根據(jù)定義，單相轉(zhuǎn)換器的所有輸出功率都流經(jīng)一個(gè)電感器和一對(duì) FET。任何功率損失僅涉及這些組件。對(duì)于輸出電流大于 100A 的應(yīng)用，尋找額定電流如此大的 FET 和電感器變得十分困難且成本高昂。將設(shè)計(jì)的全部損失集中到 PCB 的一小部分區(qū)域和一組元件上會(huì)導(dǎo)致不必要的效率的降低。

多相調(diào)節(jié)器會(huì)將功率損耗均勻地分布在所有相位上。每個(gè)相位只處理總輸出電流的一部分，因此選擇 FET 和電感器變得更容易，因?yàn)樵谶@些元件上施加的熱應(yīng)力更小。與等效單相設(shè)計(jì)相比，整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)器效率也更高。由于電容器中較低的紋波電流產(chǎn)生的自熱效應(yīng)更小并使功率損耗更低，因此，通過(guò)前面討論的 CIN 和 COUT 的降低，性能得到進(jìn)一步改善。

圖 3-5現(xiàn)代直流/直流控制器允許根據(jù)負(fù)載電流按需添加和刪除相位，如 中所示?？梢詫?duì)這些添加和刪除的相位進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)各種 FET 和電感器組合，從而在多種應(yīng)用和條件下實(shí)現(xiàn)更高的效率。

圖 3-5 效率與相數(shù)

在低電流下，使用較少的相位，直至單相在非連續(xù)導(dǎo)通模式 下運(yùn)行，以盡可能減少 FET 開關(guān)損耗以及與每個(gè)相位的功率級(jí)和柵極驅(qū)動(dòng)器相關(guān)的電流消耗。隨著負(fù)載電流的增加，導(dǎo)通損耗開始主導(dǎo)開關(guān)損耗，更多的相位被激活以盡可能保持高效率。開啟相位的理想設(shè)定點(diǎn)出現(xiàn)在兩條效率曲線的交點(diǎn)處。例如，當(dāng)下降的單相效率曲線與上升的兩相效率曲線交叉時(shí)，應(yīng)接通第二相。

圖 3-6 描述了采用 TPS53661 控制器和 CSD95372B 功率級(jí)的五相設(shè)計(jì)的效率曲線。此設(shè)計(jì)要求 VIN = 12V，VOUT = 1.8V，使用 600khz 的開關(guān)頻率和 150nH 的電感器。從 5A 到 200A，效率保持在 90% 以上，這是一項(xiàng)僅用單相降壓器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。

圖 3-6 TPS53661 5-PH 效率曲線