电源模块的概念

大家上午好 欢迎来到由TI培训 举办的电源模块直播 我是今天的主讲人郎安东 首先做一个简单的自我介绍 我是 TI 电源模块系统及应用的工程师 那么我来自 TI 德州仪器 深圳 MCP 研发产品线 那么我的主要工作呢就是负责 电源模块的定义以及电源模块的客户支持 所以呢今天我就想根据我的主要的一个工作 给大家做一个电源模块相关知识的一个分享 那么今天主要讲到的就是 有关电源模块的一些基本的背景知识 以及电源模块一些相关应用的一些技术问题 那么同时呢我也会给大家推荐一下 我们 TI 最新的 代表我们 TI 最佳技术的一些电源模块产品 那么希望大家能在 我的直播过程中呢有一些收获 那么接下来的一个小时的时间 那么就由我给大家作为主讲 那么之后呢我们还会有一个问答环节 那么希望大家呢能踊跃提问 任何问题呢我都希望呢能在这段时间内 给大家得到一个满意的一个回答 那我们接下来就进入到我们今天的主题 首先我想给大家先去推广一下电源模块 那么电源模块呢作为市场的一个新兴产物 那么它其实是一个非常新的一个概念 但是呢近几年呢它也有一个非常快速的增长 因为大家知道 现在对电源的一个需求 已经越来越向高功率密度以及小型化 这样一个需求来去 不停的有各种各样市场的一个需求的增长 那么所以呢电源模块呢 就非常符合这样的一个市场的需求 那么第二呢就是我们电源模块的技术 也在不断的成熟 那么尤其是在我们的封装以及我们的成本 还有我们性能方面 我们都不断的去追求更多的突破 那么所以电源模块呢在这些方面呢 也越来越迎合到市场的消费者的预期 那么第三点就是我们的电源模块呢 也越来越在一些给客户去解决一些 实际问题的过程中 去不断的去增加它的一些易用性 以及在它的产品的一些测试方面 比如说像 EMI 的测试方面 我们的电源模块呢 都会给大家去做前期的一个预测试 是那么能确保我们的电源模块 在客户拿到手的时候已经满足 非常非常多的一些性能的一些要求 那我们看一下我们今天直播的一个 几大块的主题 那么首先第一点呢 我就想给大家介绍一下 电源模块的一个概念 尤其我们 TI 设计电源模块时候 我们追求的一些理念 那么第二点呢我就想给大家介绍一下 电源模块的一些具体的优势 那么它到底是在哪些场合比较适合应用 它到底有哪些易于分立式的方案的 一些独到的一些优点 那么第三呢我会给大家去介绍一下 电源模块的一些相关的技术 比如说他是如何设计的 它是如何做封装的 那么我们 TI 有多种的电源模块的封装 那么在这里我都会给大家 做一个一一的一个分享 那么接下来呢我还会给大家去介绍一下 我们整个电源模块 TI 的电源模块的 一个产品线的一个整体的一个概况 那么同时呢我会主要去推荐几款 我们 TI 最新并且是最好的封装的 这样的一些电源模块给到大家 完了呢希望呢能满足一些客户的需求 那么最后一点呢 我还会去介绍一下我们针对电源模块 我们在 TI 官网上面给大家 去提供的一些辅助的一些内容 比如说像我们的技术文档 比如说像我们的仿真软件 那么都会给大家去做一个介绍 那么我还会留大概 20 分钟 到半个小时的最后的时间 去看一下我们线上用户的一些问题 完了给大家呢做一个 20 分钟 到 30 分钟的一个问答互动 那么这个就是今天的主要内容 那么首先我们先看一下什么是电源模块 那么我相信大家如果对我们电源 有一定了解的话 大家都知道其实作为一个电源的话 它有线性的电源 还有那种开关型的电源 那么我们今天讲的电源模块呢 主要是开关类型的一个电源 那么开关类型的电源 那顾名思义它就必须要有开关元器件 也就是我们通常说的 MOS 管 那么我们电源模块呢 就是将我们的开关元器件这种 主动开关的一个器件 那么加上我们的一些被动元件 比如说我们的电感 比如说我们的输入电容输出电容 那么我们把这些跟电源相关的 所有的这些主动与被动元件 都集成在一起的一个高集成度的方案 那么就叫电源模块 那么电源模块它有两大类的 最突出的一个优势 那么第一点就是它的小型化 为什么它可以做到小型化呢 因为我们在设计的时候 我们就要考虑如何在有限的尺寸范围之内 我们能做到最大的功率密度 那么这里给到了大家几个示意图 那么大家可以看到 我们所有的元器件都是排列的非常紧密 那么基本上是跟我们的自己设计的 分立式的元器件相比 它的尺寸可以大大减小 而且正是由于高度的集成了之后 它的引脚还有它的整个的外部的 一个元器件也做到了最大的简化 所以大家可以在外围电路设计的时候 只选那么1到2个或者2到3个元器件就可以了 那么同时大家知道 在我们平时做 pcb 板设计的时候 那么基本上我们只是在平面的一个层面 去做一个电源的设计 那么我们在设计电源模块的时候 我们打破了这样的一个平面的限制 那么我们可以在 3D 也就是充分利用我们的 这个高度的这一个环节 那么我们去设计电源模块 那么我们很多的电源模块 可以将我们的电感 直接架在我们的电源 IC 上面 完了呢这样可以充分利用我们的 Z 轴的这样一个空间 那么去达到最小的一个尺寸 那么第二个电源模块的 最大特点就是它的易用性 那么易用性呢主要体现在这些方面 首先就是说由于它高度集成那么非常简化 那么第二点呢就是说虽然它的功率密度很高 但是呢由于我们的封装的一些先进性 那么我们能确保它的热的表现非常良好 而且由于这个是我们 TI 的 本身的一个非常重要的一个产品 那么我们所有的可靠性测试 都是跟我们 IC 是完全可以相比的 那么所有的可靠性测试都会 跟我们的 IC 测试是一样的 那么还有一点就是 我们的电源模块不光能保证性能 同时我们还要保证一些额外的一些参数 比如说我们的 EMI 我们在做设计电源模块的的过程中 或者说后期阶段 我们会去到我们专业的 EMI 的测试机构 去测试我们的电源模块的 EMI 所以能确保它通过一些 EMI 等级的测试 那么最后呢就是我们 TI 也会给大家去有一些辅助的仿真工具 比如说像 WEBENCH 那么我们的电源模块都已经放在了 我们 WEBENCH 的整个的软件之中 那么大家可以直接在 WEBENCH 的平台上面 去做电源模块的仿真 那么说到小型化 大家可以看到我右手边的这两个例子 那么右手边上面这个 是我们一个 36 伏 1 安的产品 那么左边是分立式的方案 右面是模块的方案 那么大家可以看到模块的方案 基本上是我们分立式方案的面积的1/3 那么大家可以看到同样的功率同样的电流 那么基本上它的尺寸是有大大的减小的 那么下面是一个 17 伏 8 安大电流的 这样的一个应用场景 那么分立式的方案是左边 电源模块的方案是右边 那么大家可以看到 基本上我们把整个电感的这一部分的面积 都省到我们的电源模块当中 所以这个的确对我们客户小型化 这样的一个需求是非常有利的