随着单片脉宽调制（PWM）控制器在70年代早期打开电源供电设计中单片IC的大门,基于晶格的HEXFET结构在二十世纪70年代后期为功率场效应管打开了新的天地。同时,它们开始从AC/DC和DC/DC转换器的设计和加工转型,开关模式电源（SMPS）替代线性电压稳压器成为主流应用。PWM控制芯片的开发者20多年来一直利用CMOS工艺的优点,但其前景正在发生改变,更高的集成度伴随着更大的性能已经开始向带有更少器件的更高效率和功率密度转变。目前,功率
随着单片脉宽调制（PWM）控制器在70年代早期打开
电源供电设计中单片
IC的大门,基于晶格的HEXFET结构在二十世纪70年代后期为
功率场效应管打开了新的天地。同时,它们开始从AC/DC和DC/DC转换器的设计和加工转型,
开关模式电源（SMPS）替代线性电压稳压器成为主流应用。
PWM控制芯片的开发者20多年来一直利用
CMOS工艺的优点,但其前景正在发生改变,更高的集成度伴随着更大的性能已经开始向带有更少器件的更高效率和功率密度转变。目前,功率场效应管供电器已经包括了结构性的改善,这些优点奇迹般地促进了场效应管在微小的封装中以更高的频率和效率提高功率处理能力。
为了进一步简化电源的设计和加工,有时场效应管驱动器和PWM控制器被专用功率场效应管和相应的参数要求严格的无源器件集成在单个封装中。这些集成器件构成了完整的功能结构块,设计者可以很容易地组装单相或多相DC/DC转换器。这些多芯片器件在非常小的单个封装中提供了用驱动器和/或控制器来组合高性能控制器件和同步场效应管的灵活性。因此,这给用户带来了构建专用转换器的灵活性,从而极大地减少了设计时间,并获得了更高的功率密度和更优越的性能。由于驱动器和/或控制器、功率半导体器件和参数要求严格的无源器件的布局是以单片、使用简单、结构块的形式被优化的,设计者就无需关心压制偶然寄生噪音和不希望的开关损耗,从而排除了传统选择、优化和购买专用功率开关管、
二极管、IC以及相关无源器件的难题。
虽然一些电源更希望使用单片方案,但片上功率开关的额定
电流被限制得很低,而且在一个单裸片上集成具有驱动器和低电流场效应管的PWM控制器是很复杂和昂贵的。除了实际的输出电流被限制在大约10A左右外,这些单片解决方案通常也需要额外的无源器件,并且为了考虑性能和散热,必须合理地对这些器件进行选择和布局。不用花费太多,希望使用专用芯片和器件开发一个高性能的AC/DC和DC/DC转换器将是令人头疼的事情。
领导这种集成解决方案方法的是
IR（国际整流公司）公司的iPOWIRTM技术。通过功率器件和无源器件的内部合理布局,iPOWIR组件仅需要少量的外部器件去实现全部优化的高电流同步大容量DC/DC转换器。除了具有更高的功率密度和转换效率外,它也简化了整体系统设计并且极大地缩短了功率系统的开发时间。
实际上,iPOWIR在多相解决方案设计中的影响更大,这成为Intel和
AMD的新一代微处理器供电的流行方案。设计一种在低于2V的电压下,能提供60～80A的电流,并具满载时有高达
1000A/μs瞬态响应的供电系统是很具有挑战性的。如果不能正确理解和优化选择的多相方式,大约需要100多个专用器件的高电流低压多相解决方案对设计者而言,可能是不恰当的,而且又浪费时间。例如,一个使用多相技术的4相80A DC/DC转换器的功率部分就需要8个匹配的场效应管、4个驱动器和大量的相关无源器件。而且,对于控制部分,它也需要一个多相PWM IC和相应的无源器件。在一个面积受限制的电路板上包含这些器件,并且同时在瞬态响应、转换效率、功率密度和成本等方面取得理想的结果是需要经验和设计技巧的。
基于iPOWIR的功率块通过在单个
BGA封装中包含所有的功率场效应管、驱动器和无源器件简化了这样的设计。因此,功率场效应
