介紹

評估使用電源模組還是分立式電源解決方案的選項時，不僅有許多重要的設計變量需要考慮，同時還要顧及可能影響整個供電網路 (PDN) 設計流程的其它輔助功能。

首先，您需要確定您是否有設計、評估、測試和製造分立式電源解決方案的必備內部電源設計專業技術。在大多數情況下，公司沒必要雇傭一個經驗豐富的專業電源設計工程師團隊，因為成本太過高昂。與自主開發的分立式解決方案相比，除了明顯的經濟影響外，使用采購的電源模組還有許多性能及設計優勢。

再者說，並不是所有電源模組的構建都是一樣的。Vicor 榮獲專利的創新電源模組技術將先進拓撲、小型化和散熱良好的封裝進行了完美結合。與其他的電源模組或分立式設計相比，這些設計技術的完美結合有助於為電源模組提高頻率，大幅降低了磁性並顯著增加功率密度和效率。這種經過驗證的技術一直是資料中心、汽車與機器人等增長市場的動力源泉。下面的矩陣圖對 Vicor 電源模組和分立式電源解決方案之間的差異進行了高層次比較。

另一方面，電源模組可通過使用集成型 PCB 的兩面，最大限度增加可用的設計空間，這不僅可顯著縮小占用面積，而且還可增加功率密度，如圖 2 所示。

圖 2：圖中顯示了電源模組的內部情況，這說明了有效利用空間將帶來尺寸顯著縮小的高功率密度解決方案。

規格的適當性與唯一性

除了顯而易見的物理優勢外，模組還可為設計人員提供各種性能改進。由於其緊湊的尺寸和專門的拓撲，電源模組不僅具有更高的功率密度，而且在大多數情況下效率更高，這就意味著您可以設計一款能夠在更小空間內提供更多電源的供電網路（圖 3）。當設計包絡的體積有限，需要 PDN 能夠提供在太空或海底等極具挑戰性的環境中支持任務關鍵型應用所需的電源時，這非常實用。使用 Vicor 電源模組，無需因空間限製而犧牲電源，也無需增加空間和重量來容納更大電源。使用現有的電源占位面積，您仍然可以獲得所需的電源（甚至更多電源）。相比之下，分立式解決方案需要大幅調整尺寸，才能滿足額外的電源要求。

圖 3：展示使用 Vicor 電源模组的尺寸和空間優勢的視覺示意圖。

圖 4：Vicor 封裝外形有助於實現均勻且可預測的散熱，而分立式解決方案會導致不均勻且不可預測的散熱。

如欲了解有關 Vicor 的創新高性能電源模組封裝的更多信息，請閱讀 Vicor 高級副總裁 Phil Davies 的白皮書。

電源設計，少即是多

大家應該都看到過這樣的視頻，貼裝機超級忙碌地將各種部件高速放置到印刷電路板上。然而，我們並不熟悉其中涉及的許多復雜系統，它們才是讓這種先進製造技術成為可能的「幕後英雄」。所有這些經過微調的系統在峰值效率下的運行裕度都很小。子系統中最輕微的故障可能具有災難性的後果，並且在高速運行時，操作員不會註意到這些故障，等發現後卻為時已晚。根據最終設計的復雜性，PCB 上會有數百甚至數千個電氣焊接連接，如圖 5 所示。基本的統計分析理論表明，每增加一個連接，故障幾率也會隨之增加。

請記住，哪種電源設計不太可能因製造錯誤而發生故障呢？答案便是電源模組設計。與分立式設計相比，電源模組設計需要進行的連接要少得多，因此在裝配過程中更不容易出現質量缺陷。隨著更少的放置，它對於多個裝配階段的需求也相應減少了。這可以減少操作員處理電路板的次數，從而降低裝配過程中出現靜電放電 (ESD) 損壞的可能性。所有這些都會轉化為更高的可靠性。

圖 5：在分立式設計中，具有多個連接的數百個組件構成了數千個單獨的連接，因此出現更高裝配缺陷的幾率會呈指數級增加。

走出產品生命周期困境

在電源模組和分立式設計之間進行選擇時，您需要退後一步，綜合考慮設計與整個生命周期，以便了解模組化方法的所有優勢。如圖 6 所示，如果您選擇使用分立式組件來設計自己的供電網路，您公司內部的電源設計團隊將肩負起對每個電源系統進行設計、測試和驗證的所有重任。

圖 6：簡化的設計生命周期時間表說明了使用模組解決方案相比於分立解決方案的優勢。