從小的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）家庭自動(dòng)化傳感器到大的工業(yè)機(jī)器，每個(gè)電路都需要電力。電源設(shè)計(jì)需要下一番功夫，而且電源電路會(huì)占用電路板空間。但在許多應(yīng)用中，終用戶意識(shí)不到更好的電源會(huì)帶來什么好處。設(shè)計(jì)工作可以說是完全不受重視。電源模塊是一種經(jīng)過測(cè)試的完整電源，兼具低噪聲、高效率和緊湊布局等優(yōu)勢(shì)，因此在這些情況下，可使用電源模塊來省去設(shè)計(jì)工作。電源模塊是置于印刷電路板（PCB）上某個(gè)封裝內(nèi)的獨(dú)立元件，其中包含整個(gè)開關(guān)電源（含電感）。脈寬調(diào)制（PWM）控制器、MOSFET驅(qū)動(dòng)器、功率MOSFET、反饋網(wǎng)絡(luò)和磁性元件都包含在同一個(gè)封裝內(nèi)。電源模塊封裝技術(shù)的進(jìn)步帶來了令人振奮的優(yōu)勢(shì)，通過將無源元件集成到開關(guān)穩(wěn)壓器中，針對(duì)電源轉(zhuǎn)換問題有效打造出系統(tǒng)級(jí)封裝解決方案，從而簡化并加快新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。這樣，設(shè)計(jì)人員便可專注于設(shè)計(jì)的其他方面，從而縮短上市時(shí)間并改進(jìn)其產(chǎn)品的其他特性。

　　圖1：電源模塊封裝技術(shù)的進(jìn)步簡化并加快了新產(chǎn)品設(shè)計(jì)

　　電源中的主要設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是穩(wěn)定性、瞬態(tài)響應(yīng)、效率、EMI和布局。采用分立實(shí)現(xiàn)的板載電源解決方案時(shí)，需要針對(duì)每個(gè)電源測(cè)試這些特性，就算是將設(shè)計(jì)重新用于新電路板的新布局時(shí)也要如此。即使是在謹(jǐn)慎模擬或以前經(jīng)過原型設(shè)計(jì)的電路中，實(shí)際布局也可能引入穩(wěn)定性問題、電磁輻射、意外的瞬態(tài)行為或出人意料的效率結(jié)果。這可能會(huì)給項(xiàng)目增加不必要的設(shè)計(jì)反復(fù)，并可能推遲整個(gè)產(chǎn)品的發(fā)布。電源模塊的主要優(yōu)勢(shì)之一便是消除這些風(fēng)險(xiǎn)�？紤]到性能，電源布局主要在電源模塊內(nèi)。磁環(huán)電感、控制器和功率晶體管全部封裝在一起，采用固定、經(jīng)過測(cè)試和驗(yàn)證的內(nèi)部連接。效率、瞬態(tài)性能、穩(wěn)定性和EMI均在數(shù)據(jù)手冊(cè)中列出。線路和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)；使能和禁止瞬態(tài)響應(yīng)；甚至啟動(dòng)到短路或故障條件的波形都可以在文檔中找到。這可提供已知的良好性能，并以少的工作量和低的風(fēng)險(xiǎn)完成設(shè)計(jì)。就實(shí)現(xiàn)板載直流/直流轉(zhuǎn)換而言，沒有任何方法比電源模塊更簡單。

　　電源模塊的第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是電路尺寸。模塊內(nèi)部的信號(hào)布線比PCB上更加緊湊。因此，模塊通常在功率密度方面優(yōu)于分立實(shí)現(xiàn)的同類產(chǎn)品。在一些應(yīng)用中，這會(huì)產(chǎn)生與目標(biāo)外形是否匹配的區(qū)別。終用戶希望較小的IoT平臺(tái)、可穿戴電子產(chǎn)品和固態(tài)硬盤解決方案的尺寸小巧。這種小尺寸有時(shí)會(huì)引入與器件溫度額定值相關(guān)的其他問題。許多電源模塊僅適合在臨時(shí)或瞬態(tài)負(fù)載條件下以滿載額定電流工作，并且需要在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)降額到較低的電流。其部分原因是系統(tǒng)熱力學(xué)的自然結(jié)果。因此，這就需要采用更好的熱設(shè)計(jì)以在更小的空間中處理相同的熱量。例如，Microchip使用熱效率極高的銅引線框封裝技術(shù)，與基于PCB或多步封裝方法相比，這可大程度降低熱阻。這樣，Microchip模塊便可在大多數(shù)熱環(huán)境和較高環(huán)境溫度下以滿載額定電流穩(wěn)態(tài)工作。