电源管理

<font color="#FF8000">作者：Shyam Chandra

我们无法做到完美，但追求完美能让人卓越。——文斯·隆巴迪</font>

消费者对于新技术的渴望是不会停歇的。为了满足消费者的需求，工程师们不断将产品做得更小、更快、更便宜、更好。随着尺寸变得越来越轻薄，而复杂程度越来越高，我们常常会发现我们熟知的那些技术已然无法满足我们的需求。我们的设计必须与时俱进。

现在的电路板（CB）比以前复杂很多，正在把当前板级设计方案的功能推向极限。电源管理架构方面遇到的挑战正是这种趋势的写照。目前有几种常用的设计方案，但是每一种方案都要作出一定的妥协，并且随着设计变得越来复杂，这种妥协日趋让人难以忍受。

为了满足需求，我们开发了一种全新的电源管理架构，能够提供最佳的性能、安全性和灵活性，同时需要的开发工作和实现成本要少得多。不过在介绍该电源管理架构之前，作为本话题系列第一篇，让我们先聊一聊现有设计的长处和短板。

<strong>负载 vs. 硬件管理</strong>

自出现以来，半导体产业一直遵循着资源最大化的轨迹。持续收缩的工艺技术使得芯片设计者可以集成更多的创新技术到更小尺寸的晶元上。而亚微米工艺的引入从空间上反向影响了芯片设计领域：虽然芯片的物理面积不断缩小，但是芯片设计者可以操作的空间变大了。

现在，这个行业面临着物理学定律的挑战。继续减小晶元的工艺尺寸并不能相应带来同等的性能增加。当然，市场对芯片性能提升的追求是永无止境的。特别是高端计算机和通讯系统，对电源管理器件和其他类型芯片高性能的要求与日俱增。

许多力量在推动芯片设计人员去寻找和发现包括芯片封装在内的半导体产业创新。一个芯片如何被封装甚至和芯片本身一样，对电源管理器件的性能参数至关重要。一个芯片的性能不应该止于封装；相反，如果一个芯片已达到其最大特性，封装可以增强和延伸其性能。创新的芯片封装技术和芯片本身一样，对整个芯片的性能参数至关重要。这适用于许多电源管理器件应用的领域，如高性能计算机，通讯系统。在这些领域中，效率，尺寸，电流能力，热管理和稳定性最为关键。

比如，提升通讯设施里交换机，服务器，网关和其他系统里 DCDC 变换器的效率可以降低系统的功耗，从而降低供应商维护操作基础设施的费用。还有很多其他的例子来说明电源管理器件特性的重要性。器件的封装技术，包括从 2D 到 3D 的变化，对芯片的性能优化起了主要作用。