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電源模塊

電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應器,其特點是可為專用集成電路(ASIC)、數字信號處理器 (DSP)、微處理器、存儲器、現場可編程門陣列 (FPGA) 及其他數字或模擬負載提供供電。一般來說,這類模塊稱為負載點 (POL) 電源供應系統或使用點電源供應系統 (PUPS)。由于模塊式結構的優點甚多,因此模塊電源廣泛用于交換設備、接入設備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。


      近幾年,隨著電力電子的高速發展,電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切,而電子設備都離不開穩定的電源,進入80年代計算機電源整體實現了電源模塊化,先完成計算機的電源換代,進入90年代模塊電源相繼進入各電子、電器設備領域,程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已普遍地使用了電源模塊,推進了電源的及時發展?,F在,數字電視、LED、IT、安防、高鐵、能智化工廠等新興領域的能智化應用也將大大推進電源市場的發展。


  電源模塊是新的一代的電源產品,主要應用于民用、工業和軍方用等多領域,包括交換設備、接入設備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。由于采用模塊組建電源系統具有設計周期短、穩定性高、系統升高容易等特點,模塊電源的應用越來越普遍。近幾年由于數據業務的及時發展和分布式供電系統的不斷推廣,模塊電源的增幅已經過了其他電源。

  有業內人士認為,電源模塊高頻化是其發展的方向,高頻化使電源模塊小型化,并使電源模塊進入普遍的應用領域,額外是在高新技能領域的應用,推動了模塊電源的發展前進,每年以過兩位數字的增加率向著輕、小、薄、低噪聲、高穩定、抗阻擾的方向發展。

  電源模塊可分為AC/DC和DC/DC兩大類,DC/DC變換器現已實現模塊化,且設計技能及生產工藝在國度內外均已成熟和標準化,并已得到用戶的承認,但AC/DC的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進程中,遇到較為復雜的技能和工藝制造問題。另外,模塊電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。

  一、功率密度沒有高只有較高

  隨著半導體工藝、封裝技能和高頻軟開關的大量使用,模塊電源功率密度越來越大,轉換效率越來越高,應用也越來越簡單。目前的新型轉換及封裝技能可使電源的功率密度過(50W/cm3),比傳統的電源功率密度加多不止一倍,效率可過90。沖破性的性能,較目前市場上供應的同類型轉換器功率密度高4倍,讓數據焦點、電信和工業等應用領域構建有用的高壓直流配電基礎設施。

  二、低壓大電流

  隨著微處理器工作電壓的下降,模塊電源輸出電壓亦從以前的5V降到了現在的3.3V甚至1.8V,業界預測,電源輸出電壓還將降到1.0V以下。與此同時,集成電路所需的電流增加,要求電源提供較大的負載輸出能力。對于1V/100A的模塊電源,有用負載相當于0.01,傳統技能較難勝任如此高難度的設計要求。在10m負載的情況下,通往負載路徑上的每m電阻都會使效率下降10,印制電路板的導線電阻、電感器的串聯電阻、MOSFET的導通電阻及MOSFET的管芯接線等對效率都有影響。

  三、數字控制技能大量采用

  電源模塊使用數字信號控制(DSC)技能對電源的閉環反饋實施控制,并形成與外界的數字化通訊接口,采取數字控制技能的模塊電源是模塊電源行業未來發展的新趨勢,目前產品還很少,多數模塊電源企業不掌握數字控制的模塊電源技能,業內人士認為在各應用中,升高的能效的要求將在未來一年里推動電源管理IC的需求。數字電源管理經歷了數年的緩慢發展后,現在已經進入了及時發展的階段。未來10年里,對于能效產品的主要研究將有望推動DC-DC轉換器等應用采納數字電源管理。

  四、能智功率模塊開始走熱

  能智功率模塊不僅把功率開關器件和驅動電路集成在一起。而且還內藏有過電壓,過電流和過熱等故障檢測電路,并可將檢測信號送到CPU。它由高速低功耗的管芯和優化的門極驅動電路以及及時保護電路構成,即使發生負載事故或使用不當,也可以保保障PM自身不受損壞。IPM一般使用IGBT作為功率開關元件,內藏電流傳感器及驅動電路的集成結構。IPM以其高穩定性,使用方便越來越大的市場,適合于驅動電機的變頻器和各逆變電源,是變頻調速,冶金機械,電力牽引,伺服驅動,變頻家電的一種較理想的電力電子器件。



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