1、降低熱阻，改善散熱

為改善散熱和提高功率密度，中大功率模塊電源大都采用多塊印制板疊合封裝技術(shù)，控制電路采用普通印制板置于頂層，而功率電路采用導熱性能優(yōu)良的板材置于底層。早期的中大功率模塊電源采用陶瓷基板改善散熱，這種技術(shù)為適應大功率的需要，發(fā)展成為直接鍵合銅技術(shù)(Direct CopperBond，DCB)，但因為陶瓷基板易碎，在基板上安裝散熱器困難，功率等級不能做得很大。后來這一技術(shù)發(fā)展為用絕緣金屬基板(Insutalted Mental Substrate，IMS)直接蝕刻線路。最為常見的基板為鋁基板，它在鋁散熱板上直接敷絕緣聚合物，再在聚合物上敷銅，經(jīng)蝕刻后，功率器件直接焊接在銅上。為了避免直接在IMS上貼片造成熱失配，還可以直接采用鋁板作為襯底，控制電路和功率器件分別焊于多層(大于四層，做變壓器繞阻)FR一4印制板上，然后把焊有功率器件的一面通過導熱膠粘接在已成型的鋁板上固定封裝。不少模塊電源為了更利于導熱、防潮、抗震，進行了壓縮密封。最常用的密封材料是硅樹脂，但也有采用聚氨酯橡膠或環(huán)氧樹脂材料。后兩種方式絕緣性能好，機械強度高，導熱性能好，成為近年來模塊電源的發(fā)展趨勢之一，是提高模塊功率密度的關(guān)鍵工藝技術(shù)。

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2、二次集成和封裝技術(shù)

為提高功率密度，近年開發(fā)的模塊電源無一例外采用表面貼裝技術(shù)。由于模塊電源的發(fā)熱量嚴重，采用表面貼裝技術(shù)一定要注意貼片器件和基板之間的熱匹配，為了簡化這些問題，最近出現(xiàn)了MLP (MultilayerPolymer)多層聚合物片狀電容，它的溫度膨脹系數(shù)和銅、環(huán)氧樹脂填充劑以及FR4 PCB板都很接近，不易出現(xiàn)象鉭電容和磁片電容那樣因溫度變化過快而引起電容失效的問題。另外為進一步減小體積，二次集成技術(shù)發(fā)展也很快，它是直接購置裸芯片，經(jīng)組裝成功能模塊后封裝，焊接于印制板上，然后進行鍵合。這一方式功率密度更高，寄生參數(shù)更小，因為采用相同材料的基片，不同器件的熱匹配更好，提高了模塊電源的抗冷熱沖擊能力。目前，被稱為集成的功率電子模塊工藝IPEM (Integrated Power Electronics Module)的研究，是一種三維的封裝結(jié)構(gòu)，主要針對功率電路，未來要取代引線鍵合技術(shù)。

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3、扁平變壓器和磁集成技術(shù)

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磁性元件往往是電源中體積最大、最高的器件，減小磁性元件的體積就提高了功率密度。在中大功率模塊電源中，為滿足標準高度的要求，大部分的專業(yè)生產(chǎn)廠家自己定做磁芯。而現(xiàn)有的磁性供應商只有飛利浦可以提供通用的扁平磁芯，且這種變壓器的繞組制作也存在一定難度。采用這種磁芯可以進一步減小體積，縮短引線長度，減小寄生參數(shù)。CPES 一直在研究一種磁集成技術(shù)，福州大學的陳為教授3年前在CPES研究了磁集成技術(shù)，他們做的一個樣機是半橋電路，輸出整流采用倍流整流技術(shù)，而且輸出端的兩個電感跟主變壓器集成在一個鐵芯里，最后達到的功率密度為300W／in 。倍流整流技術(shù)適用于輸出電流大，對di／dt要求高的場合，比如在實現(xiàn)VRM 的電路中就常常用這種整流電路。

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4、新型器件和新材料的應用

隨著輸出電流的增加，更低導通電阻和開關(guān)損耗的MOSFET大量應用于模塊電源中進行同步整流，模塊電源的效率得到了一定提高，但由于軟開關(guān)技術(shù)近幾年無太大發(fā)展，效率提高越來越緩慢。碳化硅材料的出現(xiàn)可能改變這種現(xiàn)狀，這種材料禁帶寬、工作溫度高(可達600~C)、通態(tài)電阻小、導熱性能好、漏電流極小。

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5、封裝技術(shù)

1) 敞開式模塊的大量使用： 由中大功率敞開式模塊電源焊點少，寄生參數(shù)容易控制，EMC指標優(yōu)越，熱分布均勻等優(yōu)點，這一模塊電源的應用越來越廣泛，但大功率敞開式模塊的熱設計比較復雜，成本較高，并且由于效率提高有限，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的約束下，無基板敞開式模塊電源采用強制風冷也無法耗散局部熱點溫度。40~60W 左右自然冷卻的敞開式模塊電源會在單板分布式供電系統(tǒng)中得到大量使用。

2) IC封裝模塊電源的生產(chǎn)：在中小功率模塊電源中，為了實現(xiàn)電源板生產(chǎn)自動化，會向表面貼裝發(fā)展，這種模塊電源的生產(chǎn)會結(jié)合半導體的工藝，大大提高模塊生產(chǎn)的可靠性和一致性，降低成本，真正實現(xiàn)點負載供電。目前的水平可以提供高達8A 的輸出電流。另外封裝的標準化也是目前模塊電源發(fā)展的一個重要方向，實踐證明，采用非標準封裝的模塊電源會由于競爭的加劇逐步淡出模塊電源市場。?

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