不久前，EEWORLD的微信群里有一个关于模块电源或分立器件的经典陈词滥调的讨论。
究其原因，是MPS推出了一款隔离式电源模块MIE1W0505BGLVH。 产品描述如下：是一款隔离稳压直流直流电源模块。 它支持高达 3V 至 5V 的电压5V 输入电压 （VIN） 应用，输出功率 （POUT） 高达 1W，具有极好的负载和线性调整率。
该MIE1W0505BGLVH采用电容隔离技术进行反馈阻断，以调节输出电压 （VOUT），而无需传统的光耦合器和并联稳压器。 与传统的隔离式电源模块相比，模块体积更小，运行更可靠。 该MIE1W0505BGLVH还具有连续短路保护 （SCP） 和过温保护 （OTP）。
该器件采用小型 LGA-12 （4mmx5mm） 封装。
有网友认为这款产品很不错，毕竟是小型化，支持连续短路保护，也有网友认为小封装真的很不错，但是他们的场景并不是很需要这方面。 也有网友认为**太贵了，124 美元的价格标签比分立器件贵得多，尤其是在批量大小之后。 不过，网友们对性价比的认可度更高，不是简单的比较**，还要考虑综合性价比的条件，**只是分母，性能同样重要。
这引发了今天的大讨论，我们应该使用模块还是离散
电源模块好用吗？
这种讨论或多或少是所有工程师都不得不面对的问题，尤其是近年来，随着集成电路技术的发展，模块越来越小型化和芯片化，因此具有越来越多的优势，例如易于设计、成本效益、效率和尺寸、更高的性能、更快的开发周期、 更简单的PCB等。
此外，专业从事电源设计的工程师，特别是优秀的人才短缺，很多人不愿意浪费太多时间将效率提高1%。 传统上，设计人员使用分立元件来设计相对简单的电路，但随着需求的增加，包括多路复用、多功能集成等，解决方案的复杂性也在增加。
Vicor 还表示，在电源设计方面，少即是多。 在离散设计**中，较高装配缺陷的可能性呈指数级增加，导致设计和制造效率低下。
我引用了 TI 在 2015 年撰写的一篇文章，其中提到电源模块提供了经过验证的指定解决方案，而分立式电源则允许对应用进行更多定制。 两者都是有效的解决方案，适用于空间受限的应用，但需要权衡取舍。
就其本质而言，电源模块采用具有较高直流电阻 （DCR） 的更小电感器，以最大限度地减小其整体尺寸。 通常，分立式电源使用较大的电感器（具有较低的 DCR）来最大限度地提高效率。 规模和效率之间有明显的权衡。
此外，在成本方面，TI还给出了具体的考虑标准。 所有其他项目都相同，由于集成电感器及其组件和组装成本，功率模块的成本高于分立式功率 IC。 但是，完整电源的成本超过了电源IC的成本。 其他费用包括在组装过程中拾取每个单独组件并将其放置在 PCB 上的成本;BOM） 用于每个物料的标识、订购和库存成本PCB布局的成本和风险（因为电感器和开关节点的布线需要仔细考虑，并增加了一些风险）;PCB本身的成本 – PCB越大，价格越高。 电源模块更高，但节省了PCB空间并简化了设计。
该图显示了 2015 年的数据，比较了模块和分立元件的成本和性能。
此外，除了小功率电源外，大功率电源模块也在快速增长。 例如，包括IPM在内，各种SIC和IGBT模块已得到充分利用，模块和分立器件被用于大批量生产的车辆中。 示例 - 特斯拉 Model S 和 Model III 中的驱动单元使用分立式封装。 我只能在这里推测，但我想这是一个成本和链条驱动的决定。 制造分立半导体本质上更便宜（更少的组件和制造工艺），而且它们的生产速度比功率模块高得多。
总体而言，使用功率模块是开发中高功率变流逆变器的一种更简单、更方便的方式。 但如果需要考虑更多的变量，比如散热接口、杂散电感、电流平衡等。
无线工程师也在讨论模块化
在设计物联网设备时，决定是使用无线模块还是片上系统 （SoC） 也是一个关键且具有挑战性的问题。 每个选项都有其独特的优点和缺点，选择正确的技术需要在性能、功能和成本之间取得平衡。
无线模块是一种预认证单元，可用作完整的无线解决方案，通常包含带有微控制器、软件堆栈和天线的无线电收发器。 无线模块因其易用性和缩短开发时间而受到青睐。
片上系统 （SoC） 是一种集成电路，将微控制器单元和射频 （RF） 前端组合在同一硅芯片上。 SoC 提供了更多的控制和灵活性，但需要更多的设计工作。
我们将使用以下指标比较无线模块和 SoC 的成本：初始购买成本、开发成本、链成本和可扩展性成本。
初始购买和开发成本
无线模块包括预先认证的射频电路、天线和软件堆栈，所有这些都会增加购买成本。 相比之下，SOC只是一个没有附加元件的集成电路。 由于它们在无线模块中没有附加组件，因此初始购买成本较低。 这使得 SOC 对预算有限的设计人员具有吸引力。
然而，同样的简单性意味着开发成本可能会迅速上升。 考虑以下与开发相关的费用列表：射频设计和工程费用、实验室设备和基础设施投资、PCB 配置和天线选择成本以及认证费用。
无线模块包括预先设计、预先测试的射频电路，无需内部射频设计专业知识，也减少了实验室测试的需求。 它们通常还经过预认证，包括内置天线和引脚排列，从而简化了 PCB 布局过程。 这些东西都包含在初始购买成本中，在开发阶段不需要更多支出。
另一方面，基于 Soc 的设计在进入市场之前需要额外的费用和时间来设计、测试和认证。 基于无线模块的设计具有更短的上市时间和更快的投资回报。
链和可扩展性成本
与基于 SoC 的设计所需的所有单个部件相比，采购模块更容易，但后一种选择可能会导致更高的风险，尤其是对于小型公司或零件短缺期间。 然而，依靠模块供应商来确保连续性的成本可能很高。 如果选择了 SOC，更大的公司或大批量生产可能会受益于对链的更多控制。
此外，无线模块通常意味着更高的单位成本，这在扩大规模时是一个缺点。 对于大规模生产，SOC较低的单位成本可以抵消较高的开发成本。
Silicon Labs 分析了在物联网设计中使用无线模块和 SoC 的成本。 他们比较了BGM210P无线蓝牙模块和EFR32BG21蓝牙SoC的成本，两者的批量销售量均为300,000件。
它们的成本比较基于以下假设：
数量从 10,000 到 300,000 台不等，无线模块和 SoC 售价为 2 美元99 美元和 1 美元11 美元。
SOC 的 BOM 总计 055 美元，需要结合制造过程中的测试，其中 005 美元的成本是测试;0.50 美元是另一个 BOM。
总体而言，使用无线模块的成本为 133 美元。
由于无线产品的设计、认证和监管审批流程复杂，采用 SOC 需要额外 6 个月的开发时间。 根据工程师平均年薪 100,000 美元，让我们假设这将额外花费大约 50,000 美元。
考虑到这些因素，并考虑到上市时间和使用 SoC 带来的额外开销，无线模块和 SoC 的平衡生产在 500,000 到 1,300,000 台之间。 如果忽略由于上市时间延迟而造成的收入损失，盈亏平衡点将降至 100,000 到 200,000 个单位之间。
当产量小于500,000件时，使用无线模块比使用SOC更有利可图。 这是由于与 SOC 相关的前期成本较高，上市时间较长。 然而，一旦生产达到盈亏平衡区域，这些前期成本可能会分摊到足够的单位上，使SOC成为更有利可图的选择。
因此，SOC 可能不是所有大批量产品的最佳选择。 虽然 SoC 具有大规模成本效益的潜力，但也存在无法量化的风险，例如技术问题或认证问题。
使用 SoC 进行设计使产品开发人员能够灵活地定制设计他们的系统并集成他们需要的硬件和软件功能。 这种可定制性的另一面是复杂性增加和开发时间延长——设计人员需要对 SOC 架构及其上运行的软件有深刻的了解。
相比之下，预制无线模块通常需要较少的开发时间和专业知识，但在定制和集成方面可能存在不足。 对于较小的生产运行，或者如果快速上市时间至关重要，无线模块可能更具成本效益对于较大的容量，或者如果有内部专业知识，SOC 可能更具成本效益。
较旧的嵌入式核心板
SOM也是一种流行的模块化产品。 SOM 将嵌入式处理系统的核心组件（如处理器、存储器和外设）集成在一块电路板上。
然而，与 SoC 不同的是，SOM 在 PCB 或模块上提供此功能，而不是在单个芯片上提供此功能。 在这方面，SOM是一个板级系统。 通常，它是集成了许多IC或芯片的小板。
SoC 的使用确实让事情变得更简单，因为设计人员不必在电路的各个方面投入精力，而且芯片中包含了很多功能。
但是，设计人员仍然需要对SoC芯片有详细的了解，包括每个引脚的功能、SoC的热性能以及焊盘设计。
为了解决这个问题，SOM提供了一个非常小的模块，可以连接到基板上，简化整个过程，同时保持较低的功率预算，使其适用于各种应用。
在大规模生产过程中，制造和测试的延迟使时间限制更加严格。 SOM使整个设计过程更加顺畅。 工程师需要做的就是选择符合您要求的 SOM，将其与主站集成，然后您就可以开始了。
开发人员可以利用节省的所有时间专注于他们的应用软件，从而显著缩短上市时间并降低总体成本。
虽然SOM看起来类似于Arduino等评估板，但远不止于此，SOM还可以用于最终产品，而不会损失可靠性或性能。
不需要深入的硬件知识和经验，使其成为软件开发人员的理想选择。 一些 SOM 还附带驱动程序，因此开发人员可以完全专注于应用层。
为硬件开发人员提供更快、更高效、更高效的设计过程。 FPGA性能和灵活性无需经过缓慢而繁琐的PCB设计和制造过程即可实现。 它具有高度的高性能、可靠性和可扩展性。
它具有高度的可互换性，易于升级。 具有相同外形尺寸的SOM升级版本可以轻松替换旧设备，而无需完全更改底层硬件，从而简化了产品的生命周期。
总结
什么是最划算的交易？当涉及到工程问题时，总是需要针对特定问题的分析，这是一个不稳定的答案，取决于许多因素：具体产品、设计者、产品发布的紧迫性、良率等。 然而，在未来，随着模块化产品在更多方面的进步，相信它们将越来越被更广泛的群体所接受。