為滿足市場對電源功能不斷提高的要求,直流模塊電源向高功率、高功率密度、低壓大電流、低噪聲、優(yōu)良的動態(tài)特性和廣泛的輸入規(guī)模、薄型化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和組合電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。以下是其重點分析。
(1)高功率密度高功率。
現(xiàn)代通信產(chǎn)品對體積的要求越來越高,這必然要求模塊電源減少體積,提高功率密度,提高功率相輔相成。目前,新的轉(zhuǎn)換和包裝技術(shù)可以使電源的功率密度達(dá)到188W/in3,是傳統(tǒng)電源功率密度的兩倍多,功率可以超過90%。這些目標(biāo)之所以能夠?qū)崿F(xiàn),是因為微電子技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)了許多高功能的新設(shè)備,然后減少了損失。典型的是高功能金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFETS),它取代了傳統(tǒng)規(guī)劃中使用的二極管,將壓降從0.4V降至0.2V;功率MOSFET制造商正在開發(fā)導(dǎo)通電阻越來越小的設(shè)備,導(dǎo)通電阻從180mΩ降至18mΩ;高度硅晶片集成使元件數(shù)量減少2/3以上,結(jié)構(gòu)嚴(yán)密分離。

(2)低壓大電流。
隨著微處理器運行電壓的降低,模塊電源的輸出電壓也從5V降低到3.3V甚至1.8V。業(yè)內(nèi)猜測,電源輸出電壓也將降低到1.0V以下。同時,增加集成電路所需的電流需要更大的負(fù)載輸出能力。對于1V/100A模塊電源,有用負(fù)載相當(dāng)于0.01ω,傳統(tǒng)技術(shù)難以滿足如此困難的規(guī)劃要求。在10mΩ負(fù)載下,通往負(fù)載路徑的每mΩ電阻將降低功率10%。印刷電路板的導(dǎo)線電阻、電感器的串聯(lián)電阻、MOSFET的導(dǎo)通電阻和MOSFET的管芯接線都會對功率產(chǎn)生影響。南京鵬圖電源通過新技術(shù),將對電路整體布局至關(guān)重要的功率半導(dǎo)體和無源元件集成在一起,形成功能完善的基本模塊,降低通往負(fù)載路徑的功耗,然后逐步降低功耗。由于每相輸出電流降低,可以選擇較小的功率MOSFET和較小的電感器和電容器,這也簡化了規(guī)劃。市場上的基本功率模塊包裝僅為11mm×11mm尺寸,開關(guān)頻率為1mHz,級聯(lián)多個模塊及相關(guān)元件可獲得100A以上的工作電流。與其他分立元件電路相比,功率增加了6%,功率損耗降低了25%,設(shè)備尺度降低了50%左右。
(3)使用軟件規(guī)劃電源。
如今,在通信系統(tǒng)中,直流電壓的種類不斷增加,功率密度和集成度的提高也增加了規(guī)劃的難度。傳統(tǒng)的工藝規(guī)劃和驗證不能適應(yīng)快速變化的市場需求。因此,電源輔助規(guī)劃軟件應(yīng)運而生。這些軟件可以指導(dǎo)元器材的選擇,并提供數(shù)據(jù)清單、電路模擬和熱分析,縮短電源規(guī)劃周期,提高電源功能。輔助規(guī)劃軟件可以使用多種參數(shù)定制電源,包括輸入輸出電壓規(guī)模、最大輸出電流等,引導(dǎo)規(guī)劃人員選擇設(shè)備,包括完整的變壓器規(guī)劃,采用多種拓?fù)浞椒偨Y(jié)電路,優(yōu)化成本或功率,輸出元件清單。