電源模塊上市已經很長時間了,通常是一種采用開關模式的封裝電源,能夠輕松焊接到電路板上,用于將輸入電壓轉換為經過控制的輸出電壓。與只在芯片上集成控制器和電源開關的開關穩壓器IC相比,電源模塊還可以集成無數個無源組件。
通常,“電源模塊”一詞一般在集成電感時使用。開關模式降壓型轉換器(降壓拓撲)所需的組件。虛線表示開關穩壓器IC和電源模塊。這些模塊的電壓轉換電路由電源模塊制造商開發,所以用戶無需非常了解電源。除此以外,還有其他優點。由于模塊高度集成,所以開關模式電源的尺寸會非常小。
更安靜、更小巧的DC-DC調節
開關穩壓器本身會產生輻射EMI,在相對較高的頻率工作時需要高dI/dt事件。在醫療設備、RF收發器以及測試和測量系統中,通常強制要求EMI合規,這也是信號處理領域的一項關鍵設計挑戰。例如,如果系統未能達到EMI合規要求,或者開關穩壓器會影響到高速數字或RF信號的完整性,則需要進行調試和重新設計,這樣不僅會延長設計周期,還要重新進行評估,從而導致成本增加。此外,在更密集的PCB布局中,DC-DC開關穩壓器一般非常接近噪聲敏感型元件和信號路徑,這更有可能產生噪聲。
與其依賴于繁瑣的EMI緩解技術,例如降低開關頻率、在PCB上添加濾波電路或安裝屏蔽,更好的方法是從源頭抑制噪聲,即 DC-DC 硅芯片本身。為了實現更緊湊的DC-DC解決方案,可以將所有組件,包括MOSFET、電感、DC-DC IC,以及所有支持型組件集成到一個類似于表貼IC的微型超模壓塑封裝中。
除了能夠實現更安靜的DC-DC轉換,滿足大部分EMI合規標準要求,以及實現小尺寸之外,還需要盡可能減少PCB上輸出電容等其他組件的數量,這點至關重要。通過采用快速瞬態響應DC-DC調節器,可以降低對輸出電容的依賴。這意味著通過優化內部反饋環路補償,可在多種工作條件下提供足夠的穩定性裕量,支持各種輸出電容,從而簡化整體設計。
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