TI新電源模組運用MagPack技術提高功率密度

2024 年 08 月 13 日

如果除了比前代略有改善之外,還需要為電源模組增添更多功能,德州儀器(TI)的新電源模組可運用TI全新專利整合磁性封裝(MagPack)技術來提升功率密度、效率和熱性能,為工業、企業和通訊應用提供易用性並減少電磁干擾(EMI)。

MagPack技術可協助實現更高的功率密度,以及更小的整體解決方案尺寸。事實上,6A TPSM82866A、TPSM82866C與TPSM82816都可達到比市面上任何其他6A電源模組更小的尺寸。

功率密度的測量方式為每單位面積的輸出電流,單位為平方公釐。TPSM82866A與TPSM82866C為2.3mm×3mm,因此面積皆為6.9mm²。這讓每單位面積的功率密度幾乎達1A/mm²(確切來說是0.87A/mm²)。特別是若考量0603(英制,或1608公制)元件會占用1.28mm²的電路板空間,那麼可在每1mm²提供近1A是非常出色的性能。評估模組(EVM)的標準印刷電路板(PCB)設計採用簡易設計原則及大型被動元件,可讓完整的6A電源供應器具備28mm²的解決方案總尺寸。若需要其他功能,例如可調整緩啟動、可調整切換頻率、時脈同步與可調整控制迴路補償,TPSM82816能以略大的2.5mm×3mm封裝提供前述功能。這些額外功能需要額外的接腳和被動元件,讓解決方案總尺寸增加到46mm²。這對6A電源供應器來說仍然非常小,並且可提供0.8A/mm²的功率密度。

縮小尺寸並提升功率密度後,必須有效移除較小封裝中的熱,並維持電源模組可靠運作。MagPack技術中使用的電感器會與矽晶粒匹配,以減少DC與AC損耗。將這兩個電路元件搭配高性能、高傳導性的MagPack封裝,有助於有效率地移除電源模組中的熱。

矽現在具有最佳化的電感器與封裝,可提供高效率與較低的升溫。使用MagPack技術的裝置整合了電感器,在電源供應設計中,這通常是最難選擇和採購的項目。有鑑於PCB的尺寸、高度以及與其他電路間的干擾,電感器也是PCB上最難安置和布線的項目之一。整合電感器的電源模組可排除這些問題,且MagPack技術中使用的電感器則可讓這些挑戰比以往更易於解決。MagPack技術可提供高效率和優異的熱性能,且可減輕所有電源供應設計的另一個疑慮:EMI。

採用MagPack技術的電源模組會受到屏蔽。而且這不只是屏蔽電感器。整個晶粒、電感器、切換節點,全都封閉在屏蔽封裝中。此外,採用MagPack技術的電源模組尺寸和封裝內的最佳化布線,都可使電源模組與系統中的雜訊訊號布線更短、更小。
不論處理的電源轉換系統是哪一種,利用TI運用MagPack技術的新電源模組,都能讓其更小並具備高效率,同時亦具有熱功能且易於使用。

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