为什么使用DC-DC转换器应尽可能靠近负载的负载点（POL）
电源？
效率和精度是两大优势，但实现POL转换需要特别注意稳压器设计。
接近电源。这是提高电源轨的电压精度、效率和动态响应的最佳方法之一。负载点转换器是一种电源DC-DC转换器，放置在尽可能靠近负载的位置，以接近电源。因POL转换器受益的应用包括高性能
CPU、SoC和
FPGA——它们对功率级的要求都越来越高。例如，在汽车应用中，高级驾驶员辅助系统（
ADAS）——例如雷达、
激光雷达和视觉系统——中使用的
传感器数量在稳步倍增，导致需要更快的数据处理（更多功耗）以最小的延迟检测和跟踪周围的物体。
在这些数字系统中，有很多都使用高电流和低电压，因此更需要尽可能缩短电源和负载之间的距离。高电流导致的一个明显问题是，从转换器到负载，线路产生的电压会不断下降。图1和图2显示了电源和负载之间引线
电阻的最小化如何使转换器的输出电压降最小化——本例中是控制器IC和为CPU供电的
MOSFET。
图1.
PCB走线较窄情况下的DC-DC输出电压降
图2.
PCB走线较宽情况下的DC-DC输出电压降
图2所示的较宽PCB走线减小了压降以达到精度要求，但还必须考虑寄生
电感。图2中的PCB走线长度估计有约14.1 nh的电感，如图3的LTs
pice®模型所示。
图3.PCB走线电感的LTspice模型
电感会抑制
电流的动态变化di/dt，当负载变化时，经过该寄生电感的电流受其时间常数限制，瞬态响应劣化。寄生电感导致的结果是电压下降，如图4中的
仿真图所示。
图4.DC-DC输出电压突降和瞬态电流
将转换器放在负载附近可使PCB电阻和寄生电感的影响最小。DC-DC转换器IC应放置在最靠近CPU的位置。注意，图1和图2显示了传统高电流电源（即
开关模式控制器和外部FET）的原理图。控制器FET解决方案可以处理上述应用所需的高电流负载。控制器解决方案的问题是外部FET有空间要求，因而可能难以获得真正的POL稳压器解决方案，如图5的示例布局所示。
图5.DC-DC转换器与CPU的理想布局
控制器的一个替代方案是单芯片解决方案，其中FET在转换器IC内部。例如，LTC3310S单片降压调节器（IC尺寸为3 mm×3 mm）可实现负载点解决方案，单个IC最多可提供10 A电流，并联多个IC可提供20 A电流。这些IC分别如图6和图12所示。
图6.LTC3310S降压调节器
图7.小尺寸LTC3310S支持POL布局
除了小封装尺寸外，LTC3310S还支持最大5 MHz的开关频率——高频工作可减小必要的输出
电容和整体解决方案
PCB尺寸。图8显示了LTC3310S的负载瞬态性能，其中8 A负载变化导致的输出电压偏移小于±40 mV，此性能的实现只需要110μF输出电容。
图8.LTC3310S的瞬态响应
尽管使用高功率单片POL转换器具有明显的优点，但有一个因素可能是搅局者：热量。如果转换器产生的热量过多，则它将无法用于已然很热的系统中。
在上述解决方案中，LTC3310S内部温度升幅通过高效率操作而得以最小化，即使在CPU、SoC和FPGA等高功耗器件周围的恶劣温度条件下，它也能够可靠地运行。此外，LTC3310S内置精密
温度传感器，支持通过SSTT引脚
测量内部结温，如图10所示，相应的温度传感器特性如图11所示。
图9.LTC3310S的热摄像头图像
图10.LTC3310S温度检测引脚
图11.软启动和温度
监控操作
某些单片稳压器可通过多相并联操作扩展到更高负载应用。图12显示了多个LTC3310S器件并联并错相工作，使得电流能力加倍。
控制器的
时钟由RT引脚上的单个电阻设置，子节点的相对相位通过RT引脚上的电阻分压器编程。在图12所示的情况中，RT接地，将子节点设置为相对于控制器相移180°。
图13显示了2通道转换器的电感电流和输出纹波电流，如图12所示。同相性能与双反相性能进行比较。反相操作将输出纹波电流（通过抵消）从14 A峰峰值（单相）降低到6 A峰峰值（双相），而无需额外的外部
滤波器。
结论
总之，LTC3310S是一款高效且小型的POL解决方案，适用于为高耗电CPU、SoC、FPGA供电的高电流电源系统。其尺寸很小，并可优化功率效率，导致自发热很低，因而其可以非常靠近负载。它可以轻松并联，在多相解决方案中使用多个LTC3310S可提高功率。
图12.20 A双相单片稳压器POL解决方案
图13.比较两个版本的双通道转换器的电感电流和输出电流：（a） 同相通道与 （b） 反相通道
