解析未來高壓電源設計技術所帶來的難題

高壓電源在高頻時產生電流，但必須防止這些高頻流入系統，并且避免其流回電源。接下來為大家來重點解析下未來高壓電源設計技術所帶來的一些挑戰(zhàn)和相關知識點，整理后，主要分為以下幾點：

一、變頻電源生產廠家在高壓電源解決方案時盡可能地將系統集成，從而幫助降低電源設計的復雜性，并且減少制造成本。如果這個解決方案能夠將小外形尺寸隔離與功率電路包含在內，那么效果會更好，其原因是它有效將系統屏蔽于外界干擾，并且防止高頻從系統內部遷移到線路上。

二、變頻電源生產廠家在高壓電源制造工藝技術不斷地提高SMPS和其他電源設計中所使用的硅芯片的電壓和頻率處理能力。制造廠商也正將注意力轉向氮化鎵（GaN，構建在硅基板之上）和碳化硅(SiC) 等全新材料，以便在高壓下實現更快的開關速度和更高效率。除了眾多的基于硅的解決方案，TI還開發(fā)了幾種GaN開關柵極驅動器，并開始引入含有柵極驅動和GaN電源開關的高級多芯片模塊（MCMs）。

三、新型高壓電源的一項重要要求是重新調節(jié)尺寸，使其能夠封裝在終端設備內的電路板上。為了滿足這一要求，TI計劃設計集成眾多電源組件的單芯片解決方案，在成本和性能方面更加實用。不論何時，如果由于使用了不同工藝進行功能構建，從而使全系統集成過于昂貴，或者無法實現的話，那么將兩個或更多器件集成到MCM中就是一種可行的解決方案。

四、高壓電源技術單芯片和MCM集成面臨的一個巨大挑戰(zhàn)就是如何進行隔離。傳統電源使用變壓器進行隔離，變壓器是位于集成電路外部的龐大組件。然而，處于開發(fā)當中的全新的隔離方法將免除外部變壓器，直接從芯片或MCM內部對系統進行隔離。

五、高壓電源集成電源解決方案要求創(chuàng)新型單芯片和MCM封裝，以應對高壓運行產生的電氣性能完整性和熱應力要求。封裝專家們必須了解的問題有：材料的類型、接合技術以及防止器件性能退化的保護方法。封裝性能會由于高壓至低壓區(qū)域的電荷擴散、高電流密度造成的電遷移或者因此必須從封裝中去除的熱量而下降。