淺談電源模塊發展的開發設計要點
模(mo)(mo)塊電源的(de)(de)薄型化、模(mo)(mo)塊化、標準化并(bing)以積木的(de)(de)體例(li)進行組合的(de)(de)電路拓(tuo)撲結構得到(dao)了日(ri)益廣泛的(de)(de)應用。如(ru)何敏(min)捷(jie)推出(chu)高品質、高可靠性、低成本的(de)(de)模(mo)塊電源以進(jin)步產品(pin)競(jing)爭力,還需(xu)要我們持續不(bu)斷的在電路、物料、生(sheng)產工(gong)藝(yi)等多方面(mian)的提升突破。
在咱們國(guo)家(jia)有(you)模塊電(dian)源研發(fa)生產公司大概有(you)上百家(jia)甚至幾百家(jia),主(zhu)要是(shi)以(yi)小型企業(ye)和(he)私營企業(ye)為主(zhu),整(zheng)體來說競(jing)爭(zheng)力(li)不是(shi)很大,行業(ye)集中(zhong)較低(di),在電源市(shi)(shi)(shi)場(chang)能夠排(pai)名進入前10的(de)(de)(de)開關電(dian)源(yuan)廠家市(shi)(shi)(shi)場(chang)的(de)(de)(de)占(zhan)有(you)率也(ye)是(shi)不到(dao)60%的(de)(de)(de),而(er)且(qie)大(da)多數的(de)(de)(de)都(dou)是(shi)我們熟知的(de)(de)(de)國(guo)(guo)(guo)際(ji)品牌(pai)(pai)(pai),國(guo)(guo)(guo)內的(de)(de)(de)品牌(pai)(pai)(pai)較少。特(te)別是(shi)在中(zhong)低端的(de)(de)(de)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)市(shi)(shi)(shi)場(chang)來看,這(zhe)個(ge)行(xing)(xing)業(ye)基本(ben)表現的(de)(de)(de)是(shi)完(wan)全(quan)的(de)(de)(de)競爭(zheng)現狀。在高端的(de)(de)(de)電(dian)源(yuan)市(shi)(shi)(shi)場(chang),受(shou)對應的(de)(de)(de)技術、工藝等方面(mian)的(de)(de)(de)制約,市(shi)(shi)(shi)場(chang)集中(zhong)度很高,市(shi)(shi)(shi)場(chang)的(de)(de)(de)份額(e)也(ye)就(jiu)被(bei)領先的(de)(de)(de)國(guo)(guo)(guo)際(ji)品牌(pai)(pai)(pai)公(gong)司所(suo)占(zhan)據。作為中(zhong)國(guo)(guo)(guo)企業(ye),要想中(zhong)低端市(shi)(shi)(shi)場(chang)保(bao)持有(you)力競爭(zheng),或(huo)進軍高端市(shi)(shi)(shi)場(chang)與(yu)國(guo)(guo)(guo)際(ji)品牌(pai)(pai)(pai)刮分市(shi)(shi)(shi)場(chang)份額(e),是(shi)每(mei)一個(ge)業(ye)界人士都(dou)關注(zhu)的(de)(de)(de)課題。以下(xia)將從多個(ge)側面(mian)淺析DC-DC模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)發展趨(qu)勢(shi),并對熱(re)點(dian)題目進行(xing)(xing)探究。
產(chan)品(pin)思路的變革
如(ru)今國(guo)內市(shi)場的(de)競(jing)爭(zheng),不(bu)(bu)再(zai)完全是(shi)產(chan)品品質性(xing)能的(de)競(jing)爭(zheng),已開(kai)始向產(chan)品價格競(jing)爭(zheng)優(you)勢的(de)轉(zhuan)變(bian),則電路設(she)(she)計(ji)、物料選型(xing)、生產(chan)工藝等多方面的(de)不(bu)(bu)斷創新突破就要放在首要位置,尋求更(geng)簡潔、更(geng)新顆、成(cheng)本更(geng)低(di)(di)的(de)方案(an)(an),如(ru)果(guo)還(huan)是(shi)墨(mo)守成(cheng)規,緊隨競(jing)爭(zheng)對手其后,那只(zhi)會利潤越來越低(di)(di),最終被淘汰出(chu)局。且在新形勢社會下,已不(bu)(bu)再(zai)完全是(shi)大魚(yu)(yu)(yu)吃小魚(yu)(yu)(yu),更(geng)多是(shi)快(kuai)魚(yu)(yu)(yu)吃慢魚(yu)(yu)(yu)的(de)形態了,如(ru)果(guo)你(ni)發現一個新市(shi)場不(bu)(bu)去(qu)快(kuai)速搶(qiang)占,則很(hen)快(kuai)被對手搶(qiang)占先機(ji)讓你(ni)變(bian)得非(fei)常被動,甚(shen)至(zhi)無(wu)法滲入(ru)直(zhi)接(jie)放棄(qi);如(ru)果(guo)你(ni)發現一個新電路而不(bu)(bu)去(qu)申請保護,很(hen)快(kuai)你(ni)就要面臨重(zhong)新設(she)(she)計(ji)方案(an)(an)或花費高(gao)額使用權而煩惱
電路的創(chuang)新(xin)設(she)計
電(dian)(dian)源模塊的(de)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)方案已(yi)越趨于(yu)成(cheng)熟,針對(dui)不(bu)同的(de)電(dian)(dian)源模塊性(xing)(xing)能需求(qiu),所選(xuan)的(de)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)方案也(ye)已(yi)基(ji)本固定(ding)成(cheng)型(xing),要(yao)(yao)(yao)使產(chan)(chan)(chan)品(pin)鶴立(li)雞(ji)群,就必須(xu)得(de)在設計(ji)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)上要(yao)(yao)(yao)舍得(de)投入研究突(tu)破,如無損電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、軟開(kai)關(guan)、新(xin)式電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)等,像有一種新(xin)式變(bian)換器“開(kai)關(guan)電(dian)(dian)容(rong)變(bian)換器”,省去了磁芯變(bian)壓器,產(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)體(ti)積就可以設計(ji)得(de)非常小。或者說(shuo),在不(bu)失產(chan)(chan)(chan)品(pin)性(xing)(xing)能的(de)前(qian)提下(xia),電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)還要(yao)(yao)(yao)化繁為簡,降低產(chan)(chan)(chan)品(pin)成(cheng)本,優化電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)參(can)數(shu),提升(sheng)性(xing)(xing)能和可靠性(xing)(xing)。都說(shuo)產(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)品(pin)質是設計(ji)出來的(de),產(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝設計(ji)定(ding)要(yao)(yao)(yao)考慮可生(sheng)產(chan)(chan)(chan)性(xing)(xing),更要(yao)(yao)(yao)滿足可自動化生(sheng)產(chan)(chan)(chan),盡量避免人(ren)工的(de)參(can)入,一切人(ren)參(can)入的(de)工序都是質量無法保證,成(cheng)本高昂(ang)。
電(dian)子物(wu)料的革(ge)新(xin)使用
當(dang)今(jin)社會科技(ji)的發(fa)展是日新月異,電(dian)(dian)子元(yuan)器件的更新換代的時間(jian)越來越短,時刻有(you)些高(gao)(gao)技(ji)術、小(xiao)型(xing)化(hua)(hua)、低(di)(di)功耗、高(gao)(gao)集成(cheng)(cheng)低(di)(di)成(cheng)(cheng)本的物(wu)料踴(yong)躍市(shi)場,讓電(dian)(dian)源模塊(kuai)產品(pin)可以(yi)設(she)計得更高(gao)(gao)功率密度(du)、更高(gao)(gao)性(xing)能品(pin)質,成(cheng)(cheng)本亦能更低(di)(di)。例如,當(dang)前片(pian)式阻容元(yuan)件的主流產品(pin)的尺寸是0603型(xing)、0402型(xing),正朝著外(wai)形(xing)尺寸更小(xiao)的0201型(xing)和01005型(xing)方向(xiang)發(fa)展,像106K貼片(pian)陶瓷(ci)電(dian)(dian)容已做到0805封(feng)裝;S0-8封(feng)裝IC的引(yin)線(xian)綁定工藝(yi)改(gai)成(cheng)(cheng)套裝工藝(yi)技(ji)術,可設(she)計成(cheng)(cheng)TS0T23-8更小(xiao)封(feng)裝,功耗低(di)(di)散(san)熱(re)好,功率密度(du)反而提升了2倍以(yi)上;和碳化(hua)(hua)硅二極管(SiC)的極短正向(xiang)恢(hui)復和反向(xiang)恢(hui)復時間(jian)、缺少正向(xiang)恢(hui)復和反向(xiang)恢(hui)復電(dian)(dian)荷特性(xing),使得物(wu)料更小(xiao)封(feng)裝尺寸,效率更高(gao)(gao),產品(pin)設(she)計更加(jia)緊(jin)湊。
以(yi)(yi)及(ji)隔離反激式DCDC模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)設(she)計所用(yong)的(de)(de)(de)PWM控制芯(xin)片(pian)(pian),國內企(qi)業基本還是(shi)采用(yong)2843或3843等非常(chang)成(cheng)熟普遍的(de)(de)(de)系列芯(xin)片(pian)(pian),然而這(zhe)些(xie)芯(xin)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)功(gong)(gong)能已遠遠跟(gen)不上(shang)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)需求(qiu),功(gong)(gong)能齊全、高功(gong)(gong)率(lv)(lv)密度、低(di)成(cheng)本、高電(dian)磁兼容性能是(shi)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)必然發(fa)展(zhan)(zhan)趨(qu)勢。所以(yi)(yi)一些(xie)二度集(ji)成(cheng)和(he)封(feng)裝等新技術就油然而生,將(jiang)一些(xie)外圍(wei)功(gong)(gong)能電(dian)路全集(ji)成(cheng)在芯(xin)片(pian)(pian)中,甚至(zhi)包含主功(gong)(gong)率(lv)(lv)器件(jian),如(ru)斜率(lv)(lv)補償、欠壓保(bao)(bao)護(hu)、短路保(bao)(bao)護(hu)、遠程控制和(he)開(kai)關管等,構(gou)成(cheng)功(gong)(gong)能完美、外圍(wei)器件(jian)極少和(he)成(cheng)本極低(di)的(de)(de)(de)集(ji)成(cheng)芯(xin)片(pian)(pian)或模(mo)塊(kuai),或是(shi)直接購置(zhi)裸芯(xin)片(pian)(pian),經(jing)組(zu)裝成(cheng)功(gong)(gong)能模(mo)塊(kuai)后封(feng)裝,焊(han)接于(yu)印制板上(shang),然后鍵合(he)(he)。這(zhe)也是(shi)當下的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)熱點,國內主流企(qi)業和(he)國際品牌(pai),還有一些(xie)IC公(gong)司都已投入大量(liang)的(de)(de)(de)人(ren)力(li)(li)和(he)財力(li)(li)往這(zhe)個方向去設(she)計開(kai)發(fa)物(wu)料。像(xiang)在小(xiao)功(gong)(gong)率(lv)(lv)方面,現在很多IC公(gong)司(如(ru)TI)涉足(zu)電(dian)源(yuan)行業,他們致(zhi)力(li)(li)于(yu)將(jiang)小(xiao)功(gong)(gong)率(lv)(lv)電(dian)源(yuan)封(feng)裝成(cheng)IC,然后自(zi)己生產、銷(xiao)售模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan),成(cheng)本則可以(yi)(yi)做得(de)非常(chang)低(di),這(zhe)將(jiang)會給(gei)電(dian)源(yuan)企(qi)業非常(chang)大的(de)(de)(de)沖擊(ji),到(dao)時(shi)不得(de)不低(di)聲下氣的(de)(de)(de)找(zhao)IC公(gong)司合(he)(he)作,這(zhe)也許(xu)是(shi)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)趨(qu)勢吧。
電(dian)磁兼容與認證(zheng)要求
目前國(guo)際(ji)上已建(jian)立了完美的(de)(de)電磁兼容(rong)(rong)(rong)(rong)標準(zhun)與(yu)(yu)(yu)認(ren)證(zheng)(zheng)系(xi)統(tong),國(guo)際(ji)產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)電磁兼容(rong)(rong)(rong)(rong)和(he)安(an)規認(ren)證(zheng)(zheng)都(dou)有(you)嚴(yan)格的(de)(de)設計(ji)要(yao)求(qiu)通過,并(bing)作為(wei)重要(yao)關鍵性能要(yao)求(qiu),而我(wo)國(guo)產(chan)品(pin)(pin)還沒開始對(dui)此重視,趨于(yu)電磁兼容(rong)(rong)(rong)(rong)性能的(de)(de)測試和(he)安(an)規認(ren)證(zheng)(zheng)的(de)(de)巨額成(cheng)本,小企業無(wu)法承受,中企業的(de)(de)不舍投(tou)入,或者(zhe)說產(chan)品(pin)(pin)國(guo)內客戶端的(de)(de)無(wu)明確要(yao)求(qiu)推動,導致我(wo)國(guo)產(chan)品(pin)(pin)始終(zhong)無(wu)法與(yu)(yu)(yu)國(guo)際(ji)產(chan)品(pin)(pin)媲美,無(wu)法銷售(shou)國(guo)外(wai)市(shi)(shi)場,因為(wei)電磁兼容(rong)(rong)(rong)(rong)標準(zhun)與(yu)(yu)(yu)認(ren)證(zheng)(zheng)是(shi)國(guo)外(wai)市(shi)(shi)場的(de)(de)門檻。還好,我(wo)國(guo)也(ye)逐批宣布了必要(yao)通過電磁兼容(rong)(rong)(rong)(rong)認(ren)證(zheng)(zheng)的(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)目錄,為(wei)民族工(gong)業參與(yu)(yu)(yu)國(guo)際(ji)化的(de)(de)競(jing)爭(zheng)打下了基礎,也(ye)將推動著模塊電源(yuan)企業對(dui)電磁兼容(rong)(rong)(rong)(rong)標準(zhun)與(yu)(yu)(yu)認(ren)證(zheng)(zheng)的(de)(de)重視和(he)建(jian)設。(來源(yuan):互聯網)
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