适用于FPGA电源轨的小型POLDC-DC解决方案

市场上采用了越来越多的LSI（Large-ScaleIntegration，大规模集成）芯片，这些LSI芯片便需要POL（Point-of-Load，负载点）DC-DC转换器来调节电源。本文将为您介绍POLDC-DC转换器的发展趋势与村田制作所（Murata）的解决方案。

POLDC-DC转换器市场需求日益扩大

随着5G和IoT为代表的大趋势发展，使得基站和服务器等装置，日益需要进行高速与大容量处理，必须采用越来越多的微处理器、DSP、FPGA、ASIC之类的LSI芯片，由于芯片的制程越来越精密，LSI芯片的性能也日益提高，而这些LSI芯片便需要采用POLDC-DC转换器来调节电源，才能充分地发挥芯片的性能。

POLDC-DC转换器便是紧挨着LSI芯片所配置，能够提供接近负载的分布式电源。POL电源在靠近负载处单独放置电源调节器（线性稳压器或DC-DC转换器），解决了这些高性能半导体器件所面临的高峰值电流、低噪声裕量等设计挑战。

随着这些LSI芯片制程的精密化，因此给LSI芯片供电的电源电路必须降低电压并增大电流。降低电压后，可以防止LSI芯片失灵，因此需要提高电压精度并在负载变化时能够高速响应。此外，当使用大电流后，开关电源的功率将从LDO（LowDropout，低压差）稳压器输出，即使先前电路可以设计得既小型又简易，现在也变得较难设计了。另外，当产生开关功率时，也将出现噪声问题。由于此类原因，要求POL必须具备电压精度高、负载波动瞬态响应快、低辐射噪声及紧凑等特性。

DC-DC转换器则是一种将直流转换为直流的器件，由于配套的线路板上搭载各种的IC，这些IC固有的工作电压范围各不相同，电压精度要求也各异，若用电压不稳定的电源供电，会发生失灵等问题。因此，需要DC-DC转换器转换为必要的电压，或者使电压保持稳定。

DC-DC转换器的类型一般有4种，包括降低电压的电源装置，通常称为降压型转换器（Buck转换器、Step-down转换器），另一种则是升高电压的电源装置，称之为升压型转换器（Boost转换器、Step-up转换器），也有同时支持升降电压的电源装置，称之为升降压型转换器（Buck-Boost转换器），以及产生负电压的的电源装置，称之为负电压转换器（反转转换器）。

MonoBKTM-适用于FPGA电源轨的较小DC-DC解决方案

为了协助设计师与客户解决所面对的问题，并以通过验证的高性能解决方案更快地进入市场，村田制作所推出了适用于FPGA电源轨的小型POLDC-DC解决方案－MonoBKTM。这些电源模块以小包装形式集成了电感器、场效晶体管（Field-EffectTransistor，FET）、补偿电路和其他无源组件。

村田制作所所推出的MonoBKTMDC-DC转换器的主要特点包括通过3D结构设计和模拟技术来降低噪声，因此可无需或减少使用噪声过滤器，以节省成本和测试资源，此外还可支持快速瞬态响应，通过电路技术来减少外置组件，以节省电容器成本与解决采购交货时间（LeadTime，L/T）问题，由于MonoBKTM采用更少的外部电容器来缩小产品尺寸，并可节省PCB成本，属于可支持狭窄空间和背面安装的薄型产品，该产品占地面积小，功率密度高，适用于需要高功率密度和小尺寸的复杂应用。此外，MonoBKTM可以简化产品设计，支持高温操作，产品的稳定度高。

MonoBKTMDC-DC转换器产品系列产品众多，支持多种不同的输入电压（3.3V、5V、12V、24V、36V）与输出电压（0.7V~1.8V、3.3V~5.0V、5.0V~25V、1.0V~5.25V），以及多种输出电流（2.5A、4A、6A、8A、12A、20A、24A、30A），并支持多信道多重输出，提供众多产品规格组合，能够满足不同应用的不同需求。

MonoBKTMDC-DC转换器的目标市场和应用相当广泛，市场包括电信、服务器、工业控制、自动化、仪器仪表、医疗、音频等，主要应用范围包括夹层卡、PCIExpress、边缘计算系统、智能相机、半导体制造设备、AI机器人、PLC（可编程逻辑控制器）、医疗设备等，村田制作所的MonoBKTMDC-DC转换器将会是相关应用的理想选择。