功率密度 

在更小空間中提高功率,並以更少成本改進系統功能

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哪些技術可實現更高的密度?

隨著電源需求增加,機板面積和高度也成為限制要素。為了讓產品脫穎而出,電源設計人員必須將更多電路擠進應用中,同時也需提升效率並強化熱性能。現在只要運用 TI 進階程序、封裝與電路設計技術,即可在更小空間中獲得更多功率位準。

了解提升功率密度的權衡與技術

電源供應設計的空間有限,工程師持續面臨必須以更少資源完成更多工作的壓力。提升功率密度的需求十分清楚,但限制設計人員提高功率密度的因素為何?本白皮書將深入檢視相關障礙,並提供技術範例,幫助您克服挑戰。

檢視本白皮

TI 功率密度技術的主要優點

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體積更小,熱度更低

利用高效能裝置選項節省電路板空間,配對獨特的整合技術與超低 RDSON、低 RSP FET,適合較小晶粒尺寸。

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提升熱性能

採用先進冷卻技術 (包括增強型 HotRod™ QFN封裝、電源晶圓晶片尺寸封裝 (WCSP) 和頂面冷卻),消除封裝熱度。

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提升能源效率

在不影響效率的前提下,利用更小的被動元件切換更高的頻率,並採用多階轉換器拓撲與進階功率級閘極驅動器。

克服熱挑戰的三種方式

從電路設計到封裝研發、熱優化系統設計等,TI 是幫您克服功率密度挑戰的最佳夥伴。進一步了解我們以多面向方法,實現更小、更高性能的 IC。
 

精選功率密度產品

新產品 氮化鎵 (GaN) 功率級 LMG2100R044 現行 具有整合式驅動器和防護功能的 100-V 4.4-mΩ 半橋 GaN FET
新產品 隔離式電源模組 (整合式變壓器) UCC33420-Q1 預覽 具有整合式變壓器的車用 5V/5V 1.5W 3kVrms 隔離式 DC-DC 模組
AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET) TPS62876-Q1 現行 Automotive, 2.7V to 6V input, 25A stackable synchronous buck converter
新產品 高壓側開關 TPS274C65 現行 具有 SPI 介面和整合式 ADC 的 12-V 至 36-V 65-mΩ 四通道高壓側開關
新產品 氮化鎵 (GaN) 功率級 LMG3624 現行 具有整合式驅動器、防護和電流感測的 650V 170mΩ GaN FET
新產品 隔離式閘極驅動器 UCC5880-Q1 現行 具備進階防護功能的車用 20-A 隔離式即時可變 IGBT/SiC MOSFET 閘極驅動器

精選功率密度參考設計

參考設計
GaN 式 6.6-kW 雙向車載充電器參考設計
PMP22650 參考設計為 6.6-kW 雙向車載充電器。此設計採用雙相圖騰柱 PFC 與具同步整流的全橋 CLLLC 轉換器。CLLLC 利用頻率和相位調變來調節所需調節範圍內的輸出。此設計在 TMS320F28388D 微控制器中使用單一處理核心,以控制 PFC 和 CLLLC 二者。同步整流可透過與 Rogowski 線圈電流感測器相同的微控制器實作。透過使用高速 GaN 開關 (LMG3522) 可實現高密度。PFC 以 120 kHz 運作,CLLLC 則以 200 kHz 至 800 kHz 的可變頻率運作。開放訊框功率密度 3.8 kW/L 實現 96.5% (...)
參考設計
高功率、高性能車用 SiC 牽引變流器參考設計

TIDM-02014 是由德州儀器開發的 800-V、300kW SiC 式牽引變流器系統參考設計,在這設計中,Wolfspeed 為 OEM 和設計工程師提供良好根基,讓他們能夠打造高性能、高效率的牽引變流器系統,加快上市速度。本解決方案展現了 TI 和 Wolfspeed 的牽引變流器系統技術如何藉由高性能隔離式閘極驅動器,和驅動 Wolfspeed SiC 電源模組的即時可變閘極驅動器強度,藉以降低可用電壓過衝,進而達到提升系統效率之目的。與 TI 隔離式偏壓電源解決方案耦合的隔離式閘極驅動器可大幅降低 PCB 尺寸,將 PCB 面積縮小 2 倍以上,且高度低於 4mm,可省下 30 (...)

參考設計
可變頻率、ZVS、5-kW、GaN 架構、二相圖騰柱 PFC 參考設計
此參考設計為高密度且高效率的 5-kW 圖騰柱功率因數校正 (PFC) 設計。此設計採用具可變頻率和零電壓切換 (ZVS) 的雙相圖騰柱 PFC 運作。此控件採用新拓撲與改良三角電流模式 (iTCM) 實現小尺寸與高效率。該設計在 TMS320F280049C 微控制器內部使用高性能處理核心,以在廣泛的操作範圍內保持高效率。PFC 採用介於 100 kHz 和 800 kHz 之間的可變頻率來運作。開放訊框功率密度 120 W/in3 實現 99% 的峰值系統效率。

打破功率密度的基礎

每項新技術進步都要求在更小空間中獲得更多功率。這就是功率密度的承諾:封裝更小、電流更高、妥協更少。了解我們如何在未來幾年內提高密度。

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進一步了解其他這些電源趨勢

利用最高工作電壓與可靠性,提升安全性。

延長電池及保存壽命,且無需犧牲系統性能。

透過減少排放來降低系統成本並快速符合 EMI 標準。

強化電源與訊號完整性,以提升系統級保護和準確度。