最佳電源模塊選擇標(biāo)準(zhǔn)

圖3 典型功率損耗降級(jí)曲線

另一個(gè)產(chǎn)生嚴(yán)重故障的現(xiàn)象是焊點(diǎn)裂紋造成溫度升高。如果模塊經(jīng)受機(jī)械震動(dòng)或多次溫度周期沖擊，焊點(diǎn)很容易產(chǎn)生裂紋，最終與基底脫離，從而造成電阻升高，溫度應(yīng)力加大。這種情況會(huì)反復(fù)出現(xiàn)，直到斷線為止，造成致命故障。
　　　
電熱性能
權(quán)衡性能、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)師選擇最佳模塊時(shí)面臨的一大困難。缺少標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試條件和測(cè)量結(jié)果，特別是在功率、效率和瞬態(tài)響應(yīng)等數(shù)據(jù)手冊(cè)公布的主要參數(shù)方面，進(jìn)一步加大了模塊選擇的難度。

進(jìn)行功效比較時(shí)，需考慮功效對(duì)比的輸入電壓、輸出電壓和電流量。瞬態(tài)響應(yīng)是進(jìn)行有效比較時(shí)需要考慮的另一個(gè)參數(shù)。必須保證輸入和輸出電壓一致，輸出電容值相同或參數(shù)相似(ESR、ESL等)。最后，瞬態(tài)電流階躍變化的大小和量級(jí)相同。

許多應(yīng)用場(chǎng)合，電源模塊需要在惡劣的環(huán)境下工作。比較模塊功效時(shí)，不應(yīng)只關(guān)心25℃時(shí)的電性能，而且還要考慮系統(tǒng)環(huán)境溫度、氣流和模塊的散熱方法。例如，Intersil采用QFN封裝的ISL820xM系列，優(yōu)化了PCB的導(dǎo)熱能力，模塊底部大面積銅箔有助于提高整體功效水平。

總之，新的、更高功率密度的產(chǎn)品將成為非隔離式負(fù)載點(diǎn)DC/DC轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)未來(lái)的選擇。Intersil推出的ISL8201M模塊整合了構(gòu)成DC/DC轉(zhuǎn)換器所需的大部分組件，包括PWM控制器、MOSFET和電感器，輸入電壓為1～20V，電流達(dá)10A，其開(kāi)關(guān)頻率高于傳統(tǒng)SIP DC/DC模塊，采用小型15mm×15mm×3.5mm QFN封裝，消除了MOSFET封裝和組合封裝器件(見(jiàn)圖2)。ISL8201M是這個(gè)模塊系列中的首款產(chǎn)品，尺寸更小、性能進(jìn)一步改善的模塊正在開(kāi)發(fā)中。

圖4 ISL8201M 效率曲線(Vin=12V)

ISL8201M在功效方面非常出色。同時(shí)，QFN封裝優(yōu)異的散熱性能便于緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不需要散熱器。這些特點(diǎn)使ISL8201M功率密度幾乎達(dá)到200W/in3，大約是傳統(tǒng)開(kāi)放式框架模塊的四倍。