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          德州儀器:突破傳統電源設計功率密度

          作者:時間:2024-03-12來源:EEPW收藏

          在今日的科技領域中,的重要性不言而喻。如何在有限的空間內實現更高的功率,提供卓越的,一直是工程師們面臨的關鍵挑戰。在這個技術痛點下,在3月6日召開了新品發布會,推出兩款全新的功率轉換器件產品系列,不僅將幫助工程師們突破的極限,更將為他們帶來前所未有的創新體驗。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202403/456248.htm

          據了解,此次發布的兩個全新產品系列,分別是采用熱增強封裝技術的100V GaN功率級,以及業界超小型1.5W隔離式直流/直流模塊。這兩款產品以其卓越的性能和出色的設計,為汽車和工業應用提供了全新的解決方案。

          業界超小型 100V 集成式 GaN 功率級

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          首先,我們來看看第一款新品——100V GaN功率級。作為第三代半導體,氮化鎵相比傳統的硅器件有更低的開關損耗。德州儀器氮化鎵產品業務負責人楊斐博士表示:“我們把氮化鎵的優勢也發揮到了新一代 100V 的 GaN 中。我們做這個產品的時候,選擇把驅動和 GaN 集成在一起,而且設計了半橋和單管這兩種模式去滿足不同的應用場合。通過減少損耗,可以把電源的設計頻率推高。頻率推高之后,電源系統設計的需求,包括電感、變壓器和母排電容尺寸等都可以相應降低,從而使電源級系統的實現很高的提升?!?/p>

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          楊斐博士在微型逆變器案例中介紹到:“微型逆變器中,如果用硅的設計,效率大約在 94-96% 之間;如果采用 GaN,由于開關損耗的減小,整機的效率可以實現質的提升,根據我們的參考設計,能達到 98% 以上的效率,從而給家用光伏系統或儲能系統帶來更多的經濟效益。從的角度來看,使用了氮化鎵器件后能提升頻率,從而減小系統體積,實現系統功率密度的大幅提升。從電源設置的角度來看,當頻率提高后,包括輸出電容、電感等被動元件的尺寸都會減小,這些組件減小之后,系統的 BOM 也會隨之減小?!?/p>

          該產品采用了熱增強雙面冷卻封裝技術,能夠簡化中壓應用的熱設計,實現超高的功率密度。同時這種封裝技術還能夠使器件從兩面高效散熱,從而降低了熱阻,提高了系統的穩定性和可靠性。這對于需要長時間、高負荷運行的設備來說,無疑是一大福音。據德州儀器方面介紹,通過使用這款功率級,工程師們可以將解決方案尺寸縮小40%以上,并將開關損耗降低50%。這一創新不僅提高了功率效率,也極大地優化了的空間布局。

          在數據中心等場景中,這種高功率密度的解決方案顯得尤為重要。工程師們可以設計更為緊湊的服務器電源,使得數據中心能夠在有限的空間內提供更高的處理能力。這不僅滿足了日益增長的數據處理需求,還降低了對環境的影響,實現了綠色、高效的運營。

          1.5W隔離式直流/直流模塊

          在全球汽車電氣化的浪潮中,動力總成與BMS設計領域的專家們始終在探索新的途徑,力求提升系統整體的功率密度和效率。過去,隔離式輔助電源的設計往往依賴于體積龐大、笨重且容易受振動干擾的變壓器,這不僅使得整體設計布局異常復雜,還容易引發較高的輻射EMI問題。

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          而德州儀器的另一款新品——1.5W隔離式直流/直流模塊,就能夠幫助工程師解決這樣的設計難題。這款模塊集成了變壓器,具有業界超高的功率密度和超小尺寸,采用 4mm×5mm 的 VSOM 封裝,設計人員可以將其隔離式輔助電源尺寸縮減 8 倍以上,并將高度降低 75% 以上,BOM 的數量也可以減半。據介紹,該模塊可將汽車和工業系統中的隔離式輔助電源尺寸縮小89%以上。這一創新使得工程師們能夠在更小的空間內實現更高的功率輸出,從而提高了系統的整體性能。

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          據介紹,UCC33420-Q1 是目前市場上率先采用超小型封裝且符合汽車標準的 1.5W 隔離式直流/直流模塊,可助力設計人員滿足業內對更小和更輕的汽車系統,例如 BMS 和 OBC 這種小型化的要求。

          值得一提的是,新品還具備出色的電磁干擾(EMI)抑制能力。通過采用德州儀器的集成變壓器技術和簡單的濾波器設計,工程師們可以輕松滿足嚴格的電磁干擾要求,為設備的穩定運行提供了有力保障。

          隨著科技的不斷發展,電源設計領域的需求也在不斷升級。德州儀器此次推出的全新功率轉換器件產品系列,正是針對這一需求而設計的。它們不僅為工程師們提供了更為靈活和高效的解決方案,還推動了整個行業的創新和發展。未來的電源設計的趨勢必將是更加智能化、高效化和綠色化。我們期待德州儀器為電源設計領域帶來更多的創新技術和產品。



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