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可擴(kuò)展性的優(yōu)點(diǎn)：從彼得·帕克（Peter Parker）到引腳復(fù)用

本文作者：Vikram Sundaram 點(diǎn)擊： 2020-06-10 11:32

前言：

通常情況下，蜘蛛俠在尋找可攀附的建筑物時，可擴(kuò)展性是考量的重要因素。雖然供電設(shè)計(jì)并非典型的超級英雄配備，但設(shè)計(jì)的可擴(kuò)展性往往與滿足設(shè)計(jì)的需求同樣重要。而要達(dá)到設(shè)計(jì)靈活，最有效途徑莫過于選擇可擴(kuò)展性的系列裝置。

所謂可擴(kuò)展性的系列裝置，意指各裝置的引腳對引腳兼容，且系列中每項(xiàng)裝置接腳相同，如圖一所示，換言之，若您需要將額定電流10A的器件更換為額定電流為20A 的器件，只需移除 10A 裝置，再裝上 20A 裝置，不需重組或大幅更動電路板配置；亦可繼續(xù)運(yùn)用同系列裝置的各項(xiàng)特性，如外部零組件數(shù)量少、可堆疊性與PMBus協(xié)定等?？偠灾?，可擴(kuò)展性的系列產(chǎn)品，服務(wù)更廣泛，而非僅限一兩個應(yīng)用。

圖一：可擴(kuò)展性的引腳對引腳裝置范例

蜂鳴！額定電流過高！
在設(shè)計(jì)中采用堆疊配置，可擴(kuò)展性會更加有利，因?yàn)楦唠娏鲬?yīng)用（>80 A）通常無法使用單個集成電路（IC）進(jìn)行維修，若具備可堆疊性，即可將多件DC/DC轉(zhuǎn)換器并聯(lián)，從而構(gòu)成一個具有綜合輸出額定值的多相位變壓器解決方案，其總額定輸出電流為堆棧芯片額定電流之總和。例如，若堆棧 10A 器件及 20A器件，負(fù)載點(diǎn)即可處理 30A的電流。此種應(yīng)用一般需要一個DC/DC控制器及多路功率級，但堆疊配置能將兩項(xiàng)及以上的變壓器輸出綁在一起，縮小整體設(shè)計(jì)面積，如圖二的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)使用三個IC，而可堆棧架構(gòu)只用兩個IC。

圖二：標(biāo)準(zhǔn)與堆疊配置的面積比較

相較于單一IC，堆疊配置可以實(shí)現(xiàn)更大的散熱，因?yàn)闊崃糠植荚诙鄠€元件上?？啥询B性還可以降低成本，因?yàn)榈偷燃壍碾姼衅鞯某杀颈葐蝹€IC中的高等級電感器的成本低。您可以在一個可擴(kuò)展系列的堆疊中混合匹配部件，這種易于互換的特性可以更有效地滿足負(fù)載點(diǎn)需求。

強(qiáng)力帶來卓越的引腳復(fù)用能力
DC/DC 轉(zhuǎn)換器的可擴(kuò)展性可以在通過引腳復(fù)用或 PMBus配置元件時，保留外部元件數(shù)量，以備需求變化時使用。例如，引腳復(fù)用可以讓設(shè)計(jì)師通過在適當(dāng)引腳位置放置不同的電阻配置來選擇內(nèi)部補(bǔ)償元件。使用具有內(nèi)部補(bǔ)償及可擴(kuò)展性的系列產(chǎn)品，如 TPS546A24A、 TPS546B24A 、 TPS546D24A 等則不需要額外工作，因?yàn)楦髌骷g的電阻配置是相同的。即使最終更換了IC，也可以簡單地重置引腳復(fù)用配置。

從圖三可見，即使選擇的配置發(fā)生改變，引腳復(fù)用也未必會增加外部元件數(shù)量；當(dāng)采用引腳復(fù)用功能在兩個不同的開關(guān)頻率之間切換時，只需要簡單地改變其中一些電阻值

圖三：用兩種不同的引腳復(fù)用配置來改變TPS546D24A的開關(guān)頻率

這種優(yōu)勢還可以擴(kuò)展到 PMBus 轉(zhuǎn)化器，若設(shè)計(jì)的成敗取決于能否接收故障通報(bào)或電源正常信號（PG），則所有系列產(chǎn)品皆可具備這些功能；對于可堆疊的 PMBus 兼容元件、一個元件充當(dāng)堆棧的主元件,子元件會根據(jù)主元件接收到的命令運(yùn)行。

拯救世界（或拯救設(shè)計(jì)流程）
通過在當(dāng)前的額定值上進(jìn)行擴(kuò)展，和可堆疊性實(shí)現(xiàn)混合匹配，并預(yù)留外部元件數(shù)量，通過使用可擴(kuò)展部件帶來更多通用性。若當(dāng)前的引腳復(fù)用配置或器件不符合負(fù)載點(diǎn)，只需更換電阻或改用同一系列產(chǎn)品內(nèi)其他元件即可。

您可選擇消耗大量時間來重新設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，或讓一個可擴(kuò)展的家族為你量身定做。即使是托尼·史塔克（Tony Stark），也不會在每次制作新的鋼鐵俠戰(zhàn)衣時，重新設(shè)計(jì)電弧反應(yīng)堆，不然他怎么會有時間去拯救世界呢？

其他設(shè)計(jì)資源：
請參考以下技術(shù)文章：
• PMBus入門：回答常見問題
• 是否言過其實(shí)？檢查標(biāo)示與實(shí)際電流限制
• 系統(tǒng)單晶片功率設(shè)計(jì)：熱能優(yōu)化供電三步驟

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