数字化多路电源模块将即将崭露头角

近几年来，板级电源模块产品呈现爆炸式发展态势，其集成度高、体积紧凑的优点，吸引了越来越多的终端客户选择。而越来越多的应用类型、越来越复杂的使用场景，也对电源模块产品提出了更高的挑战。如何达到性能最优?如何提升用户设计体验?如何增强可靠性?各种尖锐的问题，促使IC电源厂商不断追求着控制策略优化、工艺优化、设计结构优化。MPS在电源模块产品设计方面有着自己独到的理解和技术沉淀，并藉此推动电源模块产品的交付量迅猛增长。

什么是板级电源模块?答案似乎很简单：把诸如阻、容、感等被动器件，与电源IC封装在一起形成一个整体，这就是一个典型的板级电源模块。但是，这样简单将单颗IC结合被动器件组装出一个电源模块，能否完全激发出性能潜力?这个问题值得电源厂商思考。让我们先来聚焦电源模块应用，甚至推广到板级电源应用中存在的一些痛点：

· AI、数据计算等应用领域，对更大电流能力、更高功率密度解决方案的需求;

· 更紧凑的装配空间，更苛刻的散热条件，导致产品在追求更小体积和更好散热之间难以取舍;

· 越来越复杂的系统让供电轨数急剧增加，如何更好的布板、梳理复杂的电源层、优化电源时序控制、优化EMI问题，也让硬件工程师头痛不已;

· 电源模块通用性需求，为减轻供应链管理难度，物料归一化呼声日渐增多;

· 电源模块智能化、数字化趋势明显，诸如智能均流、智能并联、在线监控等功能，逐渐成为复杂系统供电设计的刚需。

面对这些硬件设计中的痛点，多路数字电源模块的优势越来越明显。除了满足客户常规的“小体积”需求外，其“高效散热、可扩展性、可兼容性、智能化”等特点更能给实际硬件设计带来前所未有的便捷。MPS如何将模块做到既小又好，让我们来一睹它们的技术细节。

· 高功率密度和3D封装的多路模块

Ø 3D封装大幅减小占板面积，有效提高布局密度;

Ø 更灵巧的模块外形设计，模块能贴近负载端放置，减小布局带来的线路损耗;

Ø 灵活方便的多路并联模式，单一输入源可降低布板复杂程度，进一步减少线路损耗;

Ø 并联功能增加模块的输出能力，更让电路工作在多相交错状态，减小模块开关损耗

MPS推出的MPM54322和MPM54522是两款比较优秀的高功率密度的3D封装电源模块。其中MPM54322支持双路 3A，并联可实现 6A 输出; MPM54522则可支持双路 6A，并联可实现 12A 输。5mmx5.5mm和5mmx6.5mm的极小尺寸，让这两款模块在AI加速卡供电以及光模块等PCB布局空间极为狭小的应用场景中大显身手。

优化散热设计的多路电源模块模块

Ø 特殊的3D封装，将本体温度较低、导热性能较好的金属粉末电感层叠安装在晶圆上方。电感磁芯导热系数高，能有效帮助晶圆散热，从而消除整个模块中的散热瓶颈，使模块整体发热均匀、减轻系统级散热压力。在此基础上，单颗多路输出的PMIC晶圆配合多颗电感的3D封装方式，更能把散热优势推向极致。

Ø 针对大电流产品，在模块内部晶圆上增加高导热系数的散热零件，也是有效消除晶圆散热瓶颈的方式。

MPS推出的业界体积超小的20A电源模块MPM54524是优化散热设计的一个典型例子。它采用了ECLGA封装，体积压缩到8mmx8mmx2.9mm，与此同时散热性能优于同性能的分立器件解决方案。此外在12V转3.3V应用下，满载效率大于90%，峰值效率可达92.3%。另外，该模块可支持四路单相5A输出，或双相并联输出两路10A，还可支持三相并联15A和四相并联20A，极大减小了中、大电流应用场景下的开关损耗。