Picor：利用创新设计扩充外围电源市场

      成立于2001年的Picor，是一家无晶圆电源管理解决方案公司，与其他电源管理方案公司不同，Picor的主要客户为其母公司Vicor，公司自成立以来，一直为Vicor设计砖式模块及VI芯片，而此后，随着标准产品系列的特点越发突出，以及Vicor增长的限制，Picor开始对外供货，而这也让Picor尝到了甜头，目前公司已有将近40%的业务来自于外销产品。不仅如此，Picor产品的定位并不是普通的电源管理市场，毕竟在这个市场中，Picor还非常的“年轻”。但在高端市场，诸如网络与通信、服务器、工业及军事中，借助Vicor之力，Picor可以清楚了解到市场需求，因此可以做出很多“特别”的产品，这也是其他半导体厂商所不具备的便利之处。

      Picor业务拓展总监Carl Smith日前表示，公司还将继续扩大产品覆盖范围，以便更好的拓展标准产品系列。目前，Picor的标准产品包括有源滤波器、电源路径管理方案及电源转换解决方案。而此次，Carl专程访华，就是为启动其最新的Cool-Power系列的隔离式DC/DC转换器。Carl表示，Cool-Power将会是一系列产品，此次发布的只是第一款器件PI3101。

      Carl指出，目前系统级性能上的提升已很明显，但其他配套设施诸如电源管理、散热、封装等概念至今仍很落后，“更高的功率，更多的电压轨为电源转换解决方案留下的空间越来越少。”Carl说道。

突破性的电源架构

      由于技术上若干固有的限制，使得电源的发展也受到制约。一般而言，电源系统不会为整体系统提供主要卖点，因为系统必须有电源供电，并且终端应用是处理数据而并非产生电压和电流。如果电源系统占太多的空间，那么增加到终端产品具有竞争优势的一些其他技术特征就可能会被削弱或者完全忽略。为解决这些问题，系统设计者一直努力设计一种最佳类型的分布式电源系统以满足系统需求，同时仍然保持高效、可靠、低成本的特点，灵活地适应快速变化的需求。今天，有多种电源构架方案可以选择。对于工作在36V-75V 正常电压范围的电信系统，一般而言，会按功率等级和电压轨的数量决定是使用DPA (分布式电源架构)或IBA（中转母线架构）中的何种构架。对于大功率计算系统和服务器供电这样的系统，有经验的设计师发现系统背板由48V 或更高的电压作为母线，并且把48V 电压转换到所需的POL电压时，更具有效率优势。

      DPA 将输入的交流电（AC）转换为36V-75V 或36V-60V 窄范围的直流电压（DC）。但每个负载输出电压由与负载电流大小相应的隔离DC-DC 转换器供电。通常，这种方法的成本极高，所需的电路板面积也极大。但由于“串级”转换阶数较少，输入母线分布损耗较低，因此能够产生极高的整体效率。

      IBA 架构致力于减少电路板面积和DPA 架构的成本。这种方法将交流电转换为与DPA相同的宽范围或窄范围的直流电。对于宽范围要求， 采用稳压或半稳压式、隔离母线转换器（IBC）将高电压降到窄范围非隔离点负载转换器（NiPOL ）相对于占空比和效率而言的平均最佳点。每个NiPOL 工作在此母线电压下，并且产生每个负载所需的稳定输出电压。对于窄范围情况，为NiPOL 供电的隔离式DC-DC 转换器可以是半稳压或甚至完全不稳压式。就IBA 拓扑而言，窄范围的半稳压或完全不稳压式，具有极高的功率密度和效率；而对于宽范围的稳压或半稳压式，具有较低的效率和功率密度。在不稳压情况下，每个NiPOL 的输入电压变化1/K， K 是IBC 的降压比率。

      IBA 的优势是通过使用较小的NiPOL 和一级隔离电源，将电源系统的整体尺寸和成本降至最低。小型NiPOL可以靠近点负载，顾名思义是得到更好的瞬态响应。与DPA 相比，IBA 的每路电压有两级转换，分布损耗以中转母线电流的平方增加，因此它的缺点是系统整体效率较低。这种构架的效率很难做高，是因为中转母线电压比DPA 拓扑低四倍以上，因此对于给定的输出功率产生更高的中转母线电流。此外，每个NiPOL 的中转母线电压不会产生最佳的效率。

      兼顾效率与面积两者的Cool-Power隔离式DC-DC系列转换器，能够结合DPA和IBA两大架构优势，因此Carl称此系列为“突破性”的。Cool-Power凝聚了Picor众多专利技术在其中，包括零电压开关降压-升压拓扑，平面磁(芯)技术、超过1MHz的开关频率，简化环路补偿的专用采样反馈控制，高性能MOSFET技术及多重散热方式的系统级封装。“我们把MOS管和转换电路都放在同一个封装中，看起来更象是一个IC芯片而不是电源模块。”Carl表示。

      采用PSiP之后，可以极大的减少产品的布板面积，如图所示。

      图一为用PI3101取代DPA中的独立隔离转换器。

      图二为用PI3101取代IBA中的隔离转换器

      产品售价方面，该模块的价格约为40美金，而相同对手提供的大概为30美金左右，不过Carl说，“我们不希望和其他公司一样只提供普通的IC或者MOS管，客户希望得到系统层面的功能去解决问题，而我们恰巧也有这方面的技术。”

      附 产品特性说明：