分散式電源架構出現是為了滿足電信機架及伺服器室等大型系統整合器的輸電要求。儘管兩種拓墣趨於主導地位，但都不能完全滿足設計者所希望的轉換效率高、元件數和材料成本皆低、板面佔位面積小以及易設計等諸多要求。而一種新的改進方法─中間匯流排架構（IBA）則誓言滿足以上要求。設計者執行此一方案能夠利用簡化的電能模組迅速設定出一個精簡且高具成本效益的解決方案。
從傳統中演進而來
在兩個居於主導地位的DPA拓墣中，其中一種方法是將DC輸入電壓轉換到系統中大部分元件所要求的數值，比如3.3V。此一電力分配匯流排是直接向3.3V元件以及其中產生其他系統所需電壓的負載點（POL）轉換器供電的。然而，如果直接將36-75V DC轉換到邏輯供電位準如3.3V，則會導致低功率。且低電壓邏輯低於2.5V時，情況會變得更糟。同時，還需要大量濾波以保護3.3V負載和線性FET（場效電晶體），而此則會造成額外的Rds（on）損失。
另一方面，DC輸入被轉換到一根用於向一排POL轉換器供電的12V供電軌上，這些轉換器隨後將產生此一隔離式系統所需的電壓。然而，目前大多數12V 輸出模組都是全功能的模塊。相對而言，它們的效率較低且提供的是一個完全經過調整的12V輸出。自從現代POL轉換器解決方案對輸入電壓的承受範圍擴大之後，這些模塊就只會徒增複雜性和額外成本。這些模塊有高RMS電流，需要額定電壓相對較高的二次側FET，其電壓要求在40V到100V。通常，如果平均輸出電壓偏低，它們就會比正常使用時有較高Rds（on）。
不過，二級轉換也自有其優勢。不可調中間匯流排能夠達到更佳的效率與更低的成本。與3.3V的DPA相比，當採用~8V電壓的中間匯流排時，在相同電能條件下，分佈電能損耗較低。由於在POL轉換器中也具有排序功能，因此能夠排除多重排序FET的傳導損耗。同時，與12V的DPA相比，由於轉換損耗取決於輸入電壓，因此採用8V的匯流排電壓能夠降低在下游POL中的轉換損耗。在設計二級DPA時，輸入輸出總功率是關鍵所在，而以此種方式利用DC匯流排轉換器能達到完整電源架構的最佳效果。
目前，一種名為DC匯流排轉換器的新型模組能夠運行第一級轉換至不可調6-8V DC。此種匯流排電壓能夠根據簡單的變壓器圈數比而變化。在超過200W的高功率系統中，採用不可調12V匯流排標稱電壓反應較為靈敏，而在低功率系統中，採用6~8V的匯流排電壓則更為靈敏。它透過採用固定50%工作周期運行的隔離式轉換器實現簡單的自行驅動的二次側同步整流。由此達到高功率轉換效率，減少了對輸入輸出濾波的需求，並提高了穩定性。對第二級而言，目前已經出現了板載非隔離式POL。由於只需要少量外部被動元件，因此與分離或模組架構的做法相比，縮小了電路板佔用空間，降低了設計複雜度。
DC匯流排轉換器設計
為了最大程度地利用此種新拓墣的的優勢，DC匯流排轉換器需要新的半橋和全橋控制器，以及最佳化的功率MOSFET技術。
作為新控制器的一例，國際整流器公司的IR2085S將一個工作周期為50%的震盪器與一個100V、1A的半橋驅動IC結合在一個SO-8封裝中，它有外部可調節頻率以及符合各種應用要求的截止時間。同時還具備限流控制。在首批閘驅動信號約為2000脈衝期間，內置軟啟動功能能夠藉由逐漸增加工作周期至50%來限制突波電流。採用新的IR2086S時，類似的方法也可能用在全橋DC匯流排轉換器上，在類似的外型尺寸下,最高可達240W,且滿載電流效率為~96.4%。
圖1中所表示的是48V DC輸入（能夠用於36-75V輸入）、220W DC匯流排轉換器的電路。在一次側，IR2085S控制器和驅動IC 帶動IRF6644低電荷DirectFET 功率MOSFET，100V n通道MOSFET。啟動時，通過線性穩壓器獲得一次側偏壓，進入穩定狀態之後則通過變壓器中獲得偏壓。而此是透過IRF7380——一個採用SO-8封裝中的雙80Vn通道功率MOSFET——來實現的。在二次側，自驅動同步整流拓墣採用了新的30V n通道IRF6612或IRF6618 DirectFET MOSFET。對於12V輸出應用，可以將新的40Vn通道IRF6613作為同步整流MOSFET。此一元件總體積只有原模組1/8大小，但卻能實現96%以上的效率。與傳統的全調控板載轉換器相比，它的效率要高出3-5%而體積則要小50%。
將DirectFET與DC匯流排轉換器中標準的SO-8產品相比，會發現一些明顯的差異。由於熱容量的限制，SO-8的級限大約在150W。除此之外，還需要並聯的SO-8。將在半橋匯流排轉換器一次側採用100V SO-8的效果與100V DirectFET的效果對比發現，在220W（27.5A@8V輸出）時，DirectFET（IRF664）功率為95.7%，要高出~1%。此時的轉換器在此一功率位準上的運行效率已經達到95%-96%，在效率增益有明顯的增加。不過這還只是優勢之一，DirectFET還有重要的熱優勢，與SO-8相比，在一次側FET的接點溫度能夠低攝氏40度。這對於系統穩定性而言可能帶來巨大的提升，在此處FIT率為接點溫度的函數。現在，在匯流排轉換器中一次側採用DirectFET還可兼顧針對二次側FET的平衡溫度，並能在查看標準產品時消除一次側產生的熱點。此外，與一次側上並聯的SO-8相比，DirectFET的效率要高出約0.4%，從而證明DirectFET能夠取代並聯式標準設備。
DirectFET半導體封裝實際上是從整體導通狀態下的電阻上消除了MOSFET封裝的影響，而此使電路效率最大化。此外，採用DirectFET半導體封裝還能包含極佳的到~1°C/W PCB的熱電阻，並通過~1.4°C/W裝置的頂部(外殼)。
IRF6612或IRF6618的閘驅動電壓被限定在最佳值7.5V上，並與IRF9956雙30V SO-8 MOSFET結合。220W的DC匯流排轉換器體積能夠達到2.05”X1.45”，比工業標準2.05”X0.85”的1/8th模塊體積要小25%。目前，當前一些全功能的解決方案呈1/4模塊尺寸，它們的標準體積為2.30”X1.45”。而如果採用 DC匯流排轉換器的設計做法的話，則能夠節省最多53%的空間。
切換頻率的選擇也同樣影響著轉換器的效率、體積以及成本。增加切換頻率能減少輸出電壓漣波，同時由於磁通密度的減低而能採用更小的元件。而變壓器鐵芯也能做得更小，從而降低損耗。就另一方面而言，較高的一次和二次切換損耗會降低整個電路的功率。在圖1中的轉換器當一次側切換頻率約為220kHz時能達到最佳性能。高端與低端的脈衝寬度差異小於25ns，以防止出現磁通量不平衡，而此正是橋式拓墣中至關重要之處。半橋電路中，低端與高端脈衝之間的頻率和截止時間能夠根據一個外部的時序電容進行調整，以適應各種用途、功率位準以及切換裝置。
二級POL
在負載點上，一個2相雙輸出同步降壓轉換器只需要輸出感應器、輸出電容器和輸入電容器以及少量的其他被動元件就能輕鬆地完成IBA設計，並能比其他作用相當的分離式方案節省50%的佔位面積。而高漣波頻率也能夠使其元件小於其他地方所需元件。
在首批此樣的“電源建置區塊”中，國際整流器公司的iP202採用IR的iPOWIRTM 技術，將PWM控制器、相關控制與同步MOSFET開關功能、Schottky二極體以及輸入旁路電容器封裝在單一封裝中，其體積為9.25mm x 15.5mm x 2.6mm。
並且，由於該設備能夠通過DC匯流排轉換器的輸出電壓直接供電，沒有對外偏壓電路的依賴，因此其佔位面積將有可能減小，且同時縮短設計時間。它還能實現與外部其他POL的同步，使輸入EMI濾波變得更加容易。
綜述
為測試新中間匯流排佈局的性能，通過根據起始設計的模組達到IBA的最佳狀態，圖1中的DC匯流排轉換器與兩個iP202結合在一起，構成了如圖2所示的3輸出範例元件。從圖3中可以看出IBA是如何使總電功率達到84.5%以上的，此很可能成為滿足低電壓邏輯、處理器和ASIC等現代系統要求的替代品。
從傳統中演進而來
在兩個居於主導地位的DPA拓墣中，其中一種方法是將DC輸入電壓轉換到系統中大部分元件所要求的數值，比如3.3V。此一電力分配匯流排是直接向3.3V元件以及其中產生其他系統所需電壓的負載點（POL）轉換器供電的。然而，如果直接將36-75V DC轉換到邏輯供電位準如3.3V，則會導致低功率。且低電壓邏輯低於2.5V時，情況會變得更糟。同時，還需要大量濾波以保護3.3V負載和線性FET（場效電晶體），而此則會造成額外的Rds（on）損失。
另一方面，DC輸入被轉換到一根用於向一排POL轉換器供電的12V供電軌上，這些轉換器隨後將產生此一隔離式系統所需的電壓。然而，目前大多數12V 輸出模組都是全功能的模塊。相對而言，它們的效率較低且提供的是一個完全經過調整的12V輸出。自從現代POL轉換器解決方案對輸入電壓的承受範圍擴大之後，這些模塊就只會徒增複雜性和額外成本。這些模塊有高RMS電流，需要額定電壓相對較高的二次側FET，其電壓要求在40V到100V。通常，如果平均輸出電壓偏低，它們就會比正常使用時有較高Rds（on）。
不過，二級轉換也自有其優勢。不可調中間匯流排能夠達到更佳的效率與更低的成本。與3.3V的DPA相比，當採用~8V電壓的中間匯流排時，在相同電能條件下，分佈電能損耗較低。由於在POL轉換器中也具有排序功能，因此能夠排除多重排序FET的傳導損耗。同時，與12V的DPA相比，由於轉換損耗取決於輸入電壓，因此採用8V的匯流排電壓能夠降低在下游POL中的轉換損耗。在設計二級DPA時，輸入輸出總功率是關鍵所在，而以此種方式利用DC匯流排轉換器能達到完整電源架構的最佳效果。
目前，一種名為DC匯流排轉換器的新型模組能夠運行第一級轉換至不可調6-8V DC。此種匯流排電壓能夠根據簡單的變壓器圈數比而變化。在超過200W的高功率系統中，採用不可調12V匯流排標稱電壓反應較為靈敏，而在低功率系統中，採用6~8V的匯流排電壓則更為靈敏。它透過採用固定50%工作周期運行的隔離式轉換器實現簡單的自行驅動的二次側同步整流。由此達到高功率轉換效率，減少了對輸入輸出濾波的需求，並提高了穩定性。對第二級而言，目前已經出現了板載非隔離式POL。由於只需要少量外部被動元件，因此與分離或模組架構的做法相比，縮小了電路板佔用空間，降低了設計複雜度。
DC匯流排轉換器設計
為了最大程度地利用此種新拓墣的的優勢，DC匯流排轉換器需要新的半橋和全橋控制器，以及最佳化的功率MOSFET技術。
作為新控制器的一例，國際整流器公司的IR2085S將一個工作周期為50%的震盪器與一個100V、1A的半橋驅動IC結合在一個SO-8封裝中，它有外部可調節頻率以及符合各種應用要求的截止時間。同時還具備限流控制。在首批閘驅動信號約為2000脈衝期間，內置軟啟動功能能夠藉由逐漸增加工作周期至50%來限制突波電流。採用新的IR2086S時，類似的方法也可能用在全橋DC匯流排轉換器上，在類似的外型尺寸下,最高可達240W,且滿載電流效率為~96.4%。
圖1中所表示的是48V DC輸入（能夠用於36-75V輸入）、220W DC匯流排轉換器的電路。在一次側，IR2085S控制器和驅動IC 帶動IRF6644低電荷DirectFET 功率MOSFET，100V n通道MOSFET。啟動時，通過線性穩壓器獲得一次側偏壓，進入穩定狀態之後則通過變壓器中獲得偏壓。而此是透過IRF7380——一個採用SO-8封裝中的雙80Vn通道功率MOSFET——來實現的。在二次側，自驅動同步整流拓墣採用了新的30V n通道IRF6612或IRF6618 DirectFET MOSFET。對於12V輸出應用，可以將新的40Vn通道IRF6613作為同步整流MOSFET。此一元件總體積只有原模組1/8大小，但卻能實現96%以上的效率。與傳統的全調控板載轉換器相比，它的效率要高出3-5%而體積則要小50%。
將DirectFET與DC匯流排轉換器中標準的SO-8產品相比，會發現一些明顯的差異。由於熱容量的限制，SO-8的級限大約在150W。除此之外，還需要並聯的SO-8。將在半橋匯流排轉換器一次側採用100V SO-8的效果與100V DirectFET的效果對比發現，在220W（27.5A@8V輸出）時，DirectFET（IRF664）功率為95.7%，要高出~1%。此時的轉換器在此一功率位準上的運行效率已經達到95%-96%，在效率增益有明顯的增加。不過這還只是優勢之一，DirectFET還有重要的熱優勢，與SO-8相比，在一次側FET的接點溫度能夠低攝氏40度。這對於系統穩定性而言可能帶來巨大的提升，在此處FIT率為接點溫度的函數。現在，在匯流排轉換器中一次側採用DirectFET還可兼顧針對二次側FET的平衡溫度，並能在查看標準產品時消除一次側產生的熱點。此外，與一次側上並聯的SO-8相比，DirectFET的效率要高出約0.4%，從而證明DirectFET能夠取代並聯式標準設備。
DirectFET半導體封裝實際上是從整體導通狀態下的電阻上消除了MOSFET封裝的影響，而此使電路效率最大化。此外，採用DirectFET半導體封裝還能包含極佳的到~1°C/W PCB的熱電阻，並通過~1.4°C/W裝置的頂部(外殼)。
IRF6612或IRF6618的閘驅動電壓被限定在最佳值7.5V上，並與IRF9956雙30V SO-8 MOSFET結合。220W的DC匯流排轉換器體積能夠達到2.05”X1.45”，比工業標準2.05”X0.85”的1/8th模塊體積要小25%。目前，當前一些全功能的解決方案呈1/4模塊尺寸，它們的標準體積為2.30”X1.45”。而如果採用 DC匯流排轉換器的設計做法的話，則能夠節省最多53%的空間。
切換頻率的選擇也同樣影響著轉換器的效率、體積以及成本。增加切換頻率能減少輸出電壓漣波，同時由於磁通密度的減低而能採用更小的元件。而變壓器鐵芯也能做得更小，從而降低損耗。就另一方面而言，較高的一次和二次切換損耗會降低整個電路的功率。在圖1中的轉換器當一次側切換頻率約為220kHz時能達到最佳性能。高端與低端的脈衝寬度差異小於25ns，以防止出現磁通量不平衡，而此正是橋式拓墣中至關重要之處。半橋電路中，低端與高端脈衝之間的頻率和截止時間能夠根據一個外部的時序電容進行調整，以適應各種用途、功率位準以及切換裝置。
二級POL
在負載點上，一個2相雙輸出同步降壓轉換器只需要輸出感應器、輸出電容器和輸入電容器以及少量的其他被動元件就能輕鬆地完成IBA設計，並能比其他作用相當的分離式方案節省50%的佔位面積。而高漣波頻率也能夠使其元件小於其他地方所需元件。
在首批此樣的“電源建置區塊”中，國際整流器公司的iP202採用IR的iPOWIRTM 技術，將PWM控制器、相關控制與同步MOSFET開關功能、Schottky二極體以及輸入旁路電容器封裝在單一封裝中，其體積為9.25mm x 15.5mm x 2.6mm。
並且，由於該設備能夠通過DC匯流排轉換器的輸出電壓直接供電，沒有對外偏壓電路的依賴，因此其佔位面積將有可能減小，且同時縮短設計時間。它還能實現與外部其他POL的同步，使輸入EMI濾波變得更加容易。
綜述
為測試新中間匯流排佈局的性能，通過根據起始設計的模組達到IBA的最佳狀態，圖1中的DC匯流排轉換器與兩個iP202結合在一起，構成了如圖2所示的3輸出範例元件。從圖3中可以看出IBA是如何使總電功率達到84.5%以上的，此很可能成為滿足低電壓邏輯、處理器和ASIC等現代系統要求的替代品。
