极大。但由于“串级”转换阶数较少，输入母线分布损耗较低，因此能够产生极高的整体效率。IBA架构致力于减少电路板面积和DPA架构的成本。这种方法将交流电转换为与 DPA相同的宽范围或窄范围的直流电。对于宽范围要求，采用穩壓或半穩壓式、隔离母线转换器（IBC）将高电压降到窄范围非隔离点负载转换器（NiPOL）相对于占空比和效率而言的平均最佳点。每个 NiPOL工作在此母线电压下，并且产生每个负载所需的稳定输出电压。对于窄范围情况，为NiPOL供电的隔离式 DC-DC转换器可以是半穩壓或甚至完全不穩壓式。就 IBA拓扑而言，窄范围的半穩壓或完全不穩壓式，具有极高的功率密度和效率；而对于宽范围的穩壓或半穩壓式，具有较低的效率和功率密度。在不穩壓情况下，每个 NiPOL的输入电压变化1/K， K是 IBC的降压比率。IBA的优势是通过使用较小的 NiPOL和一级隔离电源，将电源系统的整体尺寸和成本降至最低。小型NiPOL可以靠近点负载，顾名思义是得到更好的瞬态响应。与 DPA相比，IBA的每路电压有两级转换，分布损耗以中转母线电流的平方增加，因此它的缺点是系统整体效率较低。这种构架的效率很难做高，是因为中转母线电压比 DPA拓扑低四倍以上，因此对于给定的输出功率产生更高的中转母线电流。此外，每个 NiPOL的中转母线电压不会产生最佳的效率。

　　结合 DPA和IBA两者的优势

　　如果将 DPA和 IBA拓扑两者的优势相结合，将会如何？如果系统总体尺寸能够进一步降低但对效率不造成明显的影响，同时仍然保留直接向点负载供电的能力，某些系统的功率配置便可通过缩小尺寸或 减少所需的转换阶数而受益。为了实现这个目标，隔离式 DC-DC转换器需要经历又一个突破性发展。

　　最近这种技术革新已获得突破性发展。 Cool-PowerTM PI3101隔离式 DC-DC转换器是高性能电源转换产品系列的一部分。PI3101是一款 3.3V输出，60W超高功率密度的隔离式 DC-DC转换器，产生 400W/in 3和 106W/in 2这种前所未有的功率密度，同时工作在 36V-75V宽输入电压范围内。高效率软开关电源架构与创新的集成式功率系统级封装（PSiP）概念相结合，使隔离式 1/16砖电源封装尺寸缩小一半以上，如图3和图4所示。