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许多人没有意识到的是。在如此多的功率转换产品中使用的电源模块很大程度上决定了产品的寿命和可靠性。因此，制造商面临着性能、成本和基于电源模块可靠性之间的选择。
一系列的标准电源模块已经是现成的，但现在有一个新兴的趋势，专门为每个应用程序设计电源模块。
在2022年亚太经合组织会议和欧洲PCIM会议上，浦卓科技将展示其定制电源模块组合和相关技术。在此之前，我们的专家将解释是什么推动了需求，以及为什么这些定制解决方案可能是许多产品制造商的更好选择。
是什么推动了定制电源模块的增长?
到目前为止，大多数产品制造商采购的通用电源模块对应用程序来说是“OK”的，但总是需要某种妥协。在许多情况下，他们需要再设计一个解决方案来实现所需的功能。在这种情况下，客户的最佳目标是选择一个需要最少芯片(功率晶体管)的解决方案，从而节省成本，或者模块更可靠、更耐用。
然而，我们看到的是，在一些领域，制造商正在意识到为其产品定制电源模块解决方案的潜在可能。几个可能的应用程序驱动着这种需求:
更广泛影响电力市场的其他因素进一步巩固了这一需求。半导体性能正在快速增长(受Si向SiC和GaN过渡的驱动)，封装正成为限制这些芯片获得最高性能的因素。
通用电源模块并非没有问题
事实表明，电源无论是打开或关闭(即他们发热) 状态都会遭受热应力。模组中的芯片可以散掉大量的热量，使得封装中的材料迅速升温和冷却。
由于材料的热膨胀系数通常不匹配，热摆动会在材料内部和材料之间引起应力，这是电源模块会及时失效的主要原因之一。因此，这也是制造商寻求定制化解决方案以解决他们特定使用情况的动力。
如何优化电源模块
在高度集成的电源模块中，有多种优化芯片封装的途径。如:
3D集成驱动器和无源组件的3.6 kV多级电源模块渲染图
集成电子元件到模块
在电气方面，将组件集成到模块中，这些组件通常出现在模块外部的PCB(印刷电路板)上，可以优化关键参数。例如，集成解耦和缓冲器可以优化功率回路。
同时，集成栅极驱动器和利用开尔文源终端允许优化栅极驱动环路，获得更高的效率和更少的波纹。
机械优化来超越现有解决方案的性能
例如，机械优化可以通过芯片封装层、绝缘材料和热扩散器的选择来实现，从而调整模块的热行为，与标准解决方案相比大大增加了失效周期。
用有限元法对冷却设施的简化模块进行瞬态热模拟，以评估其瞬态热性能。
基于有限元的瞬态热模拟结果表明，在给定的等负载剖面下，由陶瓷基板组成的定制功率模块与IMS板上的离散功率模块的热响应不同。
当使用相同的芯片时，这些解决方案可以带来更高的寿命或更高的功率密度，或者通过使用更低等级的芯片来降低成本以实现相同的性能。
在浦卓科技，我们在自己的定制Si IGBT和SiC MOSFET功率模块中结合了多种解决方案。
定制的电源模块帮助您做出更好的产品
通过根据应用选择技术，可以优化每个模块的性能、可靠性和成本目标。定制电源模块通常更紧凑，因为它们是专门为应用程序设计、为最小的寄生器件提供最短的环路。通过将被动元件智能集成到模块中，浦卓科技可以实现更小的换向回路。
对于我们的客户来说，这意味着他们可以以合适的价格生产和销售更可靠的优质产品，同时最大限度地减少设计工作量和上市时间。例如，当两个标准电源模块通常一起使用时，就会引入与平衡相关的挑战。相反，可以使用一个定制的解决方案。这通常会降低总体成本。
如何创建定制电源模块
浦卓科技开发了一个包含各种生产技术的工具箱，以适应不同的应用，并提供大量定制化生产，包括:
其中最值得注意的是一种方法烧结芯片而不是焊接芯片和烧结顶部而不是电线焊接。烧结层具有高热稳定性、高导热性和导电性、优越的机械性能，更薄的粘结线和均匀的散热。
因此，无论应用需要焊接或烧结芯片，浦卓科技都可以使用不同的技术进行互连。可选择如线焊、带焊和顶部烧结，以满足任何规格。
这个选项工具箱还提供了根据所需的形状因素、自由的拓扑结构选择、所需的功率密度设计模块的灵活性。
可以利用所有的芯片材料，如Si、 SiC和GaN或组合。
除了提供更小的换向回路外，浦卓科技的解决方案还有一个额外的好处，那就是可以更好地将功率分配到不同的芯片上，从而防止单个芯片温度升高而提前失效。
通过浦卓科技，产品制造商可以从定制化的设计中获益，这种设计比标准模块更可靠，性能更好，体积更大，价格更有竞争力。
测量结果显示，与IMS板上离散的功率模块相比，功率模块的电性能提高(即损耗降低)，并结合两个工作点OP1和OP2的温升所表示的热性能。这两个工作点都是稳态工作点，表明在短时间内提高性能也有利于稳态工作。
专为热性能设计，适合大批量生产
浦卓科技可以完全在内部完成设计、鉴定和制造，以满足相关的汽车和行业标准。
我们生产定制的电源模块，以确保稳定的生产参数和质量。此外，如果需要，浦卓科技可以负责更广泛的系统和冷却设计或集成。
浦卓科技将在欧洲和美国最重要的电子展上展示定制电源模块:
欢迎在展会上与我们的专家团队见面，或与我们联系，以获得关于您的定制电源模块需求的更多信息。