电源模块是指可以直接装置在电路板上的电源供给器,是为专用集成电路、现场可编程门阵列、微处理器和数字信号处理器等其它数字负载或模拟负载供电的模块或设备。鉴于电源模块优点多,因此被广泛应用于设备交换、电信通讯、光电传输以和路由器等领域。高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化是开关电源的发展趋势,要实现这些目标,需要实现一些关键技术,在实现这些关键技术的过程中,会遇到各类问题。本文针对这些问题,做出了如下工作:首先,本文结合型号为XXX72X的电源模块研制,讨论了本文的研究背景、研究目的和意义,并对本文的研究内容做了概述。随着电子技术的快速发展,现在市场上各种各样的电子设备对电源的功率和电流的要求变得越来越高,研制出高功率密度、高性能的电源模块已经成为了趋势。电源模块的市场占比越来越大,无论是从经济的角度分析还是从国防的角度分析,电源模块都有十分重要的影响。目前,在DC/DC变换器的研究方面,性能最优秀的主控电路的技术和专利均掌控在美、日、欧技术发达的国家手中。国内DC/DC变换器的生产企业主要使用这些国家生产的主控电路,制作自己的变换器。即使是自制主控电路的研究所,也多是采用逆向设计的方法仿制国外的控制芯片。设计并研制生产拥有自主知识产权的主控电路,并以这些主控电路为核心,生产自主产权的变换器应当是国产DC/DC变换器的发展目标。说明了模块开关电源在使用方式、开发周期、工作性能和应用领域方面的诸多优点;综述了国内外电源模块在核心技术上的发展情况,指出国内了电源模块与国外电源模块的差距,同时也指出了国内电源模块的发展方向;另外介绍了中电集团四十七所在电源模块的研制和生产方面积累的丰富经验和其主要产品;最后,指出电路拓扑结构、优化设计的电路结构、合理的磁芯结构、带磁芯的功率电感器、完善的生产工艺、封装材料品质是使变换器的性能达到最佳状态的几个关键技术。其次,介绍了电源研究理论,阐述了整体电源模块的工作原理,指出电路拓扑结构、优化设计的电路结构、合理的磁芯结构、带磁芯的功率电感器、完善的生产工艺、封装材料品质和测试规范的专用测试系统是使变换器的性能达到最佳状态的几个关键技术。主要核心器件的设计思路,重点进行了本功能模块的主控芯片的设计,对主控芯片的设计方法以及各功能模块进行了详细的理论仿真分析,给出仿真数据,经流片验证该主控芯片可满足本电源模块的设计要求,实现核心芯片的完全自主化控制。最后,详细介绍了表面贴装技术及其工艺流程;考虑到组装过程中存在的组装应力,提出了几种措施来消除引脚应力、热容量应力和机械装配应力;通过对SMT组装的印刷工艺、贴片工艺、再流焊工艺和灌封工艺等四种工艺进行了优化,提高了组装效率及工艺质量。对比了优化前后效率的数据,结果表明印刷工艺、贴装工艺和灌封工艺等工艺速度得到了极大的提高,该结果表明本文的措施是有效且可施行的。概述了曼哈顿现象的成因,预热期的预热温度设置较低及预热时间设置较短、焊盘尺寸、焊膏厚度、贴片偏移和元件重量都有可能是发生曼哈顿现象的原因;随后在理论上探究了发生曼哈顿现象的物理依据;针对曼哈顿现象,本章从热容、元器件端的热容和印刷焊膏的体积差三个方面提出了防止或降低发生曼哈顿现象概率的措施;最后,基于理论结合实际的方法,本章针对XXX72X型号的电源模块进行了关于曼哈顿现象的案例分析,找出解决曼哈顿现象的途径,并将其实施在工作中,取得了良好的效果,并在其他相关的工作中进行应用。分析了XXX72X电源模块的设计技术难点,主要是优选过程中既要保证性能先进又要保证技术成熟,还要考虑到电源模块的闭环控制环路必须充分稳定可靠。针对这些难点,提出了相应的解决措施,比如基于大量技术资料,进行充分的比较,优先出其中的几种,并对这几种电源模块进行调试和测试,最终确定其中一款;另外,通过理论分析,设计电源模块电路,再通过大量实验对电路的设计和参数进行优化调整,最终得到了稳定的闭环回路。本文的研究结果对电源模块的设计具有理论指导意义和实际借鉴意义。