模块电源发展趋势及工艺发展方向

发布日期:2019-02-13 10:14,查看次数:221

  模块电源广泛用于交换设备、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、可靠性高、系统升级容易等特点,模块电源的应用越来越广泛。随着半导体工艺、封装技术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)、快速动态响应的需求推动模块电源的发展。

  2)非隔离式DC-DC变换器(包括VRM)比隔离式增长速度更快。

  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大。

  5)模块电源的设计日趋标准化,控制电路倾向于采用数字控制方式。

  模块电源工艺发展方向

  降低热阻,改善散热——为改善散热和提高功率密度,中大功率模块电源大都采用多块印制板叠合封装技术,控制电路采用普通印制板置于顶层,而功率电路采用导热性能优良的板材置于底层。最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。后两种方式绝缘性能好,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,是提高模块功率密度的关键技术。

  最近出现了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,二次集成技术发展也很快,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。功率密度更高,寄生参数更小,采用相同材料的基片,不同器件的热匹配更好,提高了模块电源的抗冷热冲击能力。

  扁平变压器和磁集成技术——磁性元件往往是电源中体积最大、最高的器件,减小磁性元件的体积就提高了功率密度。

  随着模块电源集成化和一致性设计的推进,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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