許多通訊設備的架構標準都有固定的基座大小及供電量。以精簡尺寸維持高效率的負載點（POL）電源解決方案，有助于提升介面卡密度（card density），節省空間并達到產品差異化的效果。設計人員必須在開發階段迅速解決技術問題，簡單的電源解決方案可減輕負擔，讓工程人員專注于核心競爭力發展。整合式磁性套件的單一封裝DC/DC轉換器，可解決許多難題。本文將探討整合式電源解決方案，相較于離散解決方案的優缺點，并簡要說明外部元件、散熱、解決方案尺寸、雜訊產生及電路板黏著的影響。

　　整合式電源解決方案

　　磁性元件設計及製造技術的進步，將尺寸更小且電流更高的電感與DC/DC轉換器積體電路放在同一個基板上。整合式電源解決方案（integrated power solution; IPS）採用DC/DC轉換器適用的電感，封裝經過焊接，并將IC、電感及被動元件附加于客製金屬引線框架。環氧化物（epoxy）澆鑄在整個封裝上，將元件完全包覆，再由大量自動測試設備（automated testing equipment ; ATE）檢查完全封裝的IPS。

　　圖1顯示德州儀器4.5V至14.5V輸入6A整合式電源解決方案TPS84620的背面。完整的負載點電源設計可直接裝載于電路板，替代傳統的開放式電源POL DC/DC模組。許多半導體製造商目前運用封裝、ATE、引線框架及DC/DC轉換器設計專業知識來開發POL IPS，以供電給DSP、FPGA、ASIC及無線基礎架構適合的高效能處理器。IPS的外觀與積體電路相同，并且以相同的方式裝載于電路板。

　　整合式電源解決方案的優點

　　整合式電源解決方案使用簡便，需要的外部元件比離散解決方案少。完全不需要與 DC/DC 轉換器搭配的小型高電流電感。選擇電源解決方案的電感時，就決定了輸入電壓、輸出電壓、切換頻率及輸出電流的限度。大多數整合式電源解決方案僅需要輸入／輸出電容及電壓設定電阻，這些電容值均依據所需的輸入電壓、輸出電壓、暫態效能及漣波需求列在資料表中。補償元件整合于封裝內之后，補償迴路在不同溫度及各種負載條件下的穩定需求隨之降低。不再需要設計或在電路板裝載補償迴路，所需的設計時間也因此縮短。

　　整合式電源解決方案採用輕薄的 QFN 封裝，可達到極高的功率密度。開發類似尺寸的離散解決方案需要大量的專業知識，而數位設計人員不需要電源管理專業知識，即可運用資深電源設計人員所設計的尺寸及效能。

　　權衡

　　如等式 1 所示，切換頻率愈高，磁性元件愈小。切換頻率 （Fs） 增加時，電感 （L） 值將減少。雖然快速切換頻率有助于將小型電感封裝于 DC/DC 轉換器，但也會限制可達到的負載週期 （D），此週期即是輸出電壓除以輸入電壓的比例。

　　等式1：L ≥Vo （1-D） / （Δi x Fs）

　　以 1.2V 驅動低電壓處理器為例，5V或12V輸入是可考量的輸入電壓。整合式電源解決方案能以較高輸入電壓運作，但由于DC/DC轉換器有最短導通時間的限制，因此僅限于某些輸出電壓。對于28V以上的輸入電壓，3.3V或5V的輸出電壓較為切合實際，切換頻率必須夠快，才能符合較少量電感的需求。在資料表中，IPS應指定最短導通時間，或說明指定輸入電壓可達到的最低輸出電壓。

　　小型解決方案區域或高度并非關鍵因素時，電源解決方案內部的電感可能達到比離散式設計中選用的電感更高的DC阻抗。如果不需要小型解決方案尺寸，設計人員能夠以極低 DC 阻抗的離散式電感進行設計，有助于達到效率目標，端視應用需求及設計人員的技能而定。

　　成本

　　在網路上瀏覽時，整合式電源解決方案的每千顆零售單價乍看之下似乎比離散式DC/DC轉換器及電感還要高。不過，終端客戶看不到的人力、外部元件庫存、生產製造及PCB裝載等其他成本，都是由整合式電源解決方案製造商自行吸收。電源解決方案的價格有機會比離散式解決方案更具競爭力，端視終端設備的產量及上市時程而定。