摘要
随着对人工智能(AI)、机器学习(ML)及云应用的依赖日益加深，市场对紧凑、高效且可靠的电源转换解决方案产生了前所未有的需求。本文将介绍一款面向传统数据中心48V中间总线转换的1/4砖DC‑DC转换器参考设计，其性能优于现有市售方案。这款参考设计在标准封装尺寸内采用了ADI分立器件方案，可提供极具竞争力且可扩展的解决方案，以满足高性能应用（包括超大规模计算与工业系统）不断增长的需求。
 
引言
1/4砖模块(QBM)参考设计是一款基于ADI公司1/4砖(QB)系统架构的高性能DC‑DC转换器。它采用全新系列耦合电感，满足严格的分布式电源开放标准联盟(DOSA)尺寸要求，并在标准封装尺寸(CFP)内实现2kW连续功率输出。借助该设计方案，QBM解决方案降低了传统硬开关转换器的累积损耗，提升了工作效率，为高要求应用提供了高可靠性方案。
 
通过利用ADI最新的48V/54V转12V中间总线转换(IBC)技术，该参考设计简化了系统复杂度，助力客户缩短研发周期。本文提供的完整测试数据表明，该设计方案在转换效率、热性能与可扩展性方面均实现了明显的提升，适合作为面向传统高功耗数据中心环境的新一代电源模块。此外，该架构可满足当前IBC应用需求，并为未来采用400V～800V总线电压的高压系统提供兼容路径。


如图1所示，QBM参考设计采用业界通用的DOSA标准机械引脚排列，确保无缝集成到现有系统主板中。以单模块方式工作时，引脚排列可简化为仅包含PMBus®信号。详细引脚配置如表1所示。

表1：ADI 1/4砖模块参考设计引脚配置

引脚编号	引脚名称	功能
1	+VIN	正输入引脚
2	RC	DC-DC使能
3	-VIN	负输入引脚
4、5	-VO	负输出引脚
6	PG	电源良好
7、8	+VO	正输出引脚
9	SS	软启动引脚
10	CLK_IN	外部时钟输入
11	-VSNS	正远程检测输出
12	SDA	PMBus数据
13	SALERT	PMBus警报
14	SCL	PMBus时钟
15	SA1	PMBus ASEL1地址三态
16	SA0/+VSNS	PMBus ASEL0地址三态/正远程检测输出
17	ISHARE	主动均流引脚

 
该参考设计采用平顶底板，可有效为电源转换器FET进行散热，如图2所示。该底板经过优化设计，可实现出色的热管理，搭配现成的1/4砖散热器使用时，能够支持更长时间的功率输出。

 
用户可通过ADI专有且易用的LTpowerPlay®软件，配合DC1613适配器，对QBM参考设计进行参数配置。该工具支持用户设置典型工作参数，定义故障触发阈值及对应响应动作，并记录工作周期，以实现全面的监测与控制。图3展示了QBM在LTpowerPlay中的用户界面。

 
在这次评估中，气流方向为从图中右侧流向左侧。测试装置还在未安装底板的条件下进行评估，以分析模块内部各功率级的热点分布，如图10所示。
 
模块之间的电流失配度是衡量并联运行性能的主要指标。图11显示了两个模块在总功率4kW工况下的读数。电流失配度越低，均流效果越好。这一点也十分重要，可以确保各模块在相同的热条件下运行，最大限度地发挥两个模块的功率输出处理能力。图12展示了该测试装置下的电流失配性能。

 
图13所示的热成像图展示了两个QBM模块在无底板条件下以4kW功率运行的状态。整体热性能分布趋势一致，各对应区域之间的温度差为个位数。
基于上述关键性能指标，ADI QBM参考设计为需要在CFP封装内实现高功率IBC应用、追求顶级性能的客户，提供了一套简洁、稳健且极具竞争力的解决方案。

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