电子产品世界

有越来越多的供应商在许多方面提供的技术的模块电源，由于改进。现在是时候采取这种新一代的功率模块的优势。选择电源模块的过程是重要的，设计人员需要选择的值(性能和尺寸)与成本效益方面的最佳解决方案。

对于更高密度的板和降低系统的大小的要求也推动了对小的DC / DC溶液，所得的与功率模块的演变。它花了很多年的电力模块技术到达大众市场。在早期的日子里，这是非常难设计的电源转换器。在当时，他们被设计完全用分立和含铅元件或从龙头取下一个变压器。现实情况是，在设计电源转换器被认为是一个黑色的艺术。很少有这方面的专家谁了电源转换的各个环节非常了解。在设计周期花了一年多，因为还需要多次重复设计而引起的高di / dt和dv / dt和不当或约束的布局，增加了EMI辐射量稳定性问题，组件故障或EMI问题。

后来，如Unitrode公司公司开发的PWM控制器和功率晶体管供应商开始提供MOSFET技术来取代双极型晶体管。开关转换频率提高到约100 kHz和表面贴装元件进入主流。通过改进工艺，包装和MOSFET技术，DC / DC稳压器集成了控制器和电源开关抵达。这使得进一步减少电路板空间，提高功率密度的(见图1)。

DC/DC转换器的演变和发展趋势的图像

图1：DC/DC转换器的演变和发展趋势。

今天只有少数半导体供应商提供在单一封装中的所有功能于一身的DC / DC解决方案。除了所述控制器和功率开关，电感器和无源器件现在集成到包。为了减少模块包的形式因子，电感尺寸必须显着减少，同时还提供良好的性能。这可以通过增加开关频率，从而允许较小的电感与电感较少被使用，这也减少了电感器的直流电阻而实现。的权衡将是增加切换来自控制器和MOSFET损失。

好消息是，半导体工艺和MOSFET技术这么多年来显著的改善，降低了较高的开关频率的影响。用小的几何尺寸，改进的性能可以达到和硅尺寸可以减少。较新的MOSFET与优点的改进的数字有助于优化开关和传导损耗的权衡，从而允许改进的效率，从而允许更小的封装尺寸可提供足够的电力功耗。另外，包装技术的演进，其中，可以实现功耗的数瓦在小包装作为热阻已经减少。此外，无源元件供应(电容，二极管，电阻器)已经降低了他们的足迹，以节省空间为好。随着这些技术改进，这使得集成电源模块来实现功率密度今日(图2)可用的水平。

在技术的改进的图像

图2：在技术的改善，需要在很多方面。

为什么要在一个独立的方式使用电源模块?

除了一个事实，即电源模块实现了更小的体积比分立式解决方案，在使用电源模块等诸多优点。虽然可以使用离散的方式来获得最高的效率，如果节省电路板空间是你的主要要求，你可能会受益于权衡效率的百分之几，以满足密度要求。例如，Micrel公司电源模块实现的效率在90%的范围内，以及在轻负载高效率，由于负荷的HyperLight™技术。

分立的功率转换器需要更多的空间和仔细元件位置作为这成为一个问题。布局和布线可以说是相当具有挑战性的优化。交流电流回路更大，可以更容易受到辐射EMI的问题，因为这些回路像的天线。一个模块中的关键功率元件的集成减少了线圈的尺寸与只需要把输入输出电容靠近IC和连接到GND，这是相当容易实现。为广大的客户，满足CISPR22，B类或EN55022的要求是必要的。图3显示了这些新模块的性能。

效率和EMI性能的图像

图3：效率(左)和EMI性能。

关键词： 电源模块 DC\/DC转换器