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从MPS发布第三代电源模块新品看电源未来发展趋势

2018-11-01来源: EEWORLD 关键字:MPS  DC-DC  PMBus  电源模块  数字电源

近日,美国芯源系统有限公司(Monolithic Power Systems,简称MPS)宣布推出全新电源模块MPM3695-25,16V,20A,带PMBus的可并联DC/DC数字电源模块。

MPS公司电源模块产品经理孙毅日前详细阐述了模块电源的优势,以及MPS在模块电源上的优势以及MPM3695-25的应用领域等。



MPS公司电源模块产品经理孙毅


模块电源的优势

相比较传统离散方案,模块电源在设计、布局、成本效益、效率和尺寸等方面都具有优势。

电源设计通常是系统设计后段才开始进行,设计者首先会依据产品规格设计出整体结构,在最后时间段根据系统需求及规格,设计出满足此要求的电源,通常这种临时设计只不过是针对上一代电源产品进行临时微调,所以此类设计往往会非常庞大、低效而且浪费严重。

现如今,整个行业发生了越来越大的变化,使得此类设计变得越来越困难。最主要的原因就是开发周期,现在产品推向市场时间越来越短,无法通过反复迭代设计出满意电源,今天的设计必须要求一次通过,并且能够支持从原型到量产的全周期。第二个原因则是电池,如今越来越多的便携设备,必须追求更长待机和更小尺寸,因此效率问题已经成为产品设计中最重要考虑因素。

现如今的产品上,已经没有足够大的空间放置PCB,包括能源之星、ErP等法规要求,对待机功耗有着越来越苛刻的要求,对效率的关注已经从电池设备转向所有电子产品,如果想要满足各类能效标准从而快速进入市场的话,则需要经过额外的设计、测试和认证时间。

我们使用的器件也发生了变化。今天的IC变得更加复杂,他们所需要的电力供应也变得更加复杂。较老的微处理器和现场可编程门阵列(FPGA)只需要一个电压电平。今天的外围丰富的IC可以有许多不同的电压要求,以及需要精确的转换速率和启动序列。

过去十年影响工业的另一个进展是向分布式电源供应发展。与远程转换和遭受传输损耗相比,使最终电压转换更接近负载点提供更高的效率速率。如果系统需要多个不同的供电轨,这些损耗将被放大。

这些电力需求的变化正在同一时期内发展,打破了过去许多设计积累。未来,这些趋势将持续甚至加速,因此电源设计的复杂性也会继续加强,我们同时看到,专门从事电力设计的工程师非常短缺,自从2008年全球经济低迷以来,电力相关公司一直在努力招聘有经验的工程师,因此他们需要的工程师必须满足专业性,同时还要覆盖多个学科。



相比较传统的离散结构,电源模块设计简单、面积小且性能会更高


MPS的优势

正是由于模块电源有着种种优势,在几年前,MPS就借助在高集成度电源管理IC的创新优势,进入模块电源市场,至今已发布30余款DC/DC模块。




典型的电源模块包括了功率元件、无源元件以及电感等产品。


单晶元集成功率芯片是MPS开创的技术,实际上Monolithic的本意就是单晶元。孙毅以传统功率芯片与MPS的Intelli-Phase功率器件进行对比。



如图所示,此为传统的MOSFET驱动,包括上管FET、下管FET及驱动IC均为离散,通过引线互联。“传统结构下如果把驱动信号传递给FET,开通整个MOSFET时,由于有先后性,因此具有一定的延迟,所以频率不会太高,同时由于开通时间比较长,死区时间也会比较长,否则会出现上下管同时导通击穿器件,同时开关损耗也比较大。”孙毅说道。




MPS的Intelli-Phase单晶圆技术则是将上管下管统一串在单晶元中,实现了分布式栅极驱动模块,和离散式结构相比,信号传输速度更快,可以实现同时打开和关闭,极大地提高了开关速度,减少了死区时间(<2ns),并且减少了开关损耗和寄生感应振铃。


同样在封装上,MPS也采用了一些创新技术,比如Mesh Connect倒装工艺,是业界较早采用该技术的电源芯片厂商。相比传统引线方式具有更小的寄生参数,支持更高的开关相应速度,更好的散热空间等优势。

孙毅强调道,MPS十分看重电源模块产品线:“我有很大的自由度,作为电源模块产品经理,我经常跨产品线的去选择芯片。我们只要找准了应用,实际上是可以用公司各部门的芯片来制作模块,所以我们的模块产品遍布汽车、工业、通信、医疗及车载等广泛领域。”




MPS拥有广泛的电源模块组合



实照

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关键字:MPS  DC-DC  PMBus  电源模块  数字电源

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2018/ic-news110128766.html
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