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成本/開發速度二選一 分立/模組電源各有所長

文‧黃繼寬 發布日期:2019/07/11 關鍵字:電源供應器DC/DC電源模組亞德諾

對電源設計者來說,要完成一個電源系統設計,傳統上多半是以分立元件(Discrete)組成,但隨著半導體跟封裝技術不斷進步,現在有越來越多元件供應商開始提供整合好的電源模組方案,甚至有專門提供電源模組的品牌業者。這意味著電源設計者有了更多樣化的選擇,但在何種情況下適合使用傳統電源設計架構,何種情況下又該考慮直接導入模組化電源?事實上,這兩種解決方案各有優劣,電源開發者在評估時必須做好各種考量。

ADI µModule電源產品業務開發總監Afshin Odabaee表示,模組方案的優勢包括擁有預先組裝的完整系統級封裝,供應商在其操作溫度範圍內,通常會對產品進行100%電氣測試,確保模組內的所有元件,包括DC/DC穩壓器IC、電感器、電容器和MOSFET均合乎溫度、衝擊和振動、電源週期以及其他熱、電和機械應力使用。此外,跟分立元件組合而成的方案相比,模組化方案還擁有非常高的可靠性,以及客戶無需購買DC/DC穩壓器電路的BOM(所有零組件均包含在模組內)等優點。

高整合度的電源模組可加快電源系統設計的速度,且通常有助於縮小PCB占用面積。

此外,使用模組方案,客戶在進行PCB布局時是非常容易的,可使PCB布局更改需求降至最低、甚至不需更改,以避免在重新設計上浪費資金,並加快設計週期。以ADI的µModule方案為例,該模組可處理DC/DC電路的所有困難工程問題,例如雜訊、電感,EMI,布局,接地迴路等。最後,使用µModule穩壓器時,類比和電源設計知識所需最少;相較之下,使用分立式方法則需要較深入的專業知識和多年的經驗累積,以避免多次PCB更改。

不過,分立元件還是有模組方案所不具備的優勢,例如其成本較為低廉,此外,電容器和電阻器等元件之間的選擇可以較為靈活,能滿足某些比較特別的規格要求。

因此,當電源開發者在評估究竟該使用分立元件或模組方案時,應該考慮的重點有四:

一、自家團隊是否有時間從頭開始設計電源,並準時完成設計驗證?如果沒有,那麼則使用模組化方案。如果有,則可將模組方案與分立式解決方案進行比較,然後根據尺寸和電氣/熱/機械性能等做出選擇。

二、是否有已知且經過驗證的DC/DC穩壓器解決方案,可以為FPGA,ASIC、GPU等處理器供電?µModule穩壓器用於英特爾(Intel)、賽靈思(Xilinx)、博通(Broadcom)等公司的多樣化參考設計中,如果需要快速且經過驗證的解決方案,則可參考這些參考設計來運用µModule穩壓器。

三、設計專案是否對DC/DC穩壓器解決方案有嚴格的PCB面積和高度限制?如果是,則可優先考慮模組方案,目前µModule產品線已經有非常小巧且超​​薄的封裝。開發團隊可以將採用模組的設計與分立式方案進行比較。

四、電源開發或採購團隊是否擔心分立式DC/DC穩壓器電路中使用的元件停產(EOL)問題?如果是,則可使用µModule調節器。ADI會為EOL負責和處理二次採購。

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