新一代电源模块有效简化电源设计

分立电源设计中，正确选择元件非常重要，但将其正确布置在IC附近同样重要，这就要求高水平的技巧和经验。设计者需要时刻注意大电流通路的长度和尺寸，关注高频节点，谨慎提防IC及输入电源的地回路。如果电感和电容离IC太远，会增大电流环路的寄生电容和电感，从而引发问题。(市场上的大多数模块采用屏蔽电感，这有助于减小与开关稳压器相关的EMI。)如果设计不正确，补偿和反馈电路也受地噪声的影响。将模块密封在密闭封装内有助于保护IC不受PCB布局的影响，而这类问题在分立电源设计中普遍存在。由于模块的焊接与标准IC类似，并且补偿电路、FET及电感全部位于内部，接地设计也有利于控制敏感器件附近的地电流。有利于保护电源电路不受接地反弹和其它系统噪声的影响(系统级噪声会注入到补偿电路)，最终获得效率和可靠性更高的电源。

越小越好

除了克服设计可靠电源面临的众多障碍外，新一代电源模块还具有小尺寸带来的附加利益：尺寸远远小于使用PWM控制器的分立电源方案，甚至是内置FET的开关稳压器。多年以来，电源电路已经从需要所有外部元件的简单电源控制器(图3A)发展为IC集成电源转换器(使用外部电感，但附加外部元件较少) (图3B)，进而发展到最新、更为紧凑的电源模块(图3C)。例如，喜马拉雅电源模块只需要很少的4、5个外部元件：输入电容、输出电容、两个设定输出电压的电阻，以及可能用于软启动的电容。图3所示为电源方案的演变过程，以及每种方案的外形尺寸。

便利性和灵活性是关键

正像您看到的，最新电源模块的外形尺寸明显减小。但这仅仅是采用模块的优势之一。另一项优势是简单。新形布局配置通过QFN引脚输出将引脚布置在封装周边，使设计者更容易进行PCB布局，费用更低。将关键信号引脚布置在封装的周边，不再需要多层电路板通过过孔连接到模块内部的中心引脚，而采用球栅阵列封装模块时就是遇到这种情况(图4)。周边引脚位置也提高了模块底部可用于裸焊盘的空间，有助于模块散热，实现低温工作。多个独立的裸焊盘将敏感的模块区域与其它区域相隔离，提供附加保护。低至2.8mm的封装高度是新一代电源模块的另一关键特征，支持其卡类应用(高度非常重要)，也使其更容易集成散热器——对于需要耗散更多热量的大功率应用尤其重要(图5)。

轻松移植，满足不同的电压和电流需求

在项目设计的不同阶段，电源要求可能频繁变化。那么，如果电压或电流要求变化时，客户为什么要被迫重新设计和重新修改电路板呢?不仅成本高，而且非常耗时!

使用引脚兼容、具有不同电流范围和电压范围的电源模块系列产品，允许相同的布局支持不同的模块需求，不影响PCB，进而加快上市时间。

削减成本的途径：移植到分立IC

部分设计者对采用电源模块犹豫不决，因为电源模块不像分立式电源方案那样可随意定制，并且一般价格较高。缺少的环节是可移植能力，不过现在已经实现。现在的设计者可从模块开始，实现快速开发;然后可以选择无缝移植到相同IC的方案，采用分立方案。这种灵活性优化了大批量生产的性能和成本，对于追求完美的设计者非常宝贵。

简化设计

IC工艺和封装技术领域的创新推动着集成电源模块的发展，无论是IC级还是封装级。这些新一代电源模块已经避免了与分立元件相关的复杂问题，同时提供完备、可靠的电源方案。新一代电源模块具有高效率，几乎能够克服大多数PCB噪声;与传统的非同步设计相比，更容易控制EMI;工作温度也低许多。此类电源模块允许系统设计

人员利用有限的时间和资源快速获取所需要的电源，将更多时间投入到其它重要领域。

Maxim Integrated将电源模块推动到了一个新高度，其模块采用经过客户验证的喜马拉雅同步降压稳压器IC，具有工作温度低、尺寸小等优势。电源模块的设计以工程化为核心，包括需要最少的外部BOM元件、小封装、方便的QFN类引脚排列、引脚兼容的不同电压/电流版本，并允许在大批量投产时很容易地从模块移植至IC。

电源模块的发展趋势是更高集成度、工作温度更低、尺寸更小，并重视成本削减。有了这些优势，电源设计就会前所未有地简单、轻松。