壓力安裝在每一代新一代電子系統中，可將公用電力轉換為最大效率，密度和速度的負載。為了在過去幾十年中實現這一目標，電源架構已從集中式電源架構（CPA）演變為分布式電源（DPA）和中間總線架構（IBA），以減少分配損耗并提高整體系統效率和密度。

雖然IBA（如圖1所示）在一段時間內一直是首選的電源架構，因為它足以解決整個系統板上的負載擴散問題，但未來可能會遇到困難。為什么？因為領先的處理器和存儲器現在具有低于1 V的POL電壓，超過100安培的電流要求以及非常快的瞬態響應。

圖1：在IBA架構中，中間總線轉換器（IBC）提供隔離和轉換為中間電壓。非隔離POL（niPOL）穩壓器為負載提供最終調節的降壓電壓。

然而，即使在這樣的條件下，電力系統設計人員也面臨著提供高密度，高效率解決方案的挑戰，這些解決方案可以經濟高效地提克服功耗和成本不斷上升的艱難戰斗迫使設計人員超越IBA尋求替代解決方案。

超越傳統交流到直流轉換器和分布式架構的局限性，同時滿足新興的系統要求 - 更高輸入電壓下的更高功率密度，更低的輸出電壓，更高的負載電流和效率 - 需要全新的，集成的方法。為此，Vicor開發了一種新穎的專有解決方案，稱為分解功率架構（FPA）。根據Vicor的白皮書1“分解功率結構和V?I芯片”，FPA保留了CPA，DPA和IBA的所有理想屬性。然而，通過分解DC-DC轉換器的經典功能，FPA及其新穎的功率轉換構建模塊，PRM和VTM，能夠提供從墻上插頭到處理器內核的高效電源系統解決方案。

構建模塊

FPA的關鍵構建模塊是預調節器模塊或PRM以及電壓轉換模塊或VTM。這兩個構建模塊共同實現了DC-DC轉換器的所有經典功能。在該方案中，PRM產生稱為“分解總線”的受控總線電壓。就其而言，VTM將分解的總線電壓轉換為向上游PRM調節的負載點（POL）提供隔離電壓。與DPA或IBA不同，FPA的POL設備VTM未被分配用于執行調節功能，該功能從POL的主要房地產中移除。

因此，POL轉換器工作被減少到電流倍增或分壓的基本功能K.這意味著VTM可以在整個轉換器周期內為負載提供能量，提供100％的轉換占空比。通過將調節功能重新定位到上游PRM，VTM不受感應慣性的限制，并且幾乎可以瞬時響應變化的負載。

使用構建模塊，PRM和VTM的典型FPA系統如圖2所示。如前所述，FPA將隔離的VTM部署到POL，由PRM提供監管，PRM將其移除或分解為遠離POL。 PRM和VTM結合使用，可以執行DC-DC轉換器的所有經典功能。

圖2：在FPA方案中，PRM模塊生成稱為分解總線的受控總線電壓。 VTM模塊轉換因式化總線電壓，為POL提供隔離電壓，由上游PRM調節。

VTM，可視為固定比率DC-DC變壓器，提供寬電壓范圍輸入和高效電壓使用專有的零電流開關 - 零電壓開關（ZCS-ZVS）正弦幅度轉換器（SAC）拓撲進行轉換。它可以提供高達400 W或100 A的功率，功率密度高達1，095 W/in3，效率高達97％。隔離在1.1 in2封裝中可以是2，250 VDC，具有低輸出阻抗，可實現快速瞬態響應。

在FPA設置中，PRM采用獲得專利的ZVS降壓 - 升壓穩壓控制架構，實現高效升壓/降壓穩壓。當輸出電壓接近輸入電壓時，效率最大化。 PRM的工作典型固定工作頻率為1 MHz（最大1.5 MHz）。與VTM一樣，PRM可以并聯以實現增加的輸出功率。 PRM控制架構的一個獨特特征是開關序列在降壓或升壓模式下不會改變 - 只需控制工作循環內相的相對持續時間。

另外，由于FPA使得分解總線電壓上的上游電容能夠在POL上反射，其容性增益等于VTM電流增益的平方，因此無需在POL上放置大容量電容來控制電壓在動態負載上擺動。與IBA不同，POL只需要極少數的陶瓷電容器。換句話說，消除了POL大容量電容器。

圖3描述了連接PRM和VTM以從分解的總線電壓產生所需輸出電壓的簡單性。如圖所示，只需調節PRM調節器電壓即可調節輸出電壓。

圖3：在FPA中，PRM和VTM一起從分解的總線電壓產生所需的輸出電壓。通過調節PRM調節器電壓可以簡單地調整輸出。

Vicor的V?I Chips系列提供集成的PRM和VTM構建模塊，以實現FPA架構，提供全新的最佳電源轉換解決方案，解決各方面的挑戰。