在核算和消费电子产品中，功率已经有了明显的前进，重点是AC/DC转化上。不过，跟着80 PLUS，Climate Savers以及EnergyStar 5等标准的呈现，规划人员开端认识到，AC/DC和DC/DC功率体系都需求改善。

    AC/DC均匀体系功率在65%左右，而DC/DC均匀体系功率为80%，所以不难理解为什么咱们侧重于AC/DC体系。不过，现在应该从头查看DC/DC体系，找出改善功率的新办法。

    核算、通讯和消费运用体系中的DC/DC担任转化、办理并分配功率，为显卡、处理器芯片以及内存等功用供给电能，而一切这些功用都面临着前进功能的需求，因而就比任何时候都需求更高的功率。已经有研讨运用MOSFET的最新进展以及先进的热封装技能来前进现有的开关电路和相关的功率晶体管器材的功率。
细心挑选电源部件，特别是车载的同步降压变换器，能够大幅度改善新平台的功率密度、功率以及热功能。例如，假如有50万台服务器都完全符合80 PLUS动力规则的要求，那么所节约的动力足以供给超越377 000户家庭的用电。

    电路和损耗

    降压或同步降压电路是一切低电压DC/DC功率办理体系的重负荷部件，而一切同步降压电路中的首要功率损耗来自MOSFET的开关和传导损耗。

    在任何台式电脑中都能够找到常见的降压整流器（VRM），如图1所示，这种整流器在满载时能够供给超越25A的电流和1.2V的输出。因而，1个MOSFET将坐落主通路中或高边插槽，而2个并联的MOSFET将坐落飞轮或底边插槽中。将12V的输入降压为1.2V的输出，那么占空比是10%，所以高端MOSFET将调理为低开关损耗，而低端MOSFET对将把RDS(ON)调理到最低，以最小化传导损耗。

    由分立的驱动器和MOSFET完成的多相VRM VCORE计划的典型峰值功率是90%，呈现在每相额定电流10A处，而在满载30A电流时，功率下降到85%。关于今日的规划人员而言，完好的VRM体系一般输出功率为100W，功率为85%，也就是说功率损耗为15W。

    硅基MOSFET的逐渐改善

    MOSFET厂商首要经过两种办法来优化工艺的开展。首要，为了改善产品的开关特性（开关速度），他们施行了先进的栅极结构规划，下降了栅极电荷（Qg）效应。其次是添加单元密度，也就是说，在巨细相同的晶片上，导通电阻明显下降。RDS(ON)和电流是MOSFET传导损耗的两项决定因素，传导损耗的核算公式很简单：

Ploss=I2×RDS(ON)  传导损耗
Ploss=1/2V×I×(Tr+Tf)×F  开关损耗
    图2显现了Fairchild公司≤30V的N沟道MOSFET单元密度的前进。每个条形都表明新的工艺前进。能够看到，在最近的十年中，单元密度从3200万单元/平方英寸添加到现在的10亿单元/平方英寸。

    MOSFET功能系数

     在业界，常用的功能测量办法始终是功能系数（FOM），而从根本上讲，这只不过是归纳考虑了晶体管导通电阻和栅极电荷。

FOM=RDS(ON)×Qg
    RDS(ON)直接与传导损耗有关，而Qg直接与开关损耗有关。FOM越小，功能越好。
图3显现了低电压MOSFET工艺开展中FOM的前进。关于2004年施行的PowerTrench3而言，最好的FOM是240，而今日的PowerTrench5硅工艺中最好的FOM是126。

    惋惜的是，FOM下降50%并不意味着MOSFET损耗削减50%，由于它们的联系不是线性的。不过，经过细心的挑选和优化，今日的MOSFET依然能够明显下降体系的功率损耗。

    体系级功率

    因而，功率MOSFET是DC/DC功率电路中功率损耗的元凶巨恶，经过选用先进的器材，能够将这一损耗大幅下降。那么这与体系整体功率有什么样的联系呢？
规划人员寻求办法来改善负荷分别为低、中等、高时整个机器作业规模内的体系功率。在满载时，例如在核算机发动或许处理工序繁忙时，功率体系中传导损耗占主导。只需挑选RDS(ON)较小的MOSFET就能够明显下降损耗。十分风趣的是，大多数PC在作业运用期中大部分时刻处于待机或睡觉状况，因而低负荷时的功率十分重要。

     图4显现了实践的功率图，数据取自台式机电源整流器模块相位管柱。这4条曲线是将2个不同的MOSFET器材分别在300kHz和550kHz处得到的成果。咱们能够看到整个负载电流规模内的功率。

     留意上面的两条曲线，在满载（30A）时，能够看到最新的器材的功率有1.5%的改善。相同仍是这两条曲线，在负荷较小（15A）时，能够完成0.69%的改善。假如对整个负荷规模积分，那么与今日常见的计划比较，运用最新的MOSFET器材时均匀功率损耗能够下降8%～10%。即便在较高的开关频率541kHz处，能够看到在负荷小时体系级功率依然高于80%，而在满载时功率大于70%。假如频率持续添加，那么开关损耗将急剧添加。

     大多数DC/DC变换器的最佳作业频率是250～300kHz，由于这样的频率所发生的开关损耗和传导损耗都能够接受，并且输出到负载的纹波也足够低。作业在250kHz以下时功率会更高一些，可是电压输出的误差或许太大，因而无法用来给PenTIum芯片组供电。

    相同的主意能够用于笔记本电脑处理器的电源、游戏机，还能够用在置顶盒和其他家用消费电子产品，虽然它们的电流要小得多。每一毫瓦的动力节约看起来都寸步难行。不过，它能够为今日的环境问题形成全球的改善。许多办法上的小的改善都会发生明显的作用。