同时包含集成电路和内存的PCB会需要许多不同电压。每个集成电路都可能具有不同的核心电压和一些接口电压。由于噪声和瞬时反应特性等因素的影响,从中心调压器模块获得这些电压并不可行。解决上述问题的一种可行方法是生成中间电压,并将其分配到整个PCB。然后在负载点处使用调压器,满足所服务的集成电路的特殊要求。目前最常用的中间总线电压是12 V,不过有时也会使用更低一些的电压。在调压器中,许多方面都要做出折中考虑,例如铜线损耗与效率降低。对于低电压高电流的Vcore,将12 V电源按5 V或3 V分配接口电压可能会达到更高的效率,但这需要使用POL。

可以让电路板上功率最高的部分实现最大节能。Vcore通常就是功率最高的部件。当电压为1.2V或更低时,其电流高达120A,因此是功率预算中很重要的一部分。在电流较高时,可使用多相位开关调节器使效率最优,并缩减波纹和滤波器组件的尺寸。可以通过降低电阻、电容和电感来改善损耗。英特尔在DriverMOS (DrMOS)规范中给出了实现POL调压器性能最优化的一种方法。 为了在高频高效同步降压DC/DC变换器中使用,DrMOS规范要求多芯片
同步降压变换器装配在散热性能改良的低电感封装之中。恩智浦半导体的PIP212-12M中已按此规范实施。图1所示为功能模块图,其中包含所有DrMOS特性和一些附加功能。
PIP212-12M适合高频高电流同步降压DC/DC转换应用,兼容行业标准的单相、多相PWM控制器。单个PIP212-12M可取代控制MOSFET、同步整流MOSFET、并联肖特基二极管、MOSFET驱动器和阴极输出二极管,从而减少了组件数目。对于1 MHz开关频率条件下,PIP212-12M仍具有很高的效率,因此可减少所需输入、输出电容器的数量。PIP212-12M还包含如下附加功能:内部低电压下降启动开关、过热保护、功率时序控制功能、6.5 V同步FET栅极驱动器和为外部PWM控制器供电的5 V电源。此外,PIP212-12M还提供自动缩减死区时间功能(关闭一个MOSFET和开启另一MOSFET之间的延时)。通过持续监控同步整流MOSFET中寄生二极管的传导状况,PIP212-12M可以调整死区时间。这有助于减少功率的损耗并防止交叉传导(或击穿)。
为了验证节能效果,使用具有12V输入和500kHz开关频率的两相设备,对其在各种输出电压下的效率进行了测量。通过将壳温限制在90℃确定最大电流为60A,如果有更好的通风情况,则还可以达到更高的电流,每相可高达35A。使用相似尺寸的电路板,空气流为1.0 m/s、输入电压为12V、输出电压为1.2 V、开关频率为500kHz。负载为每相15A时,PowerSO8系统的效率为81%,而PIP212系统的效率为88%。整个工作负载范围内,都具有相应的效率差异。虽然PowerSO8解决方案的初始购买费用可能会低一些,可PIP212产品终身节省的电力成本要比这低出的部分更多。
PIP212-12M的散热性能也很好。三个晶粒均附于独立的金属垫上,金属垫暴露在封装的下侧。这些衬垫均焊接到PCB上,因而具有很低的热阻,典型值为3。K/W。连接贴装焊盘和PCB反面的热通道也提供了有效的散热。在表面添加散热器,可进一步增强散热性能。