随着半导体工艺的进步，如今芯片封装样式的电源模块也已经习认为常，并且逐步得到市场的更多青睐。二次电源模块（传统DC-DC）的市场，估量将从2020年的2亿美元，增长至2024年的10亿美元。个中需求增长紧张来源将包括5G通信根本举动步伐，AI数据中央，打算中央等大型IT举动步伐。
几大电源类芯片厂商，都在关注电源模块这一新兴发展的市场。我们本日要先容的MPS便是个中之一。
为什么要利用电源模块
MPS电源模块产品线经理Roy Tu表示，MPS开拓电源模块的初衷，是为客户供应更大略、更易用、更可靠的产品，透过模块化办法压缩客户硬件开拓周期，减少PCB设计中反复迭代而造成的研发资源摧残浪费蹂躏。
Roy以真实的客户开拓周期为例，传统的分立电源设计中，芯片及被动元件的打算和选型过程须要2-12周的韶光，之后的事理图、layout设计、回板调试与验证等都须要1-3周韶光。而开箱即用的电源模块可以减少多达70%的开拓周期，从18周减少到5周。
此外，电源模块比较于分立方案，其还具有小体积，高散热等特点。比如MPS的电源模块中，采取了3D堆叠方法，将电感和IC立体封装，这样可以减少平铺面积，并未客户节约PCB占版面积。而且IC还可以通过电感等散热，从而降落了温升，提高了系统性能和效率。
第三，则是电源模块具有更好的EMI性能，可针对客户运用，最佳化管脚布局，优化功率传输路径。
电源模块的未来寻衅
电源模块的诸多上风，同时也是未来发展的寻衅。
首先，须要尺寸进一步减少，功率密度进一步提高。比如某些OAM单元，其处理器功耗已达600W规格，未来将打破1kW乃至2kW。同时在高功率下，还须要保持高转换效率及小尺寸等特点。
其次，是散热带来的寻衅。比如5G根本举动步伐中的电源模块，须要适应严苛的室外环境，无风扇散热，大负载等环境中。
第三，是更多的供电通道。随着板载元件越来越多，其须要的电压轨也越来越繁芜，并且须要更严格的开关机时序，以及更严苛的EMI。
第四，Roy还提到了须要有更加通用的电源模块，一方面可以兼顾不同的电压轨以及不同的输出功率，其余也不会由于灵巧性而增加冗余本钱。
末了，则是智能化的需求，包括智能分配负载，智能保护，智能检测等等可以改进设计体验的功能。
MPS的应对之道
为了知足电源模块的快速增长需求，MPS一共推出了百余种各具特色的电源模块，通过搭配不同的特色创新，从而应对电源模块的个性化哀求。
MPS双路输出系列的电源模块MPM54522 和 54322 家族，输入电压范围从 2.85V 到 16V，输出电压范围从 0.4V 到 3.8V，支持并联多路输出，且支持双相自动交错并联，从而减少纹波。产品支持远端采样的精度掌握，快速负载相应，并且灵巧配置了数字接口和模式选择功能。
这种灵巧的事情办法，使其非常适宜FPGA、ASIC供电电源，运用于包括电信根本举动步伐、加速卡、光模块、自动化等领域。
MPM54524是业界 20A 负载的最小封装模块，尺寸仅有8mmx8mmx2.9mm，其做到如此高功率密度的缘故原由，在于MPS创新的封装办法。晶圆被嵌入在基板中，然后电感贴装在基板表面，电感和IC之间通过玻璃纤维和导热的胶体进行传热。
其余一款MPM82504E则是在封装中加入了金属，比较塑料添补而言，导热性能更高。
MPS特有的垂直封装技能
Roy还提到了光模块中的电源管理，光模块中对付电源噪声非常敏感，因此为光模块单元供电须要分成几路，分别给吸收端、发射端以及内部逻辑掌握电路供电，通过隔离提高噪声抑制。但实际设计中，光模块的尺寸和高频布线压缩了电源布线空间，因此很多时候光模块供应商只能捐躯尺寸和本钱，或是捐躯性能。MPS推出具备智能负载分配功能的电源模块MPM54313，具有三路输出降压电源模块，每路输出电流3A，独立供电，可知足光模块的需求。
针对EMI缓解，MPS推出了一系列创新技能，包括3D布局，减少覆铜的天线效应；多路集成化设计可在电源内部实现电磁滋扰实时补偿；基板设计则是在功率平衡流动和过孔通流方面优化磁场分布，约束电磁辐射；开关频率调节以及抖频等丰富技能，从不同角度优化EMI。MPM3596便是这么一颗知足Class-5辐射标准的电源模块。
未来更完善的路线图
MPS公开电源模块发展路径
如今，MPS可以覆盖从6V到75V广泛的电源模块产品，以及包括车规级产品。
“MPS电源模块未来的研发思路，除了高压、大电流、高功率密度这些不变的方向之外，我们会更看重电源模块的数字功能和智能化功能这两点着力发展的特性。”Roy说道。
