个中,第四大支柱——功率模块封装,自Vicor成立以来一贯是他们的差异化产品。有几个属性可以实现高性能的功率模块封装,而Vicor在每一个属性上都始终领先于行业:
高功率和电流密度

热闇练度

集成磁性
与大容量PCB组装技能的兼容性
自动化和可扩展的大容量制造
高电流、高功率密度
Vicor电源模块封装开拓的每一环节都利用了新材料、有源和无源元件,最显著的是基于更高开关频率的磁构造改进。更高的频率是通过集成在Vicor专有掌握ASIC中的拓扑和掌握系统实现的。最近发布的第四代使功率密度和电流密度分别达到10kW/in3和2A/mm2,这是一个全新的互换和直流高功率前端变换器和点负载(PoL)电流倍增器系列。这些新一代模块化电源办理方案正在正在改变电力传输网络(PDNs)的架构和设计办法。
Thermally‑adept(热内能)封装
放置元件的电源模块内的多层电路板设计繁芜。它们须要分外材料来实现最佳的热传导,并在紧凑的空间中掌握高电流和高电压的流动,同时将功率损耗降至最低。电路板在平面磁体的组装中也起着关键浸染,这可能是紧张的功率丢失来源。
多年来,在电源模块开拓领域发生了重大的创新。2015年,Vicor推出了一种全新的Chip™封装,该封装通过完备双面元件放置提高了功率密度。它从芯片的两侧供应热量提取,最大限度地提高性能和额定功率。两年后,镀铜芯片的引入进一步提升了Chip封装,通过一种绕铜外壳的办法大大简化了散热管理。
至此,ChiP 封装式转换器平台受到多方好评。Vicor的ChiP平台是新一代可扩容的电源模块,并且是业内的新典范。凭借在高密度互连(HDI)衬底,集成前辈的磁性构造、功率半导体器件和掌握ASIC,ChiP具备卓越的热管理能力,支持前所未有的功率密度。客户能够快速地实现低本钱的电源系统办理方案,以及以前所无法实现的系统尺寸,重量和效率。这些ChiP元件,表示了模块化电源系统设计方法,设计职员利用ChiP作为基本构件,设计一个高效能,符合本钱效益的互换或直流源电源系统。
此外,高电压高功率变换器利用热内能ChiP封装,利用机箱安装和通孔板安装封装选项,实现高达50kW的800V到400V双向转换,效率高达98.8%。
集成磁学
材料科学在提高功率封装性能方面发挥着重要浸染,特殊是在多MHz水平下切换时。在电源模块中的几个磁性元件中,有一些与主电源开关的栅驱动电路有关,它们是非常小、低功率的组件。栅驱动变压器在减少栅驱动损耗方面发挥着重要浸染,并经由多年的优化和循环学习。
变频器或调节器的主储能芯在整体的模态性能中起着关键浸染,它可能是功率丢失的紧张来源之一。对付更高的开关频率、更高的功率电平和更低的输出电阻,Vicor不断优化绕组和PCB材料,以减小功率损耗并提高效率。
通过将储能电感或变压器集成到电源模块中,并将其性能最大化,电力设计职员就不必再进行常日困难且耗时的优化电力转换磁体的过程,从而可以减少全体电力系统的占用。Vicor电源模块系列中,所有这些关键设计元素都被席卷个中的是当前倍增器(current multiplier)中,它目前为一些最前辈的GPU和AI处理器供应高性能打算运用。Vicor VTM、MCM和GCM能够输出超过1000安培的电流,同时可以直接将48V转换为sub - 1V电平。这些装置中的集成平面磁体经由20年的优化,电流倍增器现在达到了2A/mm2的电流密度水平,并操持在不久的将来进一步改进。
与高容量PCB组装技能的兼容性
表面贴装回流焊是天下上所有高产量条约制造商(CM)普遍利用的焊接手法。Vicor 全新SM芯片是一种镀覆模压封装,用于印刷电路板的表面安装附件,并与CM制造技能和设备兼容。封装的电性和热性通过焊接连接到模块周边的镀层铸件端子和主封装的连续镀层表面形成。SM芯片与锡铅和无铅钎料合金以及水溶性和不清洁的助焊剂化学品兼容;它们也可以被放置在PCB上。该封装还被设计为能够承受多面PCB组件的多次回流。Vicor还供应了详细的SM - ChiP™回流焊建议,以确保成功履行。
大批量自动化电源模块制造
最初的Vicor VI Chip®封装也是一种模压封装,但利用单个腔构造制造。比较之下,Chip ™是由标准尺寸的面板制作和切割而成,并充分利用了模块内部PCB的两面,用于有源和无源组件。
封装的热管理须要双面冷却,以最大限度地提高性能和功率密度。从面板上制造和切割芯片的办法与从硅片上制造和切割芯片的办法非常相似,但无论模块的功率水平、电流水平或电压水平如何,芯片都是从相同尺寸的面板上切割出来的,这使得制造操作更加流畅、高效、可扩展。
结论
Vicor将连续走在供应模块化高性能电力运送网络(PDN)的前沿的道路上,持续推进电力运送架构、掌握系统、拓扑构造和封装这四大技能支柱。在高性能打算、电动化车辆、卫星通信和工业运用领域,每个支柱对付实现客户对前辈系统开拓的性能哀求都至关主要。然而,电源模块封装是所有创新元素汇聚的地方,材料科学和大量的独创性技能,使得密度和效率等关键性能指标得以实现。
Vicor以前的重点市场在军工领域,现在Vicor正在向电动汽车/稠浊动力汽车(新能源汽车)、通信和打算以及工业(高铁、测试与丈量等)三大领域发展。这一计策转变加上Vicor一贯来的技能上风,将为Vicor带来更广阔的发展空间。










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