淺談電源模塊發展的開發設計要點
模塊(kuai)電(dian)源(yuan)的薄型(xing)化、模塊(kuai)化、標準化并以積木的體例進行組合(he)的電(dian)路拓撲結構得到了日益廣(guang)泛(fan)的應(ying)用。如何(he)敏捷(jie)推出高品(pin)質、高可靠性(xing)、低成本(ben)的模塊電源(yuan)以進步(bu)產(chan)品競爭(zheng)力,還需要我們持續不斷(duan)的在電路(lu)、物(wu)料、生產(chan)工藝等多方(fang)面的提升突破。
在咱們國家(jia)有(you)模塊(kuai)電(dian)源研(yan)發生產公司大概有(you)上百(bai)家(jia)甚至幾(ji)百(bai)家(jia),主要是以小型企業(ye)和私營企業(ye)為主,整體來說競爭力不是很大,行業(ye)集中較(jiao)低,在電源市(shi)(shi)場(chang)能夠排(pai)名進(jin)入前10的(de)(de)(de)(de)(de)(de)開關(guan)電(dian)源廠(chang)家市(shi)(shi)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)占有率也是(shi)不到60%的(de)(de)(de)(de)(de)(de),而且大多數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)都是(shi)我們熟知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)國際(ji)品(pin)牌,國內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)品(pin)牌較少(shao)。特別是(shi)在中(zhong)低(di)(di)端的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)塊電(dian)源市(shi)(shi)場(chang)來(lai)看,這(zhe)個(ge)(ge)行業(ye)基(ji)本表(biao)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)完(wan)全的(de)(de)(de)(de)(de)(de)競爭現(xian)狀。在高端的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)源市(shi)(shi)場(chang),受對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)、工藝等方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制約(yue),市(shi)(shi)場(chang)集(ji)中(zhong)度很高,市(shi)(shi)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)份(fen)額也就被(bei)領先(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)國際(ji)品(pin)牌公司所占據。作為中(zhong)國企(qi)業(ye),要(yao)想中(zhong)低(di)(di)端市(shi)(shi)場(chang)保持有力(li)競爭,或進(jin)軍高端市(shi)(shi)場(chang)與國際(ji)品(pin)牌刮分市(shi)(shi)場(chang)份(fen)額,是(shi)每一個(ge)(ge)業(ye)界人士都關(guan)注的(de)(de)(de)(de)(de)(de)課(ke)題(ti)。以(yi)下將從多個(ge)(ge)側面淺(qian)析DC-DC模(mo)塊電(dian)源的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展趨勢,并對熱點題(ti)目(mu)進(jin)行探究(jiu)。
產品(pin)思(si)路的(de)變革
如(ru)(ru)今國內市場的(de)(de)(de)競(jing)爭,不(bu)再(zai)(zai)完(wan)全是產(chan)品品質性(xing)能的(de)(de)(de)競(jing)爭,已開始向(xiang)產(chan)品價格競(jing)爭優勢(shi)的(de)(de)(de)轉變,則(ze)電(dian)路設計(ji)、物(wu)料(liao)選型、生產(chan)工藝等多方面的(de)(de)(de)不(bu)斷創新(xin)(xin)(xin)突破就(jiu)要放(fang)在首(shou)要位置,尋求更(geng)(geng)(geng)簡潔、更(geng)(geng)(geng)新(xin)(xin)(xin)顆、成(cheng)(cheng)本(ben)更(geng)(geng)(geng)低的(de)(de)(de)方案,如(ru)(ru)果還(huan)是墨守成(cheng)(cheng)規(gui),緊(jin)隨(sui)競(jing)爭對手其后,那只會利潤越來越低,最(zui)終被(bei)淘汰出局。且在新(xin)(xin)(xin)形(xing)勢(shi)社會下(xia),已不(bu)再(zai)(zai)完(wan)全是大魚(yu)(yu)吃小魚(yu)(yu),更(geng)(geng)(geng)多是快(kuai)魚(yu)(yu)吃慢魚(yu)(yu)的(de)(de)(de)形(xing)態了,如(ru)(ru)果你(ni)(ni)發(fa)現一個(ge)新(xin)(xin)(xin)市場不(bu)去(qu)快(kuai)速搶占,則(ze)很快(kuai)被(bei)對手搶占先機讓你(ni)(ni)變得非常被(bei)動,甚至無(wu)法滲(shen)入直接放(fang)棄;如(ru)(ru)果你(ni)(ni)發(fa)現一個(ge)新(xin)(xin)(xin)電(dian)路而不(bu)去(qu)申請保護,很快(kuai)你(ni)(ni)就(jiu)要面臨(lin)重新(xin)(xin)(xin)設計(ji)方案或花費高額使用權而煩惱
電(dian)路的創新設(she)計
電(dian)(dian)源模塊的(de)(de)(de)電(dian)(dian)路(lu)方案已(yi)越(yue)趨于成熟,針對不同(tong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)源模塊性(xing)能(neng)(neng)需求,所(suo)選的(de)(de)(de)電(dian)(dian)路(lu)方案也已(yi)基本固(gu)定成型,要(yao)使產(chan)(chan)(chan)品鶴立雞群,就必須得(de)(de)在(zai)(zai)設(she)計(ji)電(dian)(dian)路(lu)上要(yao)舍(she)得(de)(de)投入研(yan)究突破,如無(wu)(wu)損電(dian)(dian)路(lu)、軟開關(guan)、新式電(dian)(dian)路(lu)等,像(xiang)有一(yi)種新式變換器“開關(guan)電(dian)(dian)容變換器”,省去了磁(ci)芯(xin)變壓器,產(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)(de)體積就可以設(she)計(ji)得(de)(de)非常(chang)小。或者說,在(zai)(zai)不失產(chan)(chan)(chan)品性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)前提下,電(dian)(dian)路(lu)還要(yao)化繁為簡(jian),降低產(chan)(chan)(chan)品成本,優(you)化電(dian)(dian)路(lu)參數,提升性(xing)能(neng)(neng)和(he)可靠性(xing)。都說產(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)(de)品質(zhi)(zhi)是設(she)計(ji)出來的(de)(de)(de),產(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝設(she)計(ji)定要(yao)考慮可生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)性(xing),更要(yao)滿足可自動化生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan),盡量避(bi)免人工的(de)(de)(de)參入,一(yi)切人參入的(de)(de)(de)工序(xu)都是質(zhi)(zhi)量無(wu)(wu)法保證,成本高昂。
電子(zi)物料的革新使用
當今社會科(ke)技(ji)的(de)(de)發(fa)展(zhan)是日新月異,電(dian)(dian)子元(yuan)器件的(de)(de)更(geng)(geng)新換代的(de)(de)時(shi)間越來越短(duan)(duan),時(shi)刻有些高(gao)技(ji)術、小型(xing)(xing)化(hua)、低功(gong)耗、高(gao)集成(cheng)(cheng)低成(cheng)(cheng)本的(de)(de)物(wu)料踴躍市場,讓(rang)電(dian)(dian)源(yuan)模塊(kuai)產(chan)品(pin)可以(yi)設(she)計得(de)更(geng)(geng)高(gao)功(gong)率(lv)密度、更(geng)(geng)高(gao)性能品(pin)質,成(cheng)(cheng)本亦(yi)能更(geng)(geng)低。例如(ru),當前片(pian)式阻容元(yuan)件的(de)(de)主流產(chan)品(pin)的(de)(de)尺(chi)寸是0603型(xing)(xing)、0402型(xing)(xing),正(zheng)朝著外形尺(chi)寸更(geng)(geng)小的(de)(de)0201型(xing)(xing)和01005型(xing)(xing)方向發(fa)展(zhan),像106K貼片(pian)陶(tao)瓷電(dian)(dian)容已做到0805封裝(zhuang)(zhuang);S0-8封裝(zhuang)(zhuang)IC的(de)(de)引線綁定工(gong)(gong)藝改成(cheng)(cheng)套裝(zhuang)(zhuang)工(gong)(gong)藝技(ji)術,可設(she)計成(cheng)(cheng)TS0T23-8更(geng)(geng)小封裝(zhuang)(zhuang),功(gong)耗低散熱好,功(gong)率(lv)密度反(fan)而提升了2倍(bei)以(yi)上(shang);和碳化(hua)硅二(er)極(ji)管(SiC)的(de)(de)極(ji)短(duan)(duan)正(zheng)向恢(hui)復和反(fan)向恢(hui)復時(shi)間、缺少正(zheng)向恢(hui)復和反(fan)向恢(hui)復電(dian)(dian)荷特性,使得(de)物(wu)料更(geng)(geng)小封裝(zhuang)(zhuang)尺(chi)寸,效率(lv)更(geng)(geng)高(gao),產(chan)品(pin)設(she)計更(geng)(geng)加緊湊(cou)。
以(yi)(yi)及(ji)隔離(li)反激(ji)式DCDC模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)設計(ji)所用(yong)的(de)PWM控(kong)(kong)制芯片(pian),國內(nei)企(qi)業(ye)基本還(huan)是(shi)采(cai)用(yong)2843或(huo)3843等(deng)非常(chang)(chang)成(cheng)(cheng)熟普遍的(de)系(xi)列芯片(pian),然(ran)(ran)而這些(xie)芯片(pian)的(de)功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)已(yi)(yi)遠遠跟不上模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)發(fa)展(zhan)需求,功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)齊全、高功(gong)(gong)(gong)率密度、低成(cheng)(cheng)本、高電(dian)磁兼容(rong)性能(neng)(neng)是(shi)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)必然(ran)(ran)發(fa)展(zhan)趨勢。所以(yi)(yi)一些(xie)二(er)度集成(cheng)(cheng)和(he)封(feng)裝(zhuang)等(deng)新技術就油然(ran)(ran)而生(sheng),將(jiang)一些(xie)外圍功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)電(dian)路全集成(cheng)(cheng)在芯片(pian)中,甚至(zhi)包(bao)含(han)主(zhu)(zhu)功(gong)(gong)(gong)率器(qi)(qi)件,如(ru)斜(xie)率補(bu)償(chang)、欠壓保護、短路保護、遠程控(kong)(kong)制和(he)開(kai)關管等(deng),構成(cheng)(cheng)功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)完美、外圍器(qi)(qi)件極少和(he)成(cheng)(cheng)本極低的(de)集成(cheng)(cheng)芯片(pian)或(huo)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai),或(huo)是(shi)直接購置(zhi)裸芯片(pian),經組裝(zhuang)成(cheng)(cheng)功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)后封(feng)裝(zhuang),焊(han)接于(yu)印制板上,然(ran)(ran)后鍵合。這也是(shi)當下(xia)的(de)研究熱點,國內(nei)主(zhu)(zhu)流(liu)企(qi)業(ye)和(he)國際品牌,還(huan)有一些(xie)IC公(gong)(gong)司都已(yi)(yi)投入(ru)大量的(de)人力(li)和(he)財力(li)往這個方向去(qu)設計(ji)開(kai)發(fa)物料。像在小(xiao)功(gong)(gong)(gong)率方面(mian),現在很(hen)多(duo)IC公(gong)(gong)司(如(ru)TI)涉(she)足電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)行業(ye),他們致力(li)于(yu)將(jiang)小(xiao)功(gong)(gong)(gong)率電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)封(feng)裝(zhuang)成(cheng)(cheng)IC,然(ran)(ran)后自己(ji)生(sheng)產、銷(xiao)售模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan),成(cheng)(cheng)本則(ze)可(ke)以(yi)(yi)做得非常(chang)(chang)低,這將(jiang)會給(gei)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)企(qi)業(ye)非常(chang)(chang)大的(de)沖擊,到時不得不低聲下(xia)氣的(de)找IC公(gong)(gong)司合作,這也許是(shi)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)發(fa)展(zhan)趨勢吧。
電磁兼容(rong)與認證(zheng)要(yao)求
目前國(guo)際上已建立了(le)完(wan)美的電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)兼容標準(zhun)(zhun)與認(ren)證(zheng)系統,國(guo)際產品的電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)兼容和安規認(ren)證(zheng)都有嚴格的設(she)計要求(qiu)(qiu)通過,并作(zuo)為重(zhong)要關鍵(jian)性能要求(qiu)(qiu),而(er)我(wo)國(guo)產品還沒開始對此重(zhong)視(shi),趨于電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)兼容性能的測試(shi)和安規認(ren)證(zheng)的巨(ju)額成本(ben),小企業(ye)(ye)無法(fa)承受(shou),中企業(ye)(ye)的不(bu)舍投入(ru),或者(zhe)說產品國(guo)內客戶端的無明確(que)要求(qiu)(qiu)推動,導(dao)致我(wo)國(guo)產品始終(zhong)無法(fa)與國(guo)際產品媲美,無法(fa)銷售國(guo)外市場,因(yin)為電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)兼容標準(zhun)(zhun)與認(ren)證(zheng)是國(guo)外市場的門檻(jian)。還好,我(wo)國(guo)也逐批(pi)宣布(bu)了(le)必要通過電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)兼容認(ren)證(zheng)的產品目錄,為民族工業(ye)(ye)參(can)與國(guo)際化的競爭(zheng)打下(xia)了(le)基礎,也將(jiang)推動著(zhu)模塊電(dian)(dian)源企業(ye)(ye)對電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)兼容標準(zhun)(zhun)與認(ren)證(zheng)的重(zhong)視(shi)和建設(she)。(來源:互聯網)
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