德州儀器發表磁性封裝技術 電源模組尺寸縮小50%

作者: 黃繼寬
2024 年 08 月 07 日

體積更小、功率密度更高,是電源設計者持續追求的目標,市場對微型電源模組的需求也不斷成長。然而,電源系統中不可或缺的磁性元件,出於種種技術理由,通常不會被整合在這類電源模組中,使得磁性元件成為電源系統微縮的主要障礙。為了將磁性元件微型化,進而能夠被整合在電源模組中,德州儀器(TI)研發出磁性封裝(MagPack)技術,讓電感這類磁性元件得以被整合在封裝內部,並據此推出六款電源模組方案。這六款模組的體積比TI的前一代方案大幅縮小50%,且功率密度逼近1A/mm2里程碑,更可將EMI雜訊減少8dB。

德州儀器推出六款新世代電源模組,採用其自行研發的磁性封裝技術,將電感整合到模組內部,實現更小的體積與更高的功率密度

TI Kilby實驗室電源管理研發總監Jeff Morroni表示,為了節省時間、簡化設計複雜性、減少尺寸和元件數量,很多電源設計者都開始採用模組化解決方案。然而,採用模組方案來實現電源設計,往往得犧牲電源的性能表現。經過近十年研發,TI將整合式磁性封裝技術從實驗室走向量產,讓電源設計人員能更有效地回應電源的設計趨勢,在更小的空間內高效並具成本效益的提升功率。

在電源設計方面,尺寸非常重要。若能在單一封裝中結合電源晶片與變壓器或電感器,不僅能有效簡化電源設計,更可節省寶貴的電路板空間。但要做到這點,必須克服許多技術上的挑戰。TI系統工程師兼模組技術專家Anton Winkler指出,要把磁性元件整合到封裝內部,涉及機械、電氣與化學程序,是一項典型的跨領域挑戰。為此,TI一方面自行研發專有的電感器材料,同時也發展出獨有的3D封裝成型製程MagPack,顯著地提升了電源模組的高度、寬度和深度,進而在更小的空間內傳輸更多的功率。

在MagPack封裝技術的幫助下,TI發表了六款具有優異功率密度,並且能降低溫度和輻射雜訊的新世代電源模組方案。這些模組能協助電源開發者達成縮減電路板空間與降低系統功耗的目標,特別適合應用在空間有限的應用產品中,例如病患監控和診斷分析、儀器、航太與國防,以及數據中心等,都是這些電源模組鎖定的主要應用市場。

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