介绍

评估使用电源模块还是分立式电源解决方案的选项时，不仅有许多重要的设计变量需要考虑，同时还要顾及可能影响整个供电网络 (PDN) 设计流程的其它辅助功能。

首先，您需要确定您是否有设计、评估、测试和制造分立式电源解决方案的必备内部电源设计专业技术。在大多数情况下，公司没必要雇佣一个经验丰富的专业电源设计工程师团队，因为成本太过高昂。与自主开发的分立式解决方案相比，除了明显的经济影响外，使用采购的电源模块还有许多性能及设计优势。

再者说，并不是所有电源模块的构建都是一样的。Vicor 荣获专利的创新电源模块技术将先进拓扑、小型化和散热良好的封装进行了完美结合。与其他的电源模块或分立式设计相比，这些设计技术的完美结合有助于为电源模块提高频率，大幅降低了磁性并显著增加功率密度和效率。这种经过验证的技术一直是数据中心、汽车与机器人等增长市场的动力源泉。下面的矩阵图对 Vicor 电源模块和分立式电源解决方案之间的差异进行了高层次比较。

另一方面，电源模块可通过使用集成型 PCB 的两面，最大限度增加可用的设计空间，这不仅可显著缩小占用面积，而且还可增加功率密度，如图 2 所示。

图 2：图中显示了电源模块的内部情况，这说明了有效利用空间将带来尺寸显著缩小的高功率密度解决方案。

规格的适当性与唯一性

除了显而易见的物理优势外，模块还可为设计人员提供各种性能改进。由于其紧凑的尺寸和专门的拓扑，电源模块不仅具有更高的功率密度，而且在大多数情况下效率更高，这就意味着您可以设计一款能够在更小空间内提供更多电源的供电网络（图 3）。当设计包络的体积有限，需要 PDN 能够提供在太空或海底等极具挑战性的环境中支持任务关键型应用所需的电源时，这非常实用。使用 Vicor 电源模块，无需因空间限制而牺牲电源，也无需增加空间和重量来容纳更大电源。使用现有的电源占位面积，您仍然可以获得所需的电源（甚至更多电源）。相比之下，分立式解决方案需要大幅调整尺寸，才能满足额外的电源要求。

图 3：展示使用 Vicor 电源模块的尺寸和空间优势的视觉示意图。

图 4：Vicor 封装外形有助于实现均匀且可预测的散热，而分立式解决方案会导致不均匀且不可预测的散热。

如欲了解有关 Vicor 的创新高性能电源模块封装的更多信息，请阅读 Vicor 高级副总裁 Phil Davies 的白皮书。

电源设计，少即是多

大家应该都看到过这样的视频，贴装机超级忙碌地将各种部件高速放置到印刷电路板上。然而，我们并不熟悉其中涉及的许多复杂系统，它们才是让这种先进制造技术成为可能的“幕后英雄”。所有这些经过微调的系统在峰值效率下的运行裕度都很小。子系统中最轻微的故障可能具有灾难性的后果，并且在高速运行时，操作员不会注意到这些故障，等发现后却为时已晚。根据最终设计的复杂性，PCB 上会有数百甚至数千个电气焊接连接，如图 5 所示。基本的统计分析理论表明，每增加一个连接，故障几率也会随之增加。

请记住，哪种电源设计不太可能因制造错误而发生故障呢？答案便是电源模块设计。与分立式设计相比，电源模块设计需要进行的连接要少得多，因此在装配过程中更不容易出现质量缺陷。随着更少的放置，它对于多个装配阶段的需求也相应减少了。这可以减少操作员处理电路板的次数，从而降低装配过程中出现静电放电 (ESD) 损坏的可能性。所有这些都会转化为更高的可靠性。

图 5：在分立式设计中，具有多个连接的数百个组件构成了数千个单独的连接，因此出现更高装配缺陷的几率会呈指数级增加。

走出产品生命周期困境

在电源模块和分立式设计之间进行选择时，您需要退后一步，综合考虑设计与整个生命周期，以便了解模块化方法的所有优势。如图 6 所示，如果您选择使用分立式组件来设计自己的供电网络，您公司内部的电源设计团队将肩负起对每个电源系统进行设计、测试和验证的所有重任。

图 6：简化的设计生命周期时间表说明了使用模块解决方案相比于分立解决方案的优势。