电源封装趋势——元件集成方面的进步

1kW的八分之一砖型电源模块

在更大规模时将催生3D封装和IC类型芯片级开发，包括集成功率磁性元件，它们会将功率电平提升到远远超过目前非隔离型降压转换器可以达到的水平。平面磁性元件的使用已经非常普及，电源转换器组件很可能通过二次成型来提高热性能。


图2：爱立信的高功率密度864W四分之一砖型电源模块。

然而，要求倍增功率密度的3D封装和其它嵌入式技术的开发不能光靠DC/DC电源转换器行业的推动。大批量汽车和电机驱动行业内公司的大量投资是必需的，还要求得到功率元件行业的支持，以便提供合适的元件、标准化的规范和认证测试。

提高服务器设计中的处理密度肯定会继续影响未来DC/DC转换器的功率密度。ICT数据服务器中每块板的功率需求近年来有了极大地提高，在不远的将来预期每块板要达到3kW至5kW的水平。另外，要求设备占用更少的占地空间，这意味着更高的总体功率密度。

3D封装和其它嵌入式技术的开发肯定会显著提高功率密度和热管理性能。实验结果和大批量生产都表明，用热管理解决方案实现双倍的功率密度是可行的，可将元件核心温度保持在规定范围内，实现可靠的工作，并有助于在不远的将来实现1kW的八分之一砖型电源模块。主要挑战在于低损耗甚高频(>5MHz)磁设计和磁芯材料的开发。


图3：采用二次成型的3D封装案例。