本案例比較中所用的BMPS是愛立信公司的PMH8918L負載點（POL）穩壓器［1］。這是一款電流為18A的非隔離同步降壓穩壓器，其輸出電壓可編程，額定輸入電壓為12V。該產品是一款最新的產品，其多項指標都具有競爭性，所以它是使用模擬控制的負載點穩壓器的最好代表。在先前發表的文章中，曾經估計到對于相同的18A的輸出電流，采用數字技術可以使PCB面積減小40-50%，或者說，對于相同的封裝尺寸，輸出電流可以增加到35A。 本文將證明在采用數字控制技術時，這些估計實際上還太過保守，甚至有可能實現更高的功率和電流密度。

　　除了考慮POL穩壓器的數字控制本身為用戶帶來的好處之外，在數字部分還增加了一個新的接口連接器，從而使得電源系統中可以隨意地利用數字電源管理技術。該連接器的增加并不改變POL的性能，或者說不會改變模擬和數字控制方法學的比較結果。該連接器的增加，證明了這項可選系統功能的實現對 BMPS的成本和體積并沒有實質的不利影響。

　　如上所述，本文內容局限于BMPS層級上的技術和性能的折衷。為了獲取更多的相關內容，包括數字技術在電源系統管理領域中的擴展，讀者可以直接參見參考目錄［4］中的白皮書。

　　案例研究設計

　　1. 現有的18A模擬產品

　　愛立信PMH8918L負載點（POL）穩壓器的額定輸出電流為18A。它采用非隔離的同步降壓技術，帶有一個傳統的模擬控制環路，開關頻率為320kHz。輸出電壓可編程，范圍為1.2-5.5V，輸入電壓為12V。輸出電壓為3.3V時的效率大于92%，計算出來的MTBF為380萬小時。

　　圖1左上方MOSFET的RDS-ON為8.8mΩ，柵極電荷Qg為11nC。而圖1左下方MOSFET的相應參數則分別為4.0mΩ和27nC。輸出電感的額定值為1.2μH，其電阻為2.3mΩ。

　　圖1 PMH8918L模擬設計與尺寸優化的數字設計的比較。

　　PMH8918LPOL穩壓器的尺寸為38.1x22.1x9.0mm。通孔版的圖片如圖1左所示。

　　2. 尺寸優化的20A數字設計

　　構建的數控POL穩壓器能夠提供與模擬PMH8918L大致一樣的輸出電流和功率。所采用的基本拓撲結構是一樣的。為了優化尺寸重新設計了PCB版圖。最終POL穩壓器的尺寸為25.4x12.7x8.5mm，所能提供的最大輸出電流為20A。

　　重要的是應該知道在該設計中，已經將尺寸大幅減小變為可能，這是因為減少了與數字控制實現相關的元器件數量。高集成度省去了模擬設計中所用的幾 個輔助分立器件。通過仔細選擇MOSFET，并將MOSFET的開關損耗和傳導損耗之和減到最小，來實現效率的最優化。圖1右上方的FET的RDS-ON 為3.4mΩ，Qg為30nC；而圖1右下方的FET的相應值則分別為1.8mΩ和47nC。輸出電感的額定值為1.2μ H，其電阻為2.3mΩ。由于新器件RDS-ON的降低，加上源極電感的減小，使得總的傳導和開關損耗降低，從而實現了滿負載時的最佳效率。