关于电源模块的未来，您知道多少？

从来没有工程师愿意让设计过程复杂化，但很遗憾，在选择电源管理解决方案的过程中，遇到的障碍可能非常庞大。

功率模块可能是半导体行业对一些长期存在的问题的解决方案。凭借先进的组件集成、性能改进，模块化提供了一种全新的电源解决方案，使设计过程简单化。

如今电源模块是一个新鲜事物，一些开发者认为模块不灵活，而另一些则认为它们只是一股风。以下将总结出关于电源模块，目前业内所存在的误区。

1. 功率模块并没有节省那么多时间。您知道哪些组件最适合您的设计。

工程师知道一遍遍梳理各家公司datasheet的痛苦，又或者看到某个零部件冗长的交货周期，以及，最终子系统在测试过程中发现仅仅是因为某个零部件没有焊接正确。

功率模块可消除大多数问题。使用电源模块大大减少了采购组件和测试所需时间，从而让更您有精力解决差异化的问题。

2. 电源模块仅适用于更通用的案例，而离散解决方案总是更好，因为您可以针对任何对其进行优化。

完全集成的解决方案并不意味着是完全通用的方案。事实上，使电源模块如此易于使用的部分原因在于这些产品实际上就是已经满足了一些特定应用。例如，针对低噪声、快速瞬态响应或扩展工作温度等进行优化的电源模块，其性能已经不亚于传统分立方案。

此外，许多模块以跨越特定输出电流或电压范围的引脚对引脚系列发货。例如，TPSM41615 和 TPSM41625 电源模块是可堆叠的 15A 和 25A 解决方案，它们共享相同的占位面积，因此可涵盖15 至 50A 的电流范围（图 1）。您不必拘泥于一些通用的万能解决方案，而是能够选择适合您系统要求的设备，并在发生变化时避免重新设计。

TPSM41615 和 TPSM41625 共享完全相同的引脚排列和可堆叠，允许更大的灵活性并支持高达 50 A 的应用。

3. 功率模块在集成之外没有任何内在优势，而离散解决方案可以根据需求选择不同的无源器件进行微调。

当您选择使用电源模块进行设计时，您可以放心，因为您选择的解决方案是由业内最优秀的电源、封装和布局专家手工定制的。除了datasheet之外，电源模块制造商还为设计人员提供仿真工具和数据。通过选择电源模块，您可以使用完全定制化的电源，这意味着您不必花费额外的时间来确定产品是否适合。

使用分立方案就像让小学生车手参加一级方程式赛车比赛，当一个模块保证你在领奖台上占有一席之地时，为什么还要冒险呢？

4. 电源模块使用了不符合要求的组件应用。

如果您的电源将应用在30000 英尺的高空中，您需要确保气温不会导致其发生故障。同样，在手术室中，要避免电源的干扰导致成像设备的输出出现噪声或失真。

为了缓解这种情况，您可以使用在扩展温度范围内运行的分立转换器或符合 (CISPR) 的分立转换器。然而，这仍然需要选择和采购合格的组件来满足这些规范。

值得庆幸的是，电源模块经过预先验证以满足上述要求，为您提供开箱即用的即插即用解决方案。对于电磁干扰 (EMI) 敏感型应用，经过 EMI 测试的电源模块（如 TPSM63606）包含集成无源元件，其布局可满足严格的要求。

5. 电源模块价格昂贵

更小、更高效，更好用的东西的确往往更贵，值得庆幸的是，电源模块不是笔记本电脑或智能手机。

首先，功率模块和分立解决方案之间的价格差距正在慢慢被拉平。当您考虑到已经集成到模块中的无源元件的采购、认证和布局成本时，很明显已经相当接近分立元件了。

另一个经常被忽视的因素是出现问题的潜在成本。与召回、重新认证、重新测试等的成本相比，与电源模块相关的“溢价”是值得的。

6. 电源模块不会帮助您节省电路板上的空间。

电源模块可以比嵌入式封装中的分立解决方案更小，分立方案直接将芯片放到PCB上，诞生其他周边器件尤其是电感，还会占据大量的空间。

采用的 uSiP/SiL 封装展示了通过分立实现无法实现的高功率密度。

7. 电源模块太高。

离散解决方案本身几乎永远不会导致解决方案高度显着增加。但事实上，大多数高度的增加实际上是由电感引起的，因为它几乎总是电源管理系统中最高的组件。由于电源模块通常针对解决方案的尺寸、效率和高度进行了优化，因此通常可以保证您可以预期模块高度与分立式实现一样，甚至更矮。

8. 电源模块没有针对效率进行优化，因为功率模块制造商不考虑电感选择之外的因素。

由于电感器已经预先选择和集成，电源模块被认为是以牺牲高效率换取易用性。但实际上，电源模块旨在提供最高效率的解决方案，并具有额外的集成优势。

由于离散效率曲线通常依赖于开关场效应晶体管、热耗散和外部元件选择，因此整体效率实际上具有多个影响因素。电源模块致力于考虑到所有外部因素（一般工程师很难照顾到如此周全）并提供最简单的解决方案，同时保持甚至超过您所期望的效率标准。

9. 与领先的分立解决方案相比，功率模块落后了几代。

集成电路 (IC) 制造商一直在寻找简化电子产品设计和制造过程的方法。正如我之前提到的，业界领先的分立解决方案通常是最新最好的电源模块解决方案的灵感来源。

不过，除了芯片之外，IC 设计人员也在推动封装、元件布局和工艺技术的界限。最新和最强大的功能，通常只能通过分立转换器提供，但现在可以以最小、最易于使用和最高效的形式提供。

10. 您不需要电源模块——您可以轻松地自己复制电源方案设计。

如果要尽可能的缩小解决方案尺寸，喜欢冒险的设计人员可能倾向于通过更紧凑的组件排列来创建最终的电源，从而尽可能地节省电路板空间，但很多方案并不容易复制。

其中一个例子是一些模块可将组件直接嵌入到芯片所在的基板中。另一个例子是模具和集成组件的二次成型，以提高它们对引线框架的附着力。

11. 电源模块只是一种时尚。

虽然我没有水晶球，但有一点很清楚：随着要求变得更加严格，设计挑战只会变得更多（并且需要更长的时间）才能解决。每天，越来越多的电源设计人员转向使用电源模块，因为它们减小了尺寸、提供了更优化的效率并提供了最丰富的功能集。由此产生的收益大大超过了自行冒险寻找合适的电源解决方案所带来的风险。

此外，半导体制造商不断监测功率趋势和应用需求，所有这些都是为了减少设计中的障碍频率，帮助您比以往更快地将产品推向市场。

结论

您需要一种高效、强大、易于使用的电源解决方案。通过实施电源模块，您可以有效地将业界最佳的专业知识嵌入到您的设计中。虽然承认从来没有一刀切的电源解决方案，但我希望在阅读本文后，您可以尝试一下电源模块。