DC-DC转换器MCM便于电源的高输出设计

索尼于2006年上市的PS3应用了很多新器件，例如微处理器Cell、图形处理芯片RSX等。其中最引人关注的是IR公司开发的DC-DC转换器MCM(多芯片模块)iP2003APbF。该模块使DC-DC转换器迅速瘦身成功，虽然尺寸仅为名片大小，但它依然能够向cell和RSX提供100A以上的超大电流。
        DC-DC转换器的MCM模块早在5、6年前就作为电源电路小型化和简单化的杀手锏，应用于服务器和通信产品中。现在它虽然出现在PS3等高端产品上二，但是将来不仅会向中端产品延伸，而且还会广泛应用于其他领域。最早于2008年，市场上将会推出采用DC-DC转换器MCM模块的笔记本电脑。
        目前，有几家半导体厂商根据不同用途正在开发用于DC-DC转换器的MCM模块。其中包括面向多相电源产品的、供给电流超过100A的MCM模块，以及类似于ASIC或FPGA封装的POL转换器MCM模块。
         元器件数量减少，体积变小
         用于DC-DC转换器的MCM模块把高端功率MOSFET和低端功率MOSFET以及功率MOSFET的门驱动芯片集成在一个封装内。只要外接电容器、电感器和PWM控制器等元件后，就可形成一个DC-DC转换器。目前，半导体厂商们正致力于在上述基础上加入PWM控制器和电感器。
         DC-DC转换器的MCM模块价格在300日元左右(约合20元人民币)，分立元件产品只需150日元(约合10元人民币)，但是，它能迅速普及主要有以下4大理由：元器件数量相对减少；封装面积减少；电路设计和散热设计相对简单；在控制芯片尺寸的基础上比较容易实现大电流化。例如，元器件数量可减少50％左右。一个输出只有几十W的DC-DC转换器，如果以分立元件实现，则需要20个～30个元件。如果采用凌力尔特公司的DC-DC转换器MCM，仅需几个元件即可。
         控制1MHz开关频率时的损耗
         与分立元件方案相比，MCM模块可降低50%的封装面积。以东芝的6通道多相电源为例，采用DC-DC转换器的MCM模块之后，尺寸可控制在90mm×50mm之内。
         采用MCM技术后，在减小封装面积的同时，还可提高开关频率。例如，以分立元件实现10A输出的DC-DC转换器，其开关频率在200kHz～400kHz之间，采用MCM技术后可达剑1MHz。这样，输出电容器和电感器的体积可以相应缩小。
         在1MHz开关频率、12V输入电压、1.3V输出电压、无空调的条件下，将瑞萨R2J20601HP DC-DC转换器MCM模块和其他分立元件方案进行比较可以看到，由于开关频率人幅提高，电源转换效率相应提高了6％(见图1)。一般来说，开关频率提高后，开关损耗也会随之加大，电源转换效率也无法得到提高。但是，DC-DC转换器的MCM模块在1MHz的开关频率下不会有任何损耗。