在過(guò)去二十年中，隨著功率半導(dǎo)體，轉(zhuǎn)換器架構(gòu)，磁性元件和封裝技術(shù)的進(jìn)步，曾經(jīng)只能從大尺寸隔離模塊中獲得的功率水平向下遷移，同時(shí)轉(zhuǎn)換效率也隨之提高。結(jié)果是系統(tǒng)板需求由更小的隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器磚提供，具有新的，更高水平的轉(zhuǎn)換效率和功率密度。例如，1/4和1/8的磚塊可提供數(shù)百瓦的隔離電源，轉(zhuǎn)換效率超過(guò)90％，功率密度超過(guò)500 W/in3，可取代分布式電源架構(gòu)中的全磚和半磚。類似地，1/16th和1/32的磚正在向上移動(dòng)，以處理中間總線架構(gòu)（IBA）的功率需求。

隔離磚轉(zhuǎn)換器有多種標(biāo)準(zhǔn)格式可供選擇，包括1/16，1/8，1/4，1/2和全磚。為確保引腳兼容性并促進(jìn)二次采購(gòu)，隔離磚已通過(guò)分布式電源開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟（DOSA）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，該聯(lián)盟最初由Lineage Power（現(xiàn)為GE Critical Power）和SynQor于2004年創(chuàng)建。然后，更多的人加入了聯(lián)盟，為分散的DC/DC轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)帶來(lái)秩序。今天，DOSA聯(lián)盟成員包括CUI，Delta Electronics，Emerson Network Power，Murata Power Solutions，Power-One和TDK Lambda等磚制造商，確保每種磚形式的多個(gè)來(lái)源。

磚塊格式

1/32磚塊DC/DC轉(zhuǎn)換器是最小的（圖1），由DOSA在2011年以19毫米（0.75英寸）×23.35毫米（0.92英寸）的格式標(biāo)準(zhǔn)化。每個(gè)模塊都能夠提供從12 VDC到低于1 VDC的隔離單輸出電壓，從而可以直接為ASIC和FPGA等半導(dǎo)體IC供電。由于標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定最大輸出電流，因此允許所有DOSA供應(yīng)商隨著時(shí)間的推移采用新技術(shù)以提高額定功率。這種最小的磚塊面向電信，數(shù)據(jù)通信和工業(yè)應(yīng)用。

圖1：標(biāo)準(zhǔn)DC/DC磚從全磚到1/32磚一直走。

雖然全磚已經(jīng)遷移到900瓦或更高，但較小尺寸的磚塊還可以顯著減少數(shù)百瓦的輸出功率。例如，TDK-Lambda的iQG系列設(shè)計(jì)用于從DOSA兼容的四分之一磚塊封裝中提供400 W的高度僅為0.52英寸（圖2）。它專為電信系統(tǒng)中的空間受限中間總線架構(gòu)（IBA）而設(shè)計(jì)，其典型輸入電壓為48 VDC，工作輸入范圍為36至75 VDC。

圖2：TDK-Lambda的iQG系列設(shè)計(jì)用于從DOSA兼容的四分之一磚塊包裝中提供400 W的基板。

iQG系列的典型直流輸出電壓為12 V，最大輸出電流為33 A.雖然48 V輸入的額定峰值效率為96％，但四分之一磚在滿載時(shí)達(dá)到94.5％，在25 A或300 W負(fù)載下達(dá)到95％。隨著輸入電壓的升高，這種性能開(kāi)始下降幾個(gè)百分點(diǎn)（圖3）。由于48 V輸入和12 V輸出的效率非常高，開(kāi)放式框架設(shè)計(jì)使熱管理變得簡(jiǎn)單;通過(guò)傳導(dǎo)，對(duì)流和強(qiáng)制空氣冷卻策略，可以輕松冷卻電路板。這使得四分之一磚DC/DC轉(zhuǎn)換器的基板可在-40°C至+ 125°C的溫度范圍內(nèi)工作。該單元提供輸入到輸出和輸入到1500 V的基板隔離。

圖3：四分之一磚iQG系列的額定峰值效率為96％at at 48 V輸入，隨著輸入電壓變高而下降幾個(gè)點(diǎn)。

像Vicor這樣的四分之一磚供應(yīng)商正在提高功率范圍，同時(shí)提高效率。去年，該公司在四分之一磚的占地面積上以高達(dá)98％的峰值效率壓縮了750 W的輸出功率。作為Vicor的VIBrick IBC系列的一部分，IB050Q096T70N1-00可以在四分之一磚的占地面積上提供高達(dá)750 W的功率，外形僅為0.42英寸。盡管峰值效率是在中等負(fù)載下獲得的，但在滿負(fù)載時(shí)仍保持較高（》 97％）。事實(shí)上，即使環(huán)境溫度升至55°C，滿載時(shí)的額定效率也是97％（圖4）。

圖4：Vicor的750 W四分之一磚IB050Q096T70N1-00即使環(huán)境溫度升至55°C，也能在所有負(fù)載上保持高轉(zhuǎn)換效率。

根據(jù)Vicor的說(shuō)法，5：1 DC/DC轉(zhuǎn)換器具有極高的效率，可在50°C下實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行，僅需400 LFM氣流。該模塊的小橫截面有利于薄體上方和下方的無(wú)阻礙氣流，從而最大限度地降低下游組件的溫升。底板可作為替代冷卻方案的選項(xiàng)。需要注意的是，最大輸出功率僅在輸入電壓范圍的高端輸出，即36至60 V.在36 V輸入時(shí)，額定輸出功率為500 W.輸入為48至54 V時(shí)，擠出650瓦的功率，這比許多競(jìng)爭(zhēng)的四分之一磚要高得多。另一個(gè)關(guān)鍵特性是輸入到輸出隔離，額定值為2250 VDC。

小磚 - 第八塊磚也實(shí)現(xiàn)了更高的輸出功率，取代了電信和數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的傳統(tǒng)四分之一磚。使用獲得專利的正弦幅度轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，Vicor為第八塊磚模塊設(shè)定了新的基準(zhǔn)。薄型4：1轉(zhuǎn)換器IB048E120T40N1-00，輸入功率為50至55 V，輸出功率為500 W.在48 V輸入時(shí)，它降至480 W，仍然高于許多競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品。該裝置具有極高的效率，可在55°C下實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行，僅需200 LFM氣流。雖然Vicor不是DOSA聯(lián)盟的成員，但其IBC季度和第八塊磚與DOSA規(guī)格兼容。

如果您更喜歡與DOSA的引腳排列和占位面積兼容性，但能夠以較低的成本容忍略低的輸出功率，Delta Electronics和Murata Power Solutions可提供滿足您需求的第八塊磚模塊。 Delta的第八塊磚電源轉(zhuǎn)換器E48SP額定提供240 W輸出，在48 V輸入電壓下調(diào)節(jié)12 V，效率為94.5％。村田制作所的RBE-12/20-D48第八塊磚提供類似的性能，但具有高隔離度，低紋波和低噪音。它還具有遠(yuǎn)程開(kāi)/關(guān)控制功能，符合所有國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)。同樣，對(duì)于超出IBC的應(yīng)用，例如為IC和工業(yè)設(shè)備或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)供電，Delta正在從1/16磚（如V48SH）中擠出更多的果汁。這款單輸出隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)為在48 V輸入電壓下提供100 W功率或30 A輸出電流（3.3 V輸出），滿載時(shí)效率高達(dá)91％。與DOSA兼容的版本是Delta的V48SC。

Delta，Murata等制造商也提供兼容DOSA的微型32號(hào)磚，輸出功率為30W。村田制作所的隔離式單輸出ULT系列在開(kāi)放式框架模塊中，在12，5和3.3 V下可提供30 W功率，僅為0.92 x 0.75 x 0.35英寸（圖5）。其輸入范圍為36至75 VDC。

圖5：Murata與DOSA兼容的32號(hào)磚可以從微型封裝中提供高達(dá)30 W的輸出。

怎么做

總之，特定DC/DC轉(zhuǎn)換器磚模塊的選擇通常取決于所需的功率水平。電路板空間是選擇轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)主要考慮因素，設(shè)計(jì)人員通常希望在最小空間內(nèi)獲得最大功率。但在做出選擇時(shí)，請(qǐng)記住，今天的磚塊正在結(jié)合半導(dǎo)體技術(shù)，電路架構(gòu)，磁性和封裝方面的進(jìn)步，以更小的占地面積提供更高的功率，轉(zhuǎn)換效率和功率密度水平是幾年前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。這些技術(shù)改進(jìn)意味著每個(gè)磚塊尺寸的可交付功率水平都有所提高。隨著更多的電力供應(yīng)，今天的小磚正在取代傳統(tǒng)的大磚，因此，設(shè)計(jì)工程師現(xiàn)在可以從更廣泛的磚模塊中進(jìn)行選擇。考慮到較小的磚通常比較大的磚成本低，這是一個(gè)重要的考慮因素。該怎么辦？雖然沒(méi)有一個(gè)通用的法律來(lái)管理磚塊選擇，但是一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則（所有其他條件相同），是最具成本效益的電源解決方案，其中最少使用的電源容量留在最終系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的表。