Enpirion PowerSoC模块集成了构建电源所需的几乎所有组件

DC-DC降压功率变换器可以设计成几种配置，根据集成级别的不同，从离散型到模块化架构。如图1所示，降压DC-DC变换器的主要元件包括栅极驱动电路、功率电感、输出电压反馈回路和控制电路。可以在不同级别集成这些组件，以创建不同的电源管理设备。

图1所示。一种DC-DC降压开关变换器的组成部分

图2。按设备从左到右的集成级别:完全离散，调节器/部分离散，PowerSoC。

电力公司有很多方法集成这些元素来制造不同的半导体器件。这些设备可以保持完全(100%)分立，由独立的控制器、独立的功率级、电感器和无源组件组成。这些组件也可以被制成调节器，一个稍微集成化的设备，由一个集成的控制器和功率级与外部电感器和无源器件组成。

完全离散和部分离散的电源管理解决方案都有一些外部组件。这两种选择的体系结构可能很难设计，特别是对于非功率专家，因为控制回路补偿和稳定性分析可能具有挑战性。此外，电感器是转换器中最大的元件之一，因此将其置于外部极大地增加了总溶液尺寸。然而，使用部分离散的体系结构进行设计的好处之一是，它们提供了集成和灵活性的平衡。

与完全或部分离散的实现不同，英特尔提供了一种完全集成的电源模块，即PowerSoC。这些DC-DC降压转换器集成了PWM控制，栅极驱动电路，MOSFET开关，电感和控制回路补偿元件。英特尔powersoc只需要几个外部无源组件来进行滤波，偶尔也需要控制回路补偿。PowerSoC是最集成化的降压DC-DC变换器半导体解决方案，提供了几个设计和系统优势。

图3。英特尔Enpirion PowerSoC

对于寻求电源模块或高价值稳压器插座的客户来说，英特尔Enpirion powersoc是一个合理的选择。powersoc对于要求解决方案体积小、功率密度小、易于使用、低风险、低噪音和原型或生产所需时间最长的系统特别有价值。

powersoc是英特尔最大的电源转换器产品，包括>50设备。英特尔powersoc系列包括低功耗、性能优化和高效率、12V输入和数字家庭。

表1。英特尔的PowerSoC系列

使用Enpirion powersoc的技术优势

热降额

热降额定值是指由于硅和器件设计的限制，功率转换器在高温下不能提供完整的额定输出电流而不存在损坏的风险。例如，如果客户需要使用接近峰值输出电流的设备，而他们的系统需要运行在~45°C以上，他们可能需要使用更大的电源来达到足够的电流。

一般来说，英特尔Enpirion powersoc不需要热降级，而大多数其他模块需要中等到极端的热降级。

功率密度

功率密度描述了一个模块可以提供多少功率，在最小的足迹，没有热问题-结合小的解决方案大小和效率。与现有的竞争转换器解决方案相比，英特尔Enpirion设备几乎总是拥有优越的功率密度。

例如，英特尔EM2130在30A下进行12V到1V转换时的功率密度如下:

我_出= 30A(无热降额!_出= 30A*1V = 30W

总溶液尺寸~ 18mm × 20mm = 360 mm²= 0.56²

总功率密度= >53W/in²!

由于PowerSoC的高度集成，包括电感集成，它们需要一个更小的PCB(印刷电路板)。相比之下，离散电源解决方案可以比英特尔PowerSoC多占用7倍的面积。这种小的占用空间允许系统设计者减少他们的系统PCB的大小，并节省成本。设计师甚至可以使用更小的形状因子。此外，当今许多先进系统所需要的带有盲孔和埋孔的16层印刷电路板，每平方英寸的成本约为15美元(每平方毫米2.3美分)，因此即使节省少量空间，也能显著降低成本。设计人员还可以通过添加功能或附加组件来利用额外的PCB空间，使最终解决方案更具竞争力。

噪声(纹波和电磁干扰)

一般来说，电源噪声既可以指传导电噪声(纹波)，也可以指辐射电磁噪声(EMI)。

纹波，或传导的电噪声，是由于任何开关变换器在开/关周期内的能量传输对Vout产生的小而不必要的变化。纹波可以传导到PCB上，并导致不必要的行为，如抖动或信号痕迹，这对噪声敏感电路(如SERDES)特别有害。纹波主要由开关频率、寄生电容和电感的设计选择产生。英特尔Enpirion powersoc的特点是高开关频率和高集成度，以最小化寄生电容和电感，使Enpirion器件具有非常低的纹波——大多数器件小于10mv。

EMI，或电磁噪声，来源于高速率的电流变化(di/dt)流动回路，形成环路天线。EMI可能会导致不必要的行为，如数据或音频干扰，甚至违反FCC设定的监管限制。辐射功率与电流回路的半径成正比，并减小r^8。powersoc具有比离散解小得多的半径r的电流回路，确保辐射功率显著降低。

可靠性(适合)

衡量系统可靠性和鲁棒性的一个关键指标是时间故障率或拟合率。

一次匹配=每十亿小时一次失败，所以更低的匹配率更好。

功率转换器的配合率是所有元件配合率的总和，也就是控制器配合率、功率MOSFET配合率、电感配合率和所有必要的无源元件配合率的总和。

根据定义，离散电源解决方案是由系统设计者组装的来自多个供应商的众多组件。虽然每个半导体和无源元件都是由制造商测试的，但完全离散电源解决方案的整体可靠性完全取决于系统的设计方式和选择的组件。

相比之下，英特尔powersoc集成了降压转换器所需的大多数关键组件。这个基本完整的电源系统，在一个集成电路包中，被供应商验证为一个整体解决方案，确保powersoc将具有较低的适合率。

PowerSoC优势综述

总之，英特尔powersoc提供:

• 交钥匙解决方案是作为一个完整的电力系统而设计和验证的，只需要很少的电力专业知识
• 节省设计时间和精力，加快上市时间
• 一个低风险的解决方案，防止耗时的设计错误
• 集成到一个小的总占用空间

虽然powersoc的设计灵活性较低，而且可能比完全离散或部分离散的解决方案成本更高，但了解电源模块的总价值是很重要的。为了做到这一点，设计师必须了解他们在使用电源模块和使用离散电源解决方案时所支付的总成本。在讨论定价时，应该评估额外设计、测试和验证时间的考虑。

最终，设计离散电源的网络开发成本往往高于使用PowerSoC设计的开发成本，在选择电源管理解决方案时应该考虑到这一点。这意味着英特尔Enpirion powersoc对于中低容量的客户来说可能更便宜，在这方面英特尔提供了性能价值和ASP的最佳平衡。

了解更多关于英特尔Enpirion PowerSoCs。

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