原标题：使用集成降压式 DC／DC 模块实现具有较低 EMI、高密度、高效率电源转换

使用集成降压式DC/DC模块可以实现具有较低电磁干扰（EMI）、高密度、高效率的电源转换，这在现代电子设备中尤为重要，尤其是在对尺寸、重量和能效有严格要求的场景中，如汽车电子、通信设备、数据中心等。以下是对这一技术的详细分析：

一、技术背景与需求

随着电子设备的集成度越来越高、使用数量越来越多，设计人员面临着提高效率、降低成本、减小尺寸和减少电磁干扰（EMI）的多重压力。传统的分立降压式DC/DC转换器与控制IC、功率MOSFET、外部电感器和电容器等元件组合使用，虽然在一定程度上满足了电源转换的需求，但随着电源轨数量的增加，这种方案变得复杂且耗时。因此，具有多轨和可编程定序的自足式降压DC/DC转换器模块应运而生。

二、集成降压式DC/DC模块的优势

1. 降低EMI：

• 集成降压式DC/DC模块通过先进的封装技术和设计，如封装内倒装芯片、“网状连接”引线框架技术等，最大限度地减少了印制线长度，并与无源元件直接连接以保持低电感，从而有效地降低了EMI。

• 使用接点栅格阵列（LGA）封装形式，直接贴装至目标PC板上，相比其他引线可辐射EMI的单线（SIL）或SIL封装（SIP）式转换器，具有更低的EMI曲线。

2. 提高功率密度：

• 半导体工艺技术和封装结构的进步使得最新一代的DC/DC模块在较小的外形内实现了非常高的功率密度。

• 通过优化内部结构和布局，集成降压式DC/DC模块能够在有限的空间内提供更高的输出功率。

3. 提高效率：

• 集成降压式DC/DC模块通常采用高效率的转换电路和控制策略，如固定频率恒定时间（COT）控制等，以实现快速的瞬态响应和高效的能量转换。

• 通过减少内部损耗和优化热管理，这些模块能够在高环境温度下保持稳定的性能。

三、应用实例与效果

以Monolithic Power Systems的MPM54304为例，这是一个完整的电源管理模块，集成了4个高效率、降压式DC/DC转换器、电感器和一个灵活的逻辑接口。该模块在4伏至16伏的输入电压范围内工作，可支持0.55伏至7伏的输出电压。四条输出轨分别可以支持高达3安培（A）、3A、2A和2A的电流，其中两条3A轨和两条2A轨可以并联，分别提供6A和4A电流。此外，MPM54304还提供了启动和关断的内部排序，以及全面的保护功能，如欠压锁定（UVLO）、过电流保护（OCP）和热关断等。

使用MPM54304等集成降压式DC/DC模块，可以显著减小电源解决方案的尺寸，同时简化设计流程并加快产品上市速度。例如，使用传统的分立降压式DC/DC转换器向ASIC或FPGA供电的四轨解决方案可能占用1220平方毫米（mm²）的空间，而使用基于电源管理IC（PMIC）的解决方案可以将这一数字降低至约350mm²。然而，使用独立的四输出DC/DC转换器模块，如MPM54304，可以将解决方案的尺寸进一步缩小到只有121mm²。

四、结论

综上所述，使用集成降压式DC/DC模块是实现具有较低EMI、高密度、高效率电源转换的有效方法。这些模块通过先进的封装技术、优化内部结构和布局以及采用高效率的转换电路和控制策略，满足了现代电子设备对尺寸、重量和能效的严格要求。因此，在需要多轨电源解决方案和高效能转换的场合中，集成降压式DC/DC模块具有广泛的应用前景。