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模块电源普遍用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等。由于采用模块组建电源系统具有设计周期短、稳定性高、系统晋级容易等特点,模块电源的应用越来越普遍。随着半导体工艺、封装技能和高频软开关的大量使用,模块电源功率密度越来越大,转换效率越来越高,应用也越来越简单。
模块电源发展趋势
1)高功率密度、低压输出(低于3.3v)、及时动态响应的需求推动模块电源的发展。
2)非隔开式dc-dc变换器(包括vrm)比隔开式增加速度快。
3)分布式电源比集中式电源发展快,但集中式供电系统仍将存在。
4)标准设计的dc-dc变换器所占的比重将增加。
5)模块电源的设计日趋标准化,control电路倾向于采用数字control方式。
模块电源工艺发展方向
减低热阻,改变散热——为改变散热和升高功率密度,中大功率模块电源大都采用多块印制板叠合封装技能,control电路采用普通印制板置于顶层,而功率电路采用导热性能advanced的板材置于底层。较常用的密封材料是硅树脂,但也有采用聚氨酯橡胶或环氧树脂材料。后两种方式不导电性能好,机械强度高,导热性能好,成为近年来模块电源的发展趋势之一,是升高模块功率密度的关键技能。
近日出现了mlp(multilayer polymer)片状电容,温度膨胀系数和铜、环氧树脂填充剂以及fr4 pcb板都很接近。另外为进一步减小体积,二次集成技能发展也很快,直接购置裸芯片,经组装成功能模块后封装,焊接于印制板上,然后键合。功率密度高,寄生参数小,采用相同材料的基片,不同器件的热匹配好,升高了模块电源的抗冷热冲击能力。
扁平变压器和磁集成技能——磁性元件往往是电源中体积较大、较高的器件,减小磁性元件的体积就升高了功率密度。
随着模块电源集成化和一同性设计的推进,模块的应用也日趋标准化,应用电路越来越简单,选型也变得相对容易。
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