当前主流模块电源技术及发展

二次集成和封装技术——为提高功率密度，近年开发的模块电源无一例外采用表面贴装技术。由于模块电源的发热量严重，采用表面贴装技术一定要注意贴片器件和基板之间的热匹配，为了简化这些问题，最近出现了MLP(Multilayer Polymer)片状电容，它的温度膨胀系数和铜、环氧树脂填充剂以及FR4 PCB板都很接近，不易出现象钽电容和磁片电容那样因温度变化过快而引起电容失效的问题。另外为进一步减小体积，二次集成技术发展也很快，它是直接购置裸芯片，经组装成功能模块后封装，焊接于印制板上，然后键合。这一方式功率密度更高，寄生参数更小，因为采用相同材料的基片，不同器件的热匹配更好，提高了模块电源的抗冷热冲击能力。李泽元教授领导的CPES在工艺上正在研究IPEM(IntegratedPower Electronics Module)，它是一种三维的封装结构，主要针对功率电路，取代线键合技术。

　　扁平变压器和磁集成技术——磁性元件往往是电源中体积最大、最高的器件，减小磁性元件的体积就提高了功率密度。在中大功率模块电源中，为满足标准高度的要求，大部分的专业生产厂家自己定做磁芯。而现有的磁性供应商只有飞利浦可以提供通用的扁平磁芯，且这种变压器的绕组制作也存在一定难度。采用这种磁芯可以进一步减小体积，缩短引线长度，减小寄生参数。CPES一直在研究一种磁集成技术，福州大学的陈为教授3年前在CPES研究了磁集成技术，他们做的一个样机是半桥电路，输出整流采用倍流整流技术，而且输出端的两个电感跟主变压器集成在一个铁芯里，最后达到的功率密度为300W/in3。倍流整流技术适用于输出电流大，对di/dt要求高的场合，比如在实现VRM的电路中就常常用这种整流电路。

　　国内市场常见模块电源品牌简介

　　VICOR

　　美国VICOR公司模块电路技术的核心是零电流开关，工艺上大量采用二次集成和定制器件，它使VICOR变换器工作频率超过1MHz，效率达90%以上，功率密度比普通变换器高10倍，可达每立方英寸120W。模块接通电源后把一个量子化的能量块从输入源输到一个由变压器初级线圈固有漏电感和电容元件构成的LC谐振电路。同时一个近似于半个正弦波的电流通过功率场效应管开关，电流为零时开关接通，经过半个正弦波后电流返回零时开关断开。VICOR模块采用这种零电流开关原理，减小了开关损耗，降低了传导和辐射噪声电平。为保证不同负载下系统的稳定性，VICOR模块采用变频技术跟踪负载电流的变化，以保证在任何情况下模块都工作在最佳状态下。

　　NEMIC-LAMBDA、POWER-ONE和ASTEC、TYCO

　　日本LAMBDA公司电源模块、美国POWER-ONE电源模块和ASTEC(雅达)属于PWM部分谐振零电压开关。在脉宽调制性恒频变换器线路的条件下，让功率场效应管在开通和关断的瞬间产生谐振，实现零电压开关，从而大大减小了开关损耗和辐射干扰，使工作频率提高到200-500kHz，效率提高至80%-90%。因为频率基本恒定且不太高，对器件的要求也不是很严格，线路不是很复杂，因此成本不是很高，相对全谐振型变换器而言，这种变换器价格较低，在计算机和通讯领域达到了较佳的性能价格比。

　　ERICSSON

　　瑞典ERICSSON电源模块主要是低压输入模块，功率从5-200W。这种模块的特点是主要采用了推挽和半桥式脉宽调制场效应管线路，工作频率达300kHz。驱动和控制采用了专利电路。工艺上采用DCB和线键合技术，大大降低了寄生参数，降低了纹波，改善了散热。

　　国产模块

　　主要的供应商有新雷能、迪赛、24所等。其中新雷能与迪赛源出一处，所以这两家的产品大致相同，大部分模块采用贴片和插件混装工艺，早期研发的模块大量采用铝电解电容，灌封胶自制，成本低，工艺和可靠性差。

　　中兴模块电源

　　中兴电源产品部从1999年年末开始进行模块电源的开发，目前已经完成和正在进行开发的模块共5大系列，31个品种，功率等级从1.5W到300W，输出电压从3.3V到48V。中兴模块电源的系列划分如下：

　　G：通用系列模块电源，用于对成本要求较高，在保证可靠性的基础上性能要求一般的场合。

　　H：高效大功率密度系列，主要用于对体积和效率要求比较严格的场合。

　　D：主要用于对体积要求较高的场合。

　　N：非隔离系列，主要用于低压输出，快速动态相应的场合。

　　R：铃流系列，用于给电话机振铃供电。

中兴模块电源的研发是在仔细分析了同类模块电源失效模式的基础上开发的，吸收了替代模块的研发经验。电路拓扑上，中兴DC/DC模块电源采用了专利技术的有源箝位ZVS变换技术，在主功率管开通和关断的瞬间使主功率管实现零电压开关，降低了开关损耗和辐射干扰。低压模块采用同步整流，提高了