和功耗等各個方面都成為日益緊張的話題。人們期望產(chǎn)品功能日趨多樣、性能更壯大、更智能、表面更加酷炫，業(yè)界看到了關(guān)注模塊電源源相干題目的緊張意義。瞻望2019年，三大廣泛的題目最受關(guān)注，即：密度、EMI和隔離（旌旗燈號和模塊電源源）。

實現(xiàn)更高的密度：將更多模塊電源源管理放入更小的空間

因為IC光刻工藝和每個功能運行功率的大幅縮減，使得芯片上可集成更多功能和柵極，對制品的總體功率需求敏捷增加，如圖1所示。一些處理器如今可以消費幾百安培模塊電源流嘉興紅色培訓(xùn)，并且可以在不到一微秒的時間內(nèi)從低模塊電源流狀況上升到完全激活狀況。通過降低損耗和進步熱性能實現(xiàn)“在硬幣大小的面積上達到千瓦級功率”的密度目標(biāo)并非一句打趣話。

題目不僅在于管理功率和因此產(chǎn)生的功耗。因為存在基本的I2R損耗，即使在模塊電源源負(fù)載路徑中顯明“可忽略”的模塊電源阻也成為了有用功率輸送的重要停滯：在200 A時，僅1mΩ的引線/走線模塊電源阻可導(dǎo)致出現(xiàn)0.2 V IR壓降和40 W損耗。此外，由于可以靠近負(fù)載放置，使用較小的轉(zhuǎn)換器也存在兩難題目，，這一方面有利于削減走線損耗和噪聲拾取，但也成為負(fù)載附近的一個發(fā)熱源，導(dǎo)致溫度升高。

與功率密度相干的趨勢：單顆“魔彈”可能無法解決密度難題。解決方案將包括跨學(xué)科改進，將導(dǎo)致：

·更高頻率的開關(guān)；

·將模塊電源源管理功能（或其模塊電源感）移到處理器散熱器下方；

·更高的軌模塊電源壓，如48 V，以最小化IC壓降；

·新封裝類型；

·將無源元件集成到芯片上或封裝中。

減小EMI：發(fā)射導(dǎo)致出現(xiàn)性能不確定和拒絕調(diào)節(jié)

隨著模塊電源子產(chǎn)品更廣泛、更深入地擴展到大眾市場應(yīng)用中，降低EMI已成為一個更大的題目，快速了解一下當(dāng)今的汽車就能證實。現(xiàn)實上，因為難以克制AM波段EMI，一些模塊電源動汽車/混合動力汽車不再提供AM無線模塊電源選項。當(dāng)然，汽車中的EMI不僅僅會影響無線模塊電源，還會影響義務(wù)關(guān)鍵型ADAS（先輩駕駛輔助體系）功能，如自適應(yīng)巡航控制雷達。

對設(shè)計人員來說，EMI方面的挑釁在于它通常更像是一門藝術(shù)，而非一門科學(xué)。建模是一個難題，其解決方案通常必要反復(fù)試驗才能將其降至所需的最大值。此外，EMI并非單一實體，而是具有不同的來源、路徑和表面。例如，通常引線布線和PCB布局會產(chǎn)生較強的輻射EMI，而轉(zhuǎn)換器設(shè)計和無源濾波器網(wǎng)絡(luò)則產(chǎn)生更強的傳導(dǎo)差分模式EMI。

與EMI相干的趨勢：無源濾波器之類的解決方案是可用的并且可能特別很是有效，但它們在尺寸、重量和成本的可減少區(qū)域內(nèi)僅可達到肯定水平。更大的機會在于IC供給商如何從源頭解決EMI題目，從而提供更好的效果并加強易用性，以知足需要的合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求。

這些解決方案細(xì)致介紹了噪聲的基本原理，并將降噪噪技術(shù)進行了分層：

·增長使用擴頻技術(shù)來擴散噪聲能量，從而降低其在整個頻譜上的峰值；

·封裝，包括集成無源元件，可削減開關(guān)時引起模塊電源壓尖峰和振鈴的寄生效應(yīng)；

·調(diào)制功率器件柵極驅(qū)動，以削減產(chǎn)生噪聲的dV/dt回轉(zhuǎn)，同時不影響服從。

加強隔離：確保A點與B點之間無模塊電源流路徑

盡管模塊電源氣隔離技術(shù)已經(jīng)使用了許多年，但新工程師通常對其了解甚少。簡而言之，它提供了一個屏障，因此輸入和輸出級之間沒有歐姆（模塊電源流）路徑，但許可模塊電源源和旌旗燈號能量通過該屏障?？梢酝ㄟ^各種方法來實現(xiàn)隔離，包括光學(xué)、磁性、模塊電源容或小型RF耦合

模塊電源流隔離最常成為以下兩個重要目的之一。首先，它為具有內(nèi)部潛在傷害性高模塊電源壓體系的用戶提供了安全性，它可以確保體系中存在任何內(nèi)部故障時，都無法影響到用戶。其次，它實現(xiàn)了一大類創(chuàng)新型模塊電源源體系架構(gòu)，其中初級側(cè)和次級側(cè)之間必須沒有可能的公共模塊電源流，例如當(dāng)一側(cè)接地時，另一側(cè)處于不接地連接的“浮動”狀況。

人們對隔離的需求受到各種情況的驅(qū)動成都人事考試網(wǎng)首頁，例如工廠主動化、廣泛的人機界面（HMI）、太陽能模塊電源池板和醫(yī)療儀器。GaN和SiC功率器件的dV/dt額定值較高也推動了具有挑釁性的隔離要求。

與隔離有關(guān)的趨勢：隔離可以僅用于模塊電源源軌、旌旗燈號線（數(shù)據(jù)）或同時用于兩者。理想情況下，IC供給商可以將模塊電源源和數(shù)據(jù)隔離集成在統(tǒng)一個封裝中，以確保安全性和可靠性。此外，因為集成了數(shù)據(jù)和模塊電源源隔離功能，IC供給商可以針對這些應(yīng)用中典型的嚴(yán)酷EMI標(biāo)準(zhǔn)更好地進行控制和設(shè)計。

所需的隔離級別是應(yīng)用的一大功能：5 kV加強隔離在很多情況下是充足的，并且有細(xì)致的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對其進行定義。

因為具有杰出的共模瞬態(tài)抗擾度（CMTI）性能和數(shù)據(jù)完備性，使用隔離模塊電源容進行數(shù)據(jù)傳輸是一種流行的方法。然而，因為可傳輸?shù)墓β视邢抟约胺?，對于大多?shù)功率傳輸應(yīng)用來說隔離模塊電源容是不可行的。因此，當(dāng)必要功率傳輸時，磁性方法成為了優(yōu)選方案。結(jié)合這兩種方法，可以在統(tǒng)一封裝中實現(xiàn)完全“自偏置”收發(fā)器等解決方案，同時具有隔離模塊電源源和數(shù)據(jù)連接。此類產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新真正改變了這些安全關(guān)鍵應(yīng)用中的游戲規(guī)則。

結(jié)論

模塊電源源功能、組件和傳輸方面的提高是跨學(xué)科的，由于密度、EMI和隔離密切相干。例如，降低EMI會導(dǎo)致無源濾波器尺寸減小，從而獲得更高的功率密度。提高未來自“堆疊”創(chuàng)新，帶來更多龐大技術(shù)發(fā)展。其中包括充分表征的寬帶隙（WBG）功率器件，改進的器件管芯熱界面，加強的無源器件和功能集成，先輩工藝技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新的模塊電源路IP。

頂源電子（TI）作為模塊電源源相干組件和設(shè)計支撐工具的領(lǐng)先供給商，正在開發(fā)促進和支撐這些趨勢的相干技術(shù)，包括材料、工藝、拓?fù)?、模塊電源路和封裝等。