電源模塊是一種開關(guān)模式電源的高度集成封裝模塊，體積非常小，能夠直接焊接在電路板上，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為想要的輸出電壓。與只在芯片上集成控制器和電源開關(guān)的開關(guān)穩(wěn)壓器IC相比，電源模塊還可以集成無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)源組件。

把組件高度集成，才能減少電源模塊尺寸。開關(guān)穩(wěn)壓器本身會(huì)產(chǎn)生輻射EMI，在相對(duì)較高的頻率工作時(shí)需要高dI/dt。在醫(yī)療設(shè)備、RF收發(fā)器以及測(cè)試和測(cè)量系統(tǒng)中，通常強(qiáng)制要求EMI合規(guī)，這也是信號(hào)處理領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。如果系統(tǒng)未能達(dá)到EMI合規(guī)要求，或者開關(guān)穩(wěn)壓器會(huì)影響到高速數(shù)字或RF信號(hào)的完整性，則需要進(jìn)行調(diào)試和重新設(shè)計(jì)，這樣不僅會(huì)延長(zhǎng)設(shè)計(jì)周期，還要重新進(jìn)行評(píng)估，從而導(dǎo)致成本增加。在更密集的PCB布局中，DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器一般非常接近噪聲敏感型元件和信號(hào)路徑，這更有可能產(chǎn)生噪聲。

與其依賴于繁瑣的EMI緩解技術(shù)，例如降低開關(guān)頻率、在PCB上添加濾波電路或安裝屏蔽，更好的方法是從源頭抑制噪聲，即DC-DC硅芯片本身。為了實(shí)現(xiàn)更緊湊的DC-DC解決方案，可以將所有組件，包括MOSFET、電感、DC-DC IC，以及所有支持型組件集成到一個(gè)類似于表貼IC的微型超模壓塑封裝中。除了能夠?qū)崿F(xiàn)更安靜的DC-DC轉(zhuǎn)換，滿足大部分EMI合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求，以及實(shí)現(xiàn)小尺寸之外，還需要盡可能減少PCB上輸出電容等其他組件的數(shù)量，這點(diǎn)至關(guān)重要。通過(guò)采用快速瞬態(tài)響應(yīng)DC-DC調(diào)節(jié)器，可以降低對(duì)輸出電容的依賴。這意味著通過(guò)優(yōu)化內(nèi)部反饋環(huán)路補(bǔ)償，可在多種工作條件下提供足夠的穩(wěn)定性裕量，支持各種輸出電容，從而簡(jiǎn)化整體設(shè)計(jì)。

并非始終能夠集成所有外部組件。原因如下：某些設(shè)置（例如開關(guān)頻率或軟啟動(dòng)時(shí)間）應(yīng)該是可調(diào)的，必須向電路發(fā)出指令。這些操作可以通過(guò)數(shù)字化方式完成，但是這可能意味著在系統(tǒng)中使用微控制器和非易失性存儲(chǔ)，并支持相應(yīng)成本。解決這個(gè)問(wèn)題的一種常見(jiàn)方法是使用外部無(wú)源組件來(lái)實(shí)現(xiàn)這些設(shè)置。

輸入和輸出電容通常被集成到電源模塊中，但有時(shí)候需要從外部連接。通過(guò)使用一個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置所需的輸出電壓，可以減少類型數(shù)量，并為應(yīng)用提供一定的靈活性。如果不需要軟啟動(dòng)，則無(wú)需將電容連接到相應(yīng)的引腳上。所有這些功能結(jié)合起來(lái)，就能夠在極小的電路板面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換，采用最少數(shù)量的必需組件布局。

對(duì)于小型電源，能否提供極高轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要，否則可能會(huì)遇到散熱問(wèn)題。高度集成的電源模塊不僅可用于簡(jiǎn)化開關(guān)電源的設(shè)計(jì)，還可用于在極小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的電壓轉(zhuǎn)換。