Własny projekt zasilania czy gotowy moduł?
Oceniając możliwość zastosowania modułów zasilających w porównaniu do komponentów dyskretnych, należy wziąć pod uwagę szereg ważnych zmiennych oraz inne funkcje pomocnicze, które mają wpływ na cały proces projektowania sieci dostarczania energii PDN.
W zarządzaniu energią rozmiar ma znaczenie
Zasilacze oparte na elementach dyskretnych są z natury mniej efektywne, ponieważ wymagają większej powierzchni, aby pomieścić większą liczbę elementów (BOM) i połączeń, niezbędnych do podłączenia poszczególnych komponentów. W większości projektów rozwiązania oparte na komponentach dyskretnych wykorzystują tylko jedną stronę płytki drukowanej (PCB), co oznacza jej większą powierzchnię (Rysunek 1). Z drugiej strony moduły zasilające wykorzystują całą dostępną przestrzeń po obu stronach płytki, co skutkuje znacznie mniejszym obrysem PCB i zwiększoną gęstością mocy, jak pokazano na Rysunku 2.
Rysunek 1: Konstrukcje gotowych modułów zasilających Vicor są mniejsze niż większość alternatywnych rozwiązań opartych na komponentach dyskretnych.
Rysunek 2: Rysunek przedstawiający wnętrze modułu zasilania, ilustrujący efektywne wykorzystanie przestrzeni, dające w rezultacie rozwiązanie o mniejszych rozmiarach i większym stopniu upakowania.
Tylko specyfikacje i aż specyfikacje
Poza oczywistymi zaletami wynikającymi z mniejszych wymiarów fizycznych, gotowe moduły oferują projektantom szereg zalet w zakresie wydajności. Ze względu na niewielkie rozmiary i wyspecjalizowaną topologię, moduły mają wyższą gęstość mocy i w większości przypadków są bardziej wydajne, co oznacza, że można zaprojektować sieć dostarczania energii, która przenosi większą moc przy mniejszych rozmiarach (Rysunek 3). Jest to przydatne w przypadku kompaktowych konstrukcji o ograniczonej ilości produkowanych egzemplarzy, wymagających jednocześnie sieci dostarczania energii, która jest w stanie zapewnić moc niezbędną do obsługi aplikacji o znaczeniu krytycznym w wymagających środowiskach, takich jak przestrzeń kosmiczna lub środowisko podwodne. Dzięki gotowym modułom zasilającym nie trzeba rezygnować z większej mocy ze względu na ograniczenia przestrzeni lub odwrotnie, zwiększać przestrzeń i wagę, aby uzyskać większą moc. Nadal można mieć wymaganą moc (lub nawet większą), korzystając z dostępnej przestrzeni. W przeciwieństwie do modułów, rozwiązania dyskretne muszą zostać znacząco przewymiarowane, aby uwzględnić dodatkowe wymagania dotyczące mocy.
Rysunek 3: Wizualna prezentacja przedstawiająca zalety zastosowania gotowego modułu zasilającego Vicor pod względem rozmiaru i zajmowanej przestrzeni.