在升级系统板上实现中间总线架构方案

分布式电源架构（DPA）在现代电信和数据通信设备以及数据中心服务器中很受欢迎。 DPA拓扑传统上使用前端AC/DC转换器模块，该模块从AC电源产生高压DC输出。设计人员通常更喜欢中间总线架构（IBA），因为有效地将前端高DC电压（通常为48 V）转换为负载点（POL）所需的低电压以为电源上的电子负载供电。主机板。基于IBA的电源系统使用称为中间总线转换器（IBC）的隔离式DC/DC转换器模块将前端高压输入总线转换为中间电平电压，例如9或12 VDC及更低。简单的总线转换器（图1）。

图1：中间总线架构（IBA）使用总线转换器将高压配电总线降压至中间直流电压。

较低的中间总线电压使系统设计人员可以轻松使用非常高效，高密度，非隔离的POL（niPOL）来进一步驱动系统板上的微处理器，存储器模块和其他电子设备。多年来，这种IBA方案中使用的总线转换器模块已经发生了巨大的变化。这些转换器现在有各种行业标准格式 - 例如开放式框架，砖块和可表面安装的模块 - 用于升级系统板上实现的当前IBA方案。虽然大多数总线转换器输出是半稳压的，但有些还提供完全稳压的输出。

IBC和BCM

根据空间和功率要求，Vicor提供两种类型的总线转换器，即IBC和总线转换器模块，或BCM，它们都是固定比率和隔离式DC/DC转换器。两种类型都采用具有零电压开关（ZVS）架构的正弦幅度转换器拓扑结构，以实现高效率和高密度以及灵活性。虽然IBC的额定输出功率超过300 W，但BCM的输出功率低于300 W.为了简化为终端系统选择最合适的中间转换器模块的任务，Vicor准备了一个新的DC/DC选择工具，是该公司在线PowerBench设计中心的一部分（请参阅TechZone文章“设计工具帮助您为您的应用选择合适的DC/DC模块”）。该设计中心的一个有用功能是模拟器。这意味着，工程师可以在投入选定产品之前，在特定应用的操作条件和热环境中交互式地模拟DC/DC转换器的电气和热性能。然而，目前，模拟器仅适用于固定比率的IBC系列部件;正在努力在不久的将来纳入BCM。

说到Vicor的IBC，¹砖版VI BRICK以开放式框架的形式提供98％的峰值效率，以促进模块上下的气流，从而最大限度地降低下游组件的温升。实际上，制造商现在可以选择将四分之一砖的IBC连接到散热器或冷板进行热管理。此外，Vicor的四分之一砖和八分之一砖IBC与行业标准兼容。对于36 VDC输入，八块砖的额定功率高达500 W，对于55至60 VDC输入，四分之一砖的额定功率高达850 W.

该公司为IBC050系列增加了尺寸为2.30 x 1.45 x 0.42英寸的低调成员，这些成员可作为工业标准，5：1和4：1固定比率转换器的四分之一砖插入式升级。该系列产品的输出功率范围为600至850 W，可在热约束系统中产生最大可用功率，同时为高价值元件释放宝贵的电路板空间。

例如，IB050Q096T70N1-00四分之一砖IBC可提供高达750 W的输出功率，并可作为行业标准5：1固定比率转换器的直接升级。它的输入电压范围为36至60 VDC，输入至输出具有9.6 VDC输出和2，250 VDC隔离。额定输出电流高达70 A（最大值），峰值效率高达98％。四分之一砖使设计人员能够节省宝贵的电路板空间，并在50°C时使用400 LFM气流实现满负荷运行。同样，Vicor的八号砖IBC转换器可提供高达500 W的功率水平，可替代空间受限系统市场中具有竞争力的四分之一砖。占位面积为八分之一的IB048E120T40N1-00（图2）就是这样一种总线转换器，额定输入功率为50至55 VDC，最高可达500 W.输出为12 VDC，隔离1，500 VDC。由于1 MHz带宽操作，IBC将瞬态响应时间缩短了10倍，无需在中间总线上使用大容量电容，以节省更多空间。

图2：功率水平高达500 W，如今的八分砖IBC可以替代空间受限的应用中的四分之一砖。

对于需要300 W以下总线转换器的应用，Vicor已准备好标有V•I Chip BCM的表面贴装产品。功率密度为1，000 W/in³，峰值效率超过96％，BCM（图3）在用作总线转换器时具有显着优势。此外，它们比硬切换IBC更安静，更快。全芯片和半芯片BCM都兼容，具有标准的拾放和表面贴装组装工艺。

虽然12 VDC输出型号BCM48BH120T120A00的半芯片格式额定功率为120 W，但12 VDC输出型号BCM48BF120T300A00的全芯片版本额定功率为300 W.两者的输入范围为38至55 VDC。同样，V•I Chip BCM系列中的9.6 VDC输出型号为B048F096T24，全芯片封装的输出功率为240 W.该系列还提供低输出型号。

图3：BCM设计用于有效地为低压非隔离负载点（niPOL）转换器供电。

完全调节的数字控制

GE Energy（原Lineage Power）Barracuda（图4）系列提供数字控制，完全稳压，符合DOSA标准，配备PMBus的DC/DC总线转换器。这些转换器设计用于支持9.6至12 VDC中间总线应用，其中随后使用niPOL生成多个低电压。 Barracuda系列提供高达33 A的输出电流，输出电压为5.0至13.2 VDC，采用基于标准的八分之一砖和1/4砖DOSA封装。

图4：GE的八号砖300 W总线转换器采用数字控制完全调节。

两个新增的宽范围四分之一砖是QBDW033和QBVW033。 QBDW033A0B的输入电压范围为36至75 VDC，输出电压为8.1至12 VDC时输出电流高达33 A，输出功率为400 W，符合DOSA标准的四分之一砖。该转换器采用数字控制，同步整流技术，完全调节的控制拓扑结构和创新的封装技术，可在12 VDC输出时实现超过96％的峰值效率。 GE的QBVW033是模拟版本。

改进总线转换器模块的其他供应商包括Power-One和德州仪器。 Power-One的高性能20 A SQE48T20120总线转换器采用八分之一封装，提供高效单输出，具有行业标准的四分之一砖引出线，便于升级。它专门设计用于气流受限和环境温度升高的系统。