模塊化電源：讓高密度功率器件設(shè)計(jì)更高效穩(wěn)定

現(xiàn)代集成技術(shù)帶來了電源技術(shù)的改進(jìn)，越來越多的電源開始走向模塊化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中到底應(yīng)該選擇模塊化電源還是傳統(tǒng)控制器加外部元件？用戶常常在兩者之間徘徊不定，其中成本問題是用戶的首要考慮因素，模塊化電源成本較高，因此在預(yù)算緊張的前提下用戶還會優(yōu)先選擇傳統(tǒng)控制器外加分立器件設(shè)計(jì)方式，但是如果出現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對尺寸的限制或者較高的穩(wěn)定性能，模塊化電源就成為用戶的不二之選。

Intersil一直致力于模塊化電源的研發(fā)，最新推出了一款全密封式數(shù)字DC/DC PMBus電源模塊ISL8271M，Intersil公司高級應(yīng)用經(jīng)理梁志翔先生介紹，“該模塊是一款完整的降壓電源模塊，支持12V或5V業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)輸入電壓并提供最大50A輸出電流，如將四個模塊結(jié)合起來使用可提供高達(dá)200A輸出電流。它為空間緊張和功率密集型電信及數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中的先進(jìn)FPGA、ASIC、處理器和內(nèi)存提供了負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換解決方案。ISL8272M與Intersil的PowerNavigator圖形用戶界面結(jié)合使用，可簡化系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換和配置，同時幫助加快設(shè)計(jì)速度。”

Intersil 公司高級應(yīng)用經(jīng)理 梁志翔

電源電路設(shè)計(jì)簡單，專有構(gòu)架提高穩(wěn)定性
模塊化電源的最大優(yōu)勢就是將DC/DC 開關(guān)控制器、功率MOSFET、電感以及大多數(shù)被動元件集成在一起，只需要配置幾個外圍器件即可以運(yùn)行。梁志翔強(qiáng)調(diào)，“ISL8271M模塊電源采用數(shù)字控制回路專利技術(shù)，通過 PMBus 接口提供精確的定序和系統(tǒng)監(jiān)測，單時鐘周期快速瞬態(tài)響應(yīng)以保證最優(yōu)動態(tài)性能。 ”

ISL8272M典型應(yīng)用

從上圖可以看出，ISL8271M設(shè)有引腳短接配置和PMBus接口兩種控制模式，引腳短接配置只需配置6個電阻即可以工作運(yùn)行，可以當(dāng)做模擬模塊使用；PMBus配置模式下可以作為數(shù)字電源協(xié)調(diào)運(yùn)行?！霸趦煞N配置模式下工作兩者輸出精度一樣?！绷褐鞠柩a(bǔ)充，“一般的電源模塊隨著溫度的變化輸出會出現(xiàn)不同程度的波動，而ISL8271M采用ChargeMode（電荷模式）控制架構(gòu)，這有助于實(shí)現(xiàn)無補(bǔ)償設(shè)計(jì)，使電源在輸出電容由于溫度、變異或老化而引起的變動之下保持穩(wěn)定性?！?/p>

創(chuàng)新的封裝技術(shù)，極速散熱
電源在工作過程中所產(chǎn)生的熱量直接影響電源輸出，散熱性能良好是保證其正常運(yùn)行的重要條件?！斑@款電源模塊采用小型化和熱增強(qiáng)型高密度陣列（HAD）封裝幫助簡化散熱管理，功率元件直接位于銅引線框架之上，功率元件與PCB間的熱阻低，PCB電源層充當(dāng)模塊熱沉，從圖中可以看出，可以保持結(jié)溫低于125℃，因此可以達(dá)到最大功率，大多數(shù)轉(zhuǎn)化比的效率高于90%。”梁志翔解釋。

集成電源模塊和分立式電源優(yōu)勢對比
集成電源模塊和分立式電源兩種方法各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。分立式電源相對成本較低，但是尺寸較大，占用產(chǎn)品空間較大，設(shè)計(jì)周期較長，元器件多穩(wěn)定性無法保證。集成電源模塊相對成本較高，但是尺寸較小，占用產(chǎn)品空間較小，設(shè)計(jì)簡單，性能較高，容易安裝。對比發(fā)現(xiàn)，ISL8271M非常適用于高密度功率器件，如高端儀器儀表、 工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備等。

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