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淺談電源模塊發展的開發設計要點

2019/7/8 14:48:17??????點擊:

  模塊(kuai)電源(yuan)的薄型化(hua)、模塊(kuai)化(hua)、標準(zhun)化(hua)并以積木的體例進行組合的電路拓撲(pu)結構得到(dao)了日(ri)益廣泛(fan)的應用。如何敏捷(jie)推(tui)出高(gao)品質(zhi)、高(gao)可靠性、低成本的模(mo)塊電(dian)源以進步產(chan)品(pin)競爭(zheng)力(li),還(huan)需要(yao)我們(men)持續不斷的(de)在電路(lu)、物料(liao)、生產(chan)工藝等多方面(mian)的(de)提升(sheng)突破(po)。
  在咱們(men)國家有模(mo)塊電源(yuan)研發生產公司(si)大概有上百家甚至幾百家,主要是以小(xiao)型企業和私營企業為主,整體(ti)來(lai)說競爭力(li)不是很(hen)大,行(xing)業集中(zhong)較低(di),在電源市(shi)場(chang)(chang)(chang)能夠排名進(jin)入前(qian)10的(de)(de)(de)(de)(de)(de)開關電源(yuan)廠家市(shi)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)占有(you)率也(ye)是不到60%的(de)(de)(de)(de)(de)(de),而且(qie)大多數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)都是我們熟知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)國際(ji)品(pin)牌(pai),國內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)品(pin)牌(pai)較少。特別是在中(zhong)低端(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)塊電源(yuan)市(shi)場(chang)(chang)(chang)來看,這個(ge)(ge)行(xing)業基本表現的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是完全(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)競(jing)爭現狀。在高端(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電源(yuan)市(shi)場(chang)(chang)(chang),受對應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術、工藝等方(fang)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制約,市(shi)場(chang)(chang)(chang)集中(zhong)度很高,市(shi)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)份(fen)額也(ye)就被領先的(de)(de)(de)(de)(de)(de)國際(ji)品(pin)牌(pai)公司所(suo)占據。作為中(zhong)國企業,要想中(zhong)低端(duan)(duan)市(shi)場(chang)(chang)(chang)保持有(you)力競(jing)爭,或進(jin)軍高端(duan)(duan)市(shi)場(chang)(chang)(chang)與國際(ji)品(pin)牌(pai)刮(gua)分市(shi)場(chang)(chang)(chang)份(fen)額,是每一(yi)個(ge)(ge)業界人(ren)士都關注的(de)(de)(de)(de)(de)(de)課(ke)題(ti)。以下(xia)將從(cong)多個(ge)(ge)側面淺析(xi)DC-DC模(mo)塊電源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展趨勢(shi),并對熱點題(ti)目進(jin)行(xing)探(tan)究。

  產品思路的變革
  如(ru)今國內市場的(de)競(jing)爭(zheng),不(bu)(bu)再完全是(shi)(shi)產品(pin)(pin)品(pin)(pin)質性能(neng)的(de)競(jing)爭(zheng),已(yi)開(kai)始向產品(pin)(pin)價(jia)格競(jing)爭(zheng)優勢的(de)轉變,則電(dian)路設計、物料選型(xing)、生(sheng)產工(gong)藝等多方面的(de)不(bu)(bu)斷創新(xin)(xin)突破就(jiu)(jiu)要放(fang)在首要位置(zhi),尋求更簡潔、更新(xin)(xin)顆、成本更低的(de)方案,如(ru)果(guo)還是(shi)(shi)墨守成規,緊隨競(jing)爭(zheng)對手(shou)其后,那只會(hui)利(li)潤(run)越(yue)來越(yue)低,最終被淘(tao)汰出局。且(qie)在新(xin)(xin)形(xing)勢社會(hui)下,已(yi)不(bu)(bu)再完全是(shi)(shi)大魚吃(chi)小魚,更多是(shi)(shi)快魚吃(chi)慢魚的(de)形(xing)態了,如(ru)果(guo)你(ni)發現一(yi)個(ge)新(xin)(xin)市場不(bu)(bu)去(qu)快速搶占,則很快被對手(shou)搶占先(xian)機(ji)讓你(ni)變得非常被動(dong),甚至無法滲入直接放(fang)棄;如(ru)果(guo)你(ni)發現一(yi)個(ge)新(xin)(xin)電(dian)路而不(bu)(bu)去(qu)申請保護,很快你(ni)就(jiu)(jiu)要面臨重新(xin)(xin)設計方案或花費(fei)高(gao)額使用權而煩惱
  電路(lu)的創新設計(ji)
  電(dian)(dian)源模塊的電(dian)(dian)路(lu)(lu)方案(an)已越趨于成(cheng)熟,針(zhen)對(dui)不同(tong)的電(dian)(dian)源模塊性能(neng)需求,所選(xuan)的電(dian)(dian)路(lu)(lu)方案(an)也已基(ji)本固定成(cheng)型,要(yao)使產(chan)(chan)品(pin)(pin)鶴立雞(ji)群,就必須得(de)在設(she)(she)計電(dian)(dian)路(lu)(lu)上(shang)要(yao)舍得(de)投入(ru)研(yan)究突破,如無(wu)損電(dian)(dian)路(lu)(lu)、軟開關、新(xin)式(shi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)等,像有一(yi)種新(xin)式(shi)變(bian)換器(qi)“開關電(dian)(dian)容(rong)變(bian)換器(qi)”,省去了磁芯(xin)變(bian)壓器(qi),產(chan)(chan)品(pin)(pin)的體積就可(ke)以設(she)(she)計得(de)非常小。或者說,在不失(shi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)性能(neng)的前提下,電(dian)(dian)路(lu)(lu)還要(yao)化繁為簡,降(jiang)低(di)產(chan)(chan)品(pin)(pin)成(cheng)本,優化電(dian)(dian)路(lu)(lu)參數,提升性能(neng)和可(ke)靠(kao)性。都說產(chan)(chan)品(pin)(pin)的品(pin)(pin)質是(shi)設(she)(she)計出來(lai)的,產(chan)(chan)品(pin)(pin)的生產(chan)(chan)工藝設(she)(she)計定要(yao)考慮可(ke)生產(chan)(chan)性,更(geng)要(yao)滿足可(ke)自動化生產(chan)(chan),盡量避免人(ren)工的參入(ru),一(yi)切(qie)人(ren)參入(ru)的工序都是(shi)質量無(wu)法保(bao)證,成(cheng)本高昂。
  電子物料(liao)的革(ge)新使用
  當今社會科技(ji)的(de)(de)發展是(shi)日新月異,電子元器件的(de)(de)更(geng)新換(huan)代(dai)的(de)(de)時(shi)間越(yue)來越(yue)短,時(shi)刻有些(xie)高技(ji)術、小(xiao)型(xing)化、低(di)(di)(di)功耗、高集成(cheng)低(di)(di)(di)成(cheng)本的(de)(de)物料(liao)(liao)踴躍市場,讓電源(yuan)模塊(kuai)產品(pin)可(ke)以(yi)(yi)設(she)計得更(geng)高功率密度(du)、更(geng)高性(xing)能品(pin)質,成(cheng)本亦能更(geng)低(di)(di)(di)。例(li)如,當前(qian)片式(shi)阻容元件的(de)(de)主流產品(pin)的(de)(de)尺寸是(shi)0603型(xing)、0402型(xing),正(zheng)(zheng)朝著外形尺寸更(geng)小(xiao)的(de)(de)0201型(xing)和(he)(he)01005型(xing)方向發展,像106K貼片陶瓷(ci)電容已(yi)做到0805封裝(zhuang);S0-8封裝(zhuang)IC的(de)(de)引(yin)線綁定(ding)工藝改(gai)成(cheng)套裝(zhuang)工藝技(ji)術,可(ke)設(she)計成(cheng)TS0T23-8更(geng)小(xiao)封裝(zhuang),功耗低(di)(di)(di)散熱好,功率密度(du)反而提升(sheng)了2倍以(yi)(yi)上;和(he)(he)碳化硅(gui)二極管(SiC)的(de)(de)極短正(zheng)(zheng)向恢復(fu)和(he)(he)反向恢復(fu)時(shi)間、缺少(shao)正(zheng)(zheng)向恢復(fu)和(he)(he)反向恢復(fu)電荷(he)特性(xing),使得物料(liao)(liao)更(geng)小(xiao)封裝(zhuang)尺寸,效率更(geng)高,產品(pin)設(she)計更(geng)加緊湊。
  以(yi)及隔(ge)離反激式DCDC模(mo)塊電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)設計所用的(de)(de)PWM控制芯片(pian),國內(nei)(nei)企業(ye)(ye)基本還(huan)是(shi)(shi)(shi)采(cai)用2843或(huo)(huo)3843等(deng)非常成(cheng)熟普遍的(de)(de)系列芯片(pian),然(ran)而(er)這(zhe)些芯片(pian)的(de)(de)功能(neng)已遠(yuan)遠(yuan)跟不上模(mo)塊電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)發(fa)展需求,功能(neng)齊全、高功率(lv)(lv)密度、低(di)(di)成(cheng)本、高電(dian)(dian)磁兼容性能(neng)是(shi)(shi)(shi)模(mo)塊電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)必然(ran)發(fa)展趨(qu)勢。所以(yi)一(yi)些二(er)度集成(cheng)和(he)封(feng)裝(zhuang)(zhuang)等(deng)新技術就油然(ran)而(er)生,將一(yi)些外(wai)圍(wei)(wei)功能(neng)電(dian)(dian)路全集成(cheng)在芯片(pian)中,甚至包含(han)主功率(lv)(lv)器件,如斜率(lv)(lv)補償、欠壓(ya)保護、短路保護、遠(yuan)程控制和(he)開關管等(deng),構成(cheng)功能(neng)完美、外(wai)圍(wei)(wei)器件極少和(he)成(cheng)本極低(di)(di)的(de)(de)集成(cheng)芯片(pian)或(huo)(huo)模(mo)塊,或(huo)(huo)是(shi)(shi)(shi)直接(jie)購置裸芯片(pian),經組(zu)裝(zhuang)(zhuang)成(cheng)功能(neng)模(mo)塊后封(feng)裝(zhuang)(zhuang),焊接(jie)于印制板上,然(ran)后鍵(jian)合。這(zhe)也是(shi)(shi)(shi)當下(xia)的(de)(de)研(yan)究熱點,國內(nei)(nei)主流企業(ye)(ye)和(he)國際(ji)品牌,還(huan)有一(yi)些IC公(gong)司都已投入大(da)(da)量的(de)(de)人力(li)和(he)財(cai)力(li)往這(zhe)個方向去設計開發(fa)物料(liao)。像在小功率(lv)(lv)方面,現(xian)在很多IC公(gong)司(如TI)涉足電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)行業(ye)(ye),他們致力(li)于將小功率(lv)(lv)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)封(feng)裝(zhuang)(zhuang)成(cheng)IC,然(ran)后自己生產、銷售模(mo)塊電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan),成(cheng)本則(ze)可(ke)以(yi)做得(de)非常低(di)(di),這(zhe)將會給電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)企業(ye)(ye)非常大(da)(da)的(de)(de)沖擊(ji),到時不得(de)不低(di)(di)聲下(xia)氣的(de)(de)找IC公(gong)司合作,這(zhe)也許是(shi)(shi)(shi)模(mo)塊電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)發(fa)展趨(qu)勢吧。
  電(dian)磁兼容與(yu)認(ren)證(zheng)要求
  目前國(guo)(guo)(guo)際(ji)上已(yi)建立了(le)完美的(de)(de)(de)電(dian)磁兼(jian)(jian)(jian)容(rong)標準與認(ren)證(zheng)系統,國(guo)(guo)(guo)際(ji)產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)電(dian)磁兼(jian)(jian)(jian)容(rong)和(he)(he)安(an)規(gui)認(ren)證(zheng)都有嚴格(ge)的(de)(de)(de)設計要求(qiu)通過,并作為重(zhong)要關(guan)鍵性(xing)能(neng)要求(qiu),而(er)我國(guo)(guo)(guo)產(chan)品(pin)還沒(mei)開始(shi)對此重(zhong)視,趨于(yu)電(dian)磁兼(jian)(jian)(jian)容(rong)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)測試(shi)和(he)(he)安(an)規(gui)認(ren)證(zheng)的(de)(de)(de)巨額成本,小企業(ye)(ye)無法承受,中企業(ye)(ye)的(de)(de)(de)不舍(she)投(tou)入,或者(zhe)說產(chan)品(pin)國(guo)(guo)(guo)內(nei)客戶端的(de)(de)(de)無明確要求(qiu)推動,導致我國(guo)(guo)(guo)產(chan)品(pin)始(shi)終(zhong)無法與國(guo)(guo)(guo)際(ji)產(chan)品(pin)媲美,無法銷(xiao)售國(guo)(guo)(guo)外市場,因(yin)為電(dian)磁兼(jian)(jian)(jian)容(rong)標準與認(ren)證(zheng)是國(guo)(guo)(guo)外市場的(de)(de)(de)門檻。還好,我國(guo)(guo)(guo)也(ye)逐批宣布了(le)必要通過電(dian)磁兼(jian)(jian)(jian)容(rong)認(ren)證(zheng)的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)目錄,為民族工業(ye)(ye)參與國(guo)(guo)(guo)際(ji)化的(de)(de)(de)競爭打下(xia)了(le)基礎,也(ye)將推動著模塊電(dian)源(yuan)企業(ye)(ye)對電(dian)磁兼(jian)(jian)(jian)容(rong)標準與認(ren)證(zheng)的(de)(de)(de)重(zhong)視和(he)(he)建設。(來源(yuan):互聯網)

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