MagPack新型電源模塊可在更小空間內(nèi)提供更大功率

您是否正努力在現(xiàn)有外形尺寸和功率預(yù)算范圍內(nèi)將下一代光學(xué)模塊的數(shù)據(jù)速率加倍？或者，您是否需要在機(jī)器視覺系統(tǒng)中再裝一個(gè)傳感器，但布板空間已不足，而且功率耗散過大？

如果您對(duì)電源模塊的要求不僅僅是比上一代產(chǎn)品略有改進(jìn)，那么可以考慮德州儀器的新款電源模塊。這些電源模塊利用德州儀器特有的新型集成磁性封裝 (MagPack?) 技術(shù)來提高功率密度、效率和熱性能，在提升易用性的同時(shí)，可降低工業(yè)、企業(yè)和通信應(yīng)用中的電磁干擾 (EMI)。

以下是四個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)1：更高的功率密度和更小的解決方案尺寸

MagPack 技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和更小的整體解決方案尺寸。事實(shí)上，6A TPSM82866A、TPSM82866C和TPSM82816比市場(chǎng)上其他 6A 電源模塊的尺寸更小。

功率密度以單位面積（平方毫米）的輸出電流來衡量。在 2.3mm x 3mm 的條件下，TPSM82866A 和 TPSM82866C 的面積均為 6.9mm²。因此，單位面積的功率密度接近 1A/mm2（準(zhǔn)確來說是 0.87A/mm²）。在 1mm²面積提供接近 1A 的電流是非常出色的表現(xiàn)，尤其是考慮到 0603（英制，公制為 1608）元件占用 1.28mm²的布板空間。評(píng)估模塊 (EVM) 的標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板 (PCB) 設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)規(guī)則和大型無源器件，使得整個(gè) 6A 電源的解決方案尺寸為 28mm²。

如果您需要可調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)、可調(diào)節(jié)開關(guān)頻率、時(shí)鐘同步和可調(diào)節(jié)控制環(huán)路補(bǔ)償?shù)阮~外功能，TPSM82816 在稍大的 2.5mm x 3mm 封裝中提供了這些功能。這些額外的功能需要額外的引腳和無源器件，因此會(huì)將解決方案的總尺寸增加到 46mm2。對(duì)于 6A 電源來說，這一尺寸仍然非常小，可提供 0.8A/mm2 的功率密度。圖1和圖2展示了兩種器件的解決方案總尺寸。

圖1 TPSM82866A和TPSM82866C解決方案總尺寸為28mm²

圖2 TPSM82816解決方案總尺寸為46mm²

優(yōu)點(diǎn)2：高效率和良好的熱性能

在縮小尺寸并提高功率密度后，必須從較小的封裝中進(jìn)行有效散熱，并保持電源模塊可靠運(yùn)行。MagPack技術(shù)中使用的電感器與器件裸片相匹配，旨在減少直流和交流損耗。將這兩個(gè)電路元件與高性能、高電導(dǎo)率的MagPack封裝搭配使用，有助于從電源模塊中高效散熱。

該器件現(xiàn)在具有優(yōu)化的電感器和封裝，可實(shí)現(xiàn)高效率和低溫升。圖3展示了TPSM82866A的效率，而圖 4 展示了安全工作區(qū) (SOA)。如此高的 SOA 曲線可以確保在更高的環(huán)境溫度下可靠運(yùn)行，并減少長(zhǎng)壽命應(yīng)用的降額。

圖3 TPSM82866A通過MagPack技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效率

圖4  TPSM82866A的SOA曲線可確保在很高的環(huán)境溫度下運(yùn)行

優(yōu)點(diǎn)3：易用，有助于縮短產(chǎn)品上市時(shí)間

采用MagPack技術(shù)的器件集成了電感器，而電感器通常是電源設(shè)計(jì)中最難選擇和采購(gòu)的元件。考慮到電感器的尺寸、高度以及對(duì)其他電路的干擾，它也是 PCB 上最難放置和布線的元件之一。集成了電感器的電源模塊可以消除這些問題，而 MagPack 技術(shù)中使用的電感器進(jìn)一步緩解了這些難題。MagPack 技術(shù)可以提供高效率和出色的熱性能，還能夠緩解所有電源設(shè)計(jì)的另一個(gè)問題：EMI。

優(yōu)點(diǎn)4：降低EMI

采用 MagPack 技術(shù)的電源模塊有屏蔽保護(hù)。這不僅是屏蔽式電感器。整個(gè)裸片、電感器和開關(guān)節(jié)點(diǎn)都封閉在一個(gè)屏蔽封裝內(nèi)。此外，采用 MagPack 技術(shù)的電源模塊的尺寸以及封裝內(nèi)部的優(yōu)化布線方式，使得電源模塊和系統(tǒng)中有噪聲的信號(hào)線路更短、更小。圖 5 和圖 6 比較了未采用和采用 MagPack 技術(shù)的 TPSM82866A 的初步輻射發(fā)射測(cè)量值。水平極化中的峰值發(fā)射降低約 2dB，垂直極化中的峰值發(fā)射降低約 8dB。

圖5 未采用MagPack技術(shù)的TPSM82866A的輻射發(fā)射

圖6 采用MagPack技術(shù)的TPSM82866A的輻射發(fā)射

結(jié)語

借助采用了 MagPack 技術(shù)的全新電源模塊，無論您要設(shè)計(jì)何種類型的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，都能實(shí)現(xiàn)更小的尺寸和更高的效率，同時(shí)具有良好的熱性能和易用性。想象一下，每個(gè)負(fù)載點(diǎn) (POL) 電源的尺寸縮小了 20%，您能利用這些增加的布板空間來實(shí)現(xiàn)什么目標(biāo)？也許可以提高數(shù)據(jù)速率或增加通道數(shù)，或者可以為產(chǎn)品添加額外的功能或傳感器。MagPack 技術(shù)可以改善電源模塊，讓您能夠?yàn)榭蛻籼峁└玫漠a(chǎn)品。

采用MagPack技術(shù)的電源模塊