1、前言
不斷推動更多組件集成和更高功率密度，以及要求苛刻的項目進度，可能會讓工程師在設計系統電源架構時陷入困境。具體看測試、測量或光模塊等應用，問題陳述不再局限于設計的區域（x 軸和 y 軸）；相反，它變成了一個 3D 拼圖游戲，其中設計的高度（z 軸）也是一個約束條件。
幸運的是，我們可以使用高功率密度降壓電源模塊為我們的電源設計增加急需的靈活性。降壓電源模塊將降壓控制器、電源開關、功率級電感器和其他無源器件（例如高頻旁路電容器和補償元件）集成在單個器件中。在本文中，我將解釋現代電源模塊，尤其是雙通道模塊，如何通過多相操作幫助解決與解決方案占用面積和 z 高度相關的挑戰。
2.縮小我們的解決方案PCB面積
在測試和測量以及航空電子設備等工業應用中，設計人員必須在所有三個維度上滿足嚴格的解決方案尺寸限制。現代高功率密度模塊通過提供更緊密的集成、獨特的電路板放置和更靠近負載的放置來幫助滿足這些要求。它們通過集成高頻電容器、自舉組件和一個或多個功率級電感器等無源器件，進一步節省了電路板空間并降低了物料清單成本。與使用分立轉換器相比，在集成電路中使用裸芯片可以將高頻電容器放置在更靠近模塊內功率級的位置，尤其是在有印刷電路板 （PCB） 組件間隙限制的情況下。這些解決方案尺寸優勢適用于單通道和雙通道電源模塊。
3.獲得更大的靈活性
在有高度限制的應用中，薄型電源解決方案可以為 PCB 布局開辟新的可能性。系統的物理外形或系統外殼會限制 PCB 背面的組件高度，從而將電路板的該部分保留用于電容器和電阻器等薄型組件。我們可以將薄型模塊塞入另一個設備的散熱器懸垂下方，例如現場可編程門陣列或處理器本身的散熱器，從而利用以前受限的電路板面積。為s在圖1中hown，所述TPSM5D1806降壓電源模塊是一種低輪廓模塊的一個例子。TPSM5D1806 高 1.8 毫米，比許多 1206 或 1210 陶瓷電容器短。
圖 1：帶有周圍旁路電容器的 TPSM5D1806 電源模塊的薄型設計
低 z 高度與較小的 xy 解決方案尺寸相結合，可以開辟選項，將電源模塊放置在更靠近其供電負載的位置，從而通過減少更長的寄生走線實現更準確和有效的調節。我們仍然需要將更高的解決方案放置在遠離負載的地方。
4.充分利用雙相操作
雖然單通道和雙通道模塊都具有更小的解決方案尺寸和更高的在電路板上放置組件的靈活性的優勢，但在涉及功率密度。除了雙輸出模式（見圖 2），設計人員還可以使用雙通道電源模塊并將它們連接在一起形成單輸出、雙相配置。拆分兩個集成電感器之間的電流使我們可以使用垂直方向較短的電感器，每個電感器的飽和電流額定值都較低，從而節省了 z 軸的空間。相比之下，單相解決方案需要更高的電感器來匹配雙相解決方案的電流能力。
雙輸出模塊還通過切換彼此異相的通道來減少輸入電容，降低峰值和均方根輸入電流，并進一步節省 x 軸和 y 軸的空間。
圖 2：雙輸出配置中的 TPSM5D1806 電源模塊設計布局
5.結論
在設計中實施雙通道降壓電源模塊可以幫助我們利用與電源模塊相關的所有功率密度優勢，包括具有薄型的小型解決方案尺寸、更大的電路板空間和更大的靈活性以供其他設計考慮。然而，雙通道電源模塊在單輸出、雙相配置中使用時可提供額外的功率密度優勢，幫助我們在緊湊和功率密集的設計中更輕松地工作，同時保持在單輸出（雙輸出）之間進行選擇的靈活性-phase）或雙輸出（每個輸出一相）配置。
