德州仪器：突破传统电源设计功率密度

在今日的科技领域中，电源设计的重要性不言而喻。如何在有限的空间内实现更高的功率，提供卓越的功率密度，一直是工程师们面临的关键挑战。在这个技术痛点下，德州仪器在3月6日召开了新品发布会，推出两款全新的功率转换器件产品系列，不仅将帮助工程师们突破电源设计的极限，更将为他们带来前所未有的创新体验。

据了解，德州仪器此次发布的两个全新产品系列，分别是采用热增强封装技术的100V GaN功率级，以及业界超小型1.5W隔离式直流/直流模块。这两款产品以其卓越的性能和出色的设计，为汽车和工业应用提供了全新的解决方案。

业界超小型 100V 集成式 GaN 功率级

首先，我们来看看德州仪器第一款新品——100V GaN功率级。作为第三代半导体，氮化镓相比传统的硅器件有更低的开关损耗。德州仪器氮化镓产品业务负责人杨斐博士表示：“我们把氮化镓的优势也发挥到了新一代 100V 的 GaN 中。我们做这个产品的时候，选择把驱动和 GaN 集成在一起，而且设计了半桥和单管这两种模式去满足不同的应用场合。通过减少损耗，可以把电源的设计频率推高。频率推高之后，电源系统设计的需求，包括电感、变压器和母排电容尺寸等都可以相应降低，从而使电源级系统的功率密度实现很高的提升。”

杨斐博士在微型逆变器案例中介绍到：“微型逆变器中，如果用硅的设计，效率大约在 94-96% 之间；如果采用 GaN，由于开关损耗的减小，整机的效率可以实现质的提升，根据我们的参考设计，能达到 98% 以上的效率，从而给家用光伏系统或储能系统带来更多的经济效益。从功率密度的角度来看，使用了氮化镓器件后能提升频率，从而减小系统体积，实现系统功率密度的大幅提升。从电源设置的角度来看，当频率提高后，包括输出电容、电感等被动元件的尺寸都会减小，这些组件减小之后，系统的 BOM 也会随之减小。”

该产品采用了热增强双面冷却封装技术，能够简化中压应用的热设计，实现超高的功率密度。同时这种封装技术还能够使器件从两面高效散热，从而降低了热阻，提高了系统的稳定性和可靠性。这对于需要长时间、高负荷运行的设备来说，无疑是一大福音。据德州仪器方面介绍，通过使用这款功率级，工程师们可以将解决方案尺寸缩小40%以上，并将开关损耗降低50%。这一创新不仅提高了功率效率，也极大地优化了电源设计的空间布局。

在数据中心等场景中，这种高功率密度的解决方案显得尤为重要。工程师们可以设计更为紧凑的服务器电源，使得数据中心能够在有限的空间内提供更高的处理能力。这不仅满足了日益增长的数据处理需求，还降低了对环境的影响，实现了绿色、高效的运营。

1.5W隔离式直流/直流模块

在全球汽车电气化的浪潮中，动力总成与BMS设计领域的专家们始终在探索新的途径，力求提升系统整体的功率密度和效率。过去，隔离式辅助电源的设计往往依赖于体积庞大、笨重且容易受振动干扰的变压器，这不仅使得整体设计布局异常复杂，还容易引发较高的辐射EMI问题。

而德州仪器的另一款新品——1.5W隔离式直流/直流模块，就能够帮助工程师解决这样的设计难题。这款模块集成了变压器，具有业界超高的功率密度和超小尺寸，采用 4mm×5mm 的 VSOM 封装，设计人员可以将其隔离式辅助电源尺寸缩减 8 倍以上，并将高度降低 75% 以上，BOM 的数量也可以减半。据介绍，该模块可将汽车和工业系统中的隔离式辅助电源尺寸缩小89%以上。这一创新使得工程师们能够在更小的空间内实现更高的功率输出，从而提高了系统的整体性能。

据介绍，UCC33420-Q1 是目前市场上率先采用超小型封装且符合汽车标准的 1.5W 隔离式直流/直流模块，可助力设计人员满足业内对更小和更轻的汽车系统，例如 BMS 和 OBC 这种小型化的要求。

值得一提的是，新品还具备出色的电磁干扰（EMI）抑制能力。通过采用德州仪器的集成变压器技术和简单的滤波器设计，工程师们可以轻松满足严格的电磁干扰要求，为设备的稳定运行提供了有力保障。

随着科技的不断发展，电源设计领域的需求也在不断升级。德州仪器此次推出的全新功率转换器件产品系列，正是针对这一需求而设计的。它们不仅为工程师们提供了更为灵活和高效的解决方案，还推动了整个行业的创新和发展。未来的电源设计的趋势必将是更加智能化、高效化和绿色化。我们期待德州仪器为电源设计领域带来更多的创新技术和产品。