作者: 德州儀器產品銷售工程師 Vikram Sundaram

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

所謂可擴展性的系列裝置，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；亦可繼續運用同系列裝置的各項特性，如外部零組件數量少、可堆疊性與PMBus協定等。總而言之，可擴展性的系列產品，服務更廣泛，而非僅限一兩個應用。

圖一：可擴展性的引腳對引腳裝置范例

蜂鳴！額定電流過高！

在設計中采用堆疊配置，可擴展性會更加有利，因為高電流應用（>80 A）通常無法使用單個集成電路（IC）進行維修，若具備可堆疊性，即可將多件DC/DC轉換器并聯，從而構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，負載點即可處理 30A的電流 。此種應用一般需要一個DC/DC控制器及多路功率級，但堆疊配置能將兩項及以上的變壓器輸出綁在一起，縮小整體設計面積，如圖二的標準架構使用三個IC，而可堆棧架構只用兩個IC。

圖二：標準與堆疊配置的面積比較

相較于單一IC，堆疊配置可以實現更大的散熱，因為熱量分布在多個元件上。可堆疊性還可以降低成本，因為低等級的電感器的成本比單個IC中的高等級電感器的成本低。您可以在一個可擴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載點需求。

強力帶來卓越的引腳復用能力

DC/DC 轉換器的可擴展性可以在通過引腳復用或 PMBus配置元件時，保留外部元件數量，以備需求變化時使用。例如，引腳復用可以讓設計師通過在適當引腳位置放置不同的電阻配置來選擇內部補償元件。使用具有內部補償及可擴展性的系列產品，如 TPS546A24A、 TPS546B24A 、 TPS546D24A 等則不需要額外工作，因為各器件之間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用配置。

從圖三可見，即使選擇的配置發生改變，引腳復用也未必會增加外部元件數量；當采用引腳復用功能在兩個不同的開關頻率之間切換時，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用配置來改變TPS546D24A的 開關頻率

這種優勢還可以擴展到 PMBus 轉化器，若設計的成敗取決于能否接收故障通報或電源正常信號（PG），則所有系列產品皆可具備這些功能；對于可堆疊的 PMBus 兼容元件、一個元件充當堆棧的主元件,子元件會根據主元件接收到的命令運行。

拯救世界（或拯救設計流程）

通過在當前的額定值上進行擴展，和可堆疊性實現混合匹配，并預留外部元件數量，通過使用可擴展部件帶來更多通用性。若當前的引腳復用配置或器件不符合負載點，只需更換電阻或改用同一系列產品內其他元件即可。

您可選擇消耗大量時間來重新設計細節，或讓一個可擴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衣時，重新設計電弧反應堆，不然他怎么會有時間去拯救世界呢？

其他設計資源：

請參考以下技術文章：

• PMBus入門：回答常見問題
• 是否言過其實？檢查標示與實際電流限制
• 系統單晶片功率設計：熱能優化供電三步驟