模塊電源發(fā)展趨勢(shì)及工藝發(fā)展方向
模塊電源廣泛用于交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動(dòng)通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車電子、航空航天等。由于采用模塊組建電源系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)周期短、可靠性高、系統(tǒng)升級(jí)容易等特點(diǎn),模塊電源的應(yīng)用越來越廣泛。隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開關(guān)的大量使用,模塊電源功率密度越來越大,轉(zhuǎn)換效率越來越高,應(yīng)用也越來越簡(jiǎn)單。
模塊電源發(fā)展趨勢(shì)
1)高功率密度、低壓輸出(低于3.3V)、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的需求推動(dòng)模塊電源的發(fā)展。
2)非隔離式DC-DC變換器(包括VRM)比隔離式增長(zhǎng)速度更快。
3)分布式電源比集中式電源發(fā)展快,但集中式供電系統(tǒng)仍將存在。
4)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的DC-DC變換器所占的比重將增大。
5)模塊電源的設(shè)計(jì)日趨標(biāo)準(zhǔn)化,控制電路傾向于采用數(shù)字控制方式。
模塊電源工藝發(fā)展方向
降低熱阻,改善散熱——為改善散熱和提高功率密度,中大功率模塊電源大都采用多塊印制板疊合封裝技術(shù),控制電路采用普通印制板置于頂層,而功率電路采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的板材置于底層。最常用的密封材料是硅樹脂,但也有采用聚氨酯橡膠或環(huán)氧樹脂材料。后兩種方式絕緣性能好,機(jī)械強(qiáng)度高,導(dǎo)熱性能好,成為近年來模塊電源的發(fā)展趨勢(shì)之一,是提高模塊功率密度的關(guān)鍵技術(shù)。
最近出現(xiàn)了MLP(Multilayer Polymer)片狀電容,溫度膨脹系數(shù)和銅、環(huán)氧樹脂填充劑以及FR4 PCB板都很接近。另外為進(jìn)一步減小體積,二次集成技術(shù)發(fā)展也很快,直接購置裸芯片,經(jīng)組裝成功能模塊后封裝,焊接于印制板上,然后鍵合。功率密度更高,寄生參數(shù)更小,采用相同材料的基片,不同器件的熱匹配更好,提高了模塊電源的抗冷熱沖擊能力。
扁平變壓器和磁集成技術(shù)——磁性元件往往是電源中體積最大、最高的器件,減小磁性元件的體積就提高了功率密度。
隨著模塊電源集成化和一致性設(shè)計(jì)的推進(jìn),模塊的應(yīng)用也日趨標(biāo)準(zhǔn)化,應(yīng)用電路越來越簡(jiǎn)單,選型也變得相對(duì)容易。