4 多相挑戰(zhàn)

雖然與單相轉(zhuǎn)換器相比，多相降壓轉(zhuǎn)換器有許多優(yōu)勢(shì)，但它們確實(shí)提出了一些必須克服才能成功實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。向轉(zhuǎn)換器添加額外的相位會(huì)增加物料清單 (BOM) 成本和 PCB 面積。增加的電感器和 FET 的價(jià)格必須與采購(gòu)更堅(jiān)固的元件和需要更高的電容器數(shù)量來實(shí)現(xiàn)單相穩(wěn)壓器的成本進(jìn)行權(quán)衡。為了最大限度地減小多相解決方案所需的更大的電路板面積，必須在電流能力和熱性能與總相數(shù)之間找到平衡。

多相轉(zhuǎn)換器的重大挑戰(zhàn)或許在于相位管理。為了獲得盡可能高的性能，電流必須在有源相位之間均勻平衡，才能避免對(duì)任何一個(gè)相位產(chǎn)生熱應(yīng)力，并提供出色的紋波消除。此外，在瞬態(tài)過程中，必須快速添加或刪除相位，才能最大限度地減小輸出電壓的偏移。保持相位平衡需要一個(gè)更復(fù)雜的控制器，而不是單相降壓。復(fù)雜性來自更多的感知線路、信號(hào)路由、電流感應(yīng)元件等，這些必須反饋給控制器，以便精確地平衡相電流。

傳統(tǒng)上，通過與每個(gè)電感器串聯(lián)的電流感應(yīng)電阻器或利用電感器的寄生直流電阻 (DCR) 來確定相電流。這些方法對(duì)元件布局和信號(hào)路由非常敏感，因此很難實(shí)現(xiàn)。每個(gè)相位的感應(yīng)電路需要額外的無源器件來提供濾波，在電阻感應(yīng)的情況下，會(huì)增加額外的功率損失點(diǎn)。然而，智能功率級(jí)（例如 CSD95372B 和 CSD95490）器件最近在市場(chǎng)上推出，將電流感應(yīng)功能直接集成到驅(qū)動(dòng)器 MOSFET 封裝中。圖 4-1當(dāng)與兼容控制器配對(duì)時(shí)，這些 IC 提供了更高的電流感應(yīng)精度，消除了許多無源器件，并且需要更少的差分信號(hào)（如果有）通過 PCB 布線，如 中所示。