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模块电源的未来发展方向

    电源模块http://www.gztoppower.com.管理芯片是技术比较成熟的产品,国内外厂家之间的竞争也非常激烈,采取哪些发展方向来确保行业领先的地位,一直是各家大厂不断思考的问题。

    广州顶源电子(TOPPOWER)战略及基础设施电源产品事业部张总在电源管理行业有着数十年的工作经验,他指出,随着系统需求发生变化,电源管理技术需要及时改进,使之成为最活跃的创新领域之一。虽然电源管理技术早已成型,但当前的解决方案于其最早形态早已大有不同。不断变化的化学电池、对环保技术的更加重视、对移动性和更小外形的渴望都在使传统电源管理解决方案发生改变。现今的系统要求极高的效率水平和更小的尺寸,这要求更高的集成度以及电路设计、封装和工艺技术专业知识,许多情况下还要求全面采用数字电源。


    广州顶源电子(TOPPOWER)公司战略及基础设施电源产品高级工程师:工业开关电源的集成趋势


    工业开关电源的集成趋势:绿色区域代表现有完全集成式同步降压稳压器的技术,即所有的调制器、驱动器、功率MOSFET都集成在一个IC中;蓝色区域则代表功率MOSFET和调制器分立的产品方案。广州顶源电子(TOPPOWER)工业电源市场与应用总监吴总说十年前,绿色区域面积要比蓝色区域小得多,但随着LDMOS技术的发展,越来越多集成的解决方案被开发出来。不过,追求高输入电压和低电流的情况例外,只能选择控制器+外部功率MOSFET的解决方案来实现,

    另外,吴总表示:数字控制器最重要的是PMBus遥测功能,通过该功能可监测每一个负载的温度、过电、过压功能,因此主要应用于对功率顺序和电压余量有较高要求的场合。比如,现在计算、通信、服务器等应用都在使用FPGA,它有多个电压轨,功率顺序非常重要,这时数字控制器的灵活性要优于模拟控制器。但对工业应用而言,它们往往不需特别高的功率,电路也不是特别复杂,对于PMBus遥测功能没有非常严格的要求,反而是对占板空间、效率、解决负载点问题的需求很强烈,因此模拟控制器更为适合。


   但他也同时指出,现在市场上对于消除中间级总线,直接把高压(比如40V、36V、42V)转化为低压(包括3.3V、5V或者1V)的呼声越来越高。此外,随着FPGA、MCU、ASIC复杂性的日益上升,电压轨数目增多,以及备用电池的使用增多等,也都正在成为工业通用型电源发展的新趋势。


   广州顶源电子(TOPPOWER)公司战略及基础设施电源产品张总指出:目前在移动设备市场,客户面临激烈竞争,业务变化非常迅速,由于需要在不断为其产品添加新特性和功能,同时还要延长电池续航时间,所以他们对电源模块具有苛刻的要求。随着终端变得更小、更薄、以及电路板面积缩小,将这些功能集成在单个芯片上的需求显著上升,而这正是顶源带给客户的重大优势之一。


    而在工业和基础设施市场,为支持先进的网络处理器、内存、FPGA和ASIC,电压轨的数量正在不断增加,使得电源设计日益复杂,这需要更多DC/DC转换器来管理电源负载。随着电源需求变得更加复杂,电源管理同样变得更加复杂。在这个原因下,为了节省设计时间,电源模块重新流行起来。利用先进IC及封装来提供高效和一揽子电源解决方案的高度集成电源模块,将使系统设计工程师无需成为专家也能采用最佳电源技术。


    那么工程师在设计工业电源时,应该如何选择控制器?该最先关注哪些功能或参数?吴总对此回复:很多参数都是必须要考虑的,输入电压范围、输出电压范围等。从控制器角度来讲,一个重要的因素是可以支持的最小接通时间,因为只有在最小接通时间非常低的情况下,才有可能实现大幅度调整;其次可以关注栅极驱动,即它能驱动的功率MOSFET的最大是多少;第三则要看易用性,在默认设置上看搜索频率、软启动还有引脚数量是否满意;第四大要素是开关频率,在拥有很高的开关频率的情况下,对电流波、效率、电感尺寸的选择余地就非常大。当然,参考设计的使用也非常关键,毕竟谁都不愿意从头再去对一个芯片做研究和探索。


    但不论技术如何改进,对于模块电源产品来讲,效率还是重中之重。TOPPOWER 张总 表示,通过改善产品架构降低静态电流将是未来的方向之一。针对FET技术和集成式控制器,会进一步投资技术来降低RDS,并不断提升控制器的制造工艺,从而达到降低占板空间、提升效率的目的。


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