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  • MagPack 技術:全新電源模組的四大優勢,助您以更少空間封裝更多功率

    • NEST075 July   2024 TPSM81033 , TPSM82813 , TPSM82816 , TPSM828303 , TPSM82866A , TPSM82866C

       

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    1.     結論
    2.     MagPack 技術電源模組
    3.     其他資源
    4.     註冊商標
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Technical Article

MagPack 技術:全新電源模組的四大優勢,助您以更少空間封裝更多功率

下載最新的英文版本

Chris Glaser

您是否正試圖在現有的外形尺寸和功率預算內,將新一代光學模組的資料速率加倍?或者您是否必須在機器視覺系統中多塞入一個感測器,但電路板空間已用盡,而且已消耗過多功率?

如果除了比前代略有改善之外,您還需要為電源模組增添更多功能,我們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)。

以下是四項主要優勢。

  • 第 1 項優勢:更高的功率密度與更小的解決方案尺寸

    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 x 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) 元件會佔用 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。

    若您需要其他功能,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 x 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。圖 1 與 圖 2 顯示兩個裝置的解決方案總尺寸。

     TPSM82866A 與 TPSM82866C 的解決方案總尺寸為 28mm2圖 1 TPSM82866A 與 TPSM82866C 的解決方案總尺寸為 28mm2
     TPSM82816 的解決方案總尺寸為 46mm2圖 2 TPSM82816 的解決方案總尺寸為 46mm2
  • 第 2 項優勢:高效率與優異的熱性能

    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。圖 3 顯示 TPSM82866A 的效率,而 圖 4 則顯示安全操作區 (SOA)。如此高的 SOA 曲線可在更高的環境溫度下實現可靠的運作,並讓使用壽命長的應用減少降額。

     TPSM82866A 利用 MagPack 技術提供高效率圖 3 TPSM82866A 利用 MagPack 技術提供高效率
     TPSM82866A 的 SOA 曲線可實現在極高環境溫度下運作圖 4 TPSM82866A 的 SOA 曲線可實現在極高環境溫度下運作
  • 第 3 項優勢:易於使用,有助於加快上市時間

    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 上最難安置和佈線的項目之一。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。

  • 第 4 項優勢:減少 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佈線,都可使電源模組與系統中的雜訊訊號佈線更短、更小。圖 5 與 圖 6 比較了沒有採用 MagPack 技術以及採用此技術的 TPSM82866A 初步測量輻射放射。峰值放射在水平極化減少約 2dB,在垂直極化則減少 8dB。

     沒有採用 MagPack 技術的 TPSM82866A 輻射放射圖 5 沒有採用 MagPack 技術的 TPSM82866A 輻射放射
     採用 MagPack 技術的 TPSM82866A 輻射放射圖 6 採用 MagPack 技術的 TPSM82866A 輻射放射

結論

不論您處理的電源轉換系統是哪一種,利用我們運用 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。試想若每個負載點 (POL) 電源供應器的尺寸都可縮減 20%,那麼您可利用額外的電路板空間達成什麼目標?或許是更高的資料速率或通道數量,又或許是可在產品中新增額外的功能或感測器。MagPack 技術可提供更出色的電源模組,讓您能為客戶提供更佳的產品。採用 MagPack 技術的電源模組可助您解決哪些設計挑戰?

MagPack 技術電源模組

裝置 輸入電壓範圍 說明 MagPack 封裝 評估模組
TPSM82866A 2.4V 至 5.5V 業界最小的 6A 降壓式模組,具備整合式電感器及 13 個固定 VOUT 選項 2.3mm x 3mm TPSM82866AA0PEVM
TPSM82866C 2.4V 至 5.5V 業界最小的 6A 降壓式模組,具備整合式電感器及 I2C 介面 2.3mm x 3mm TPSM82866CA3PEVM
TPSM828303 2.25V 至 5.5V 3A、降壓式模組,具備整合式電感器和雜訊濾波電容器 2.5mm x 2.6mm TPSM828303PEVM-058
TPSM82816 2.7V 至 6V 業界最小的 6A 降壓式模組,具備可調整頻率和同步化功能 2.5mm x 3mm TPSM82816PEVM-062
TPSM82813 2.75V 至 6V 3A 降壓式模組,具備可調整頻率和同步化功能 2.5mm x 3mm TPSM82813PEVM-062
TPSM81033 1.8V 至 5.5V 5.5A 波谷電流限制升壓模組,具備電源良好、輸出放電和 PFM/PWM 控制 2.5mm x 2.6mm TPSM81033EVM-035

其他資源

  • 請觀看我們的訓練影片:利用 DC/DC 電源模組實現小尺寸和出色的熱性能。
  • 進一步了解我們的電源模組產品組合。
  • 註冊參加我們於 8 月 8 日舉辦的新產品網路研討會,進一步了解 MagPack 技術。
  • 查看所有 MagPack 技術裝置

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