受(shou)限(xian)於(yu)有(you)限(xian)的(de)空(kong)間(jian)
，要(yao)實(shi)現(xian)一(yi)個(ge)成(cheng)功(gong)的(de)設(she)計(ji)
，關(guan)鍵(jian)之(zhi)處(chu)通(tong)常(chang)在(zai)於(yu)減(jian)小(xiao)電(dian)源(yuan)尺(chi)寸(cun)。人(ren)們(men)始(shi)終(zhong)麵(mian)臨(lin)著(zhe)一(yi)個(ge)挑(tiao)戰(zhan)，即(ji)在(zai)更(geng)小(xiao)的(de)空(kong)間(jian)內(nei)實(shi)現(xian)更(geng)大(da)的(de)功(gong)率(lv)。更(geng)廣(guang)泛(fan)地(di)說(shuo)電(dian)源(yuan)器(qi)件(jian)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua)將(jiang)繼(ji)續(xu)在(zai)現(xian)有(you)基(ji)礎(chu)上(shang)推(tui)動(dong)新(xin)的(de)市(shi)場(chang)和(he)應(ying)用(yong) 的發展。

 

 

數十年來，功率密度變得越來越高，這一行業發展趨勢已成為一個不爭的事實，預計這一趨勢仍將繼續。圖 1 顯示了 6A 至 10A 電dian源yuan模mo塊kuai的de轉zhuan換huan器qi尺chi寸cun隨sui時shi間jian推tui移yi而er不bu斷duan減jian小xiao的de情qing況kuang技ji術shu的de進jin步bu可ke以yi讓rang尺chi寸cun減jian少shao或huo讓rang功gong率lv輸shu出chu能neng力li得de到dao大da幅fu提ti升sheng每mei條tiao實shi線xian代dai表biao了le新xin一yi代dai技ji術shu，並bing展zhan示shi了le提ti高gao功gong率lv密mi度du可ke帶dai來lai的de相xiang關guan好hao處chu。

 

圖 1. 隨著新一代技術的發展，電源模塊的尺寸會隨著時間的推移而減小。

 

功(gong)率(lv)密(mi)度(du)的(de)提(ti)高(gao)通(tong)常(chang)與(yu)效(xiao)率(lv)或(huo)成(cheng)本(ben)等(deng)其(qi)他(ta)領(ling)域(yu)的(de)發(fa)展(zhan)息(xi)息(xi)相(xiang)關(guan)。一(yi)般(ban)而(er)言(yan)
，功(gong)率(lv)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)的(de)根(gen)本(ben)性(xing)提(ti)高(gao)可(ke)減(jian)小(xiao)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)尺(chi)寸(cun)。減(jian)小(xiao)尺(chi)寸(cun)會(hui)帶(dai)來(lai)一(yi)係(xi)列(lie)連(lian)鎖(suo)反(fan)應(ying)
，物(wu)理(li)材(cai)料(liao)更(geng)少(shao)
、組件更少、成本結構更好
、解決方案集成更多以及總體擁有成本更低
，從而實現成本的節省。

 

什麼是功率密度？

 

功率密度是衡量在給定空間內可以處理多少功率的指標 可量化為每單位體積處理的功率量
，單位為瓦/立方米 (W/m3) 或瓦/立方英寸 (W/in3)。這些值是基於轉換器的額定功率以及電源解決方案（所有組件包含在內）的“箱體體積”（長度 x 寬度 x 高度）計算得出的，如圖 2 所示。可以將單位縮放到適當的功率等級或大小。例如

，千瓦/升是電動汽車車載充電器的常見品質因數 (FoM)
，因為這些功率轉換器可提供千瓦級的功率（介於 3kW 到 22kW 之間）。

 

 

 

電流密度是一種與功率密度有關的指標，它非常有用

，可以量化為單位體積的電流
，單位為安培/立方英寸或安培/立方毫米。轉換器的額定電流（通常是輸入電流或輸出電流）可用於計算電流密度。電流密度通常是更適合應用於負載點穩壓器等應用的 FoM。這些設計的大小與輸出電流成比例，並且輸出電壓電平通常較低
，約為 1V。通tong過guo假jia定ding一yi個ge不bu切qie實shi際ji的de高gao輸shu出chu電dian壓ya，可ke對dui功gong率lv密mi度du值zhi進jin行xing人ren為wei地di誇kua大da。因yin此ci
，電dian流liu密mi度du是shi一yi個ge更geng為wei有you效xiao的de指zhi標biao，因yin為wei它ta將jiang輸shu出chu電dian壓ya排pai除chu在zai考kao慮lv因yin素su之zhi外wai。 

 

有you時shi體ti積ji密mi度du並bing不bu重zhong要yao。功gong率lv電dian子zi器qi件jian可ke能neng不bu受shou高gao度du限xian製zhi
，因yin為wei設she計ji的de其qi他ta部bu分fen會hui相xiang當dang高gao。相xiang反fan，電dian路lu板ban麵mian積ji可ke能neng是shi限xian製zhi因yin素su。在zai這zhe些xie情qing況kuang下xia
，提ti高gao功gong率lv密mi度du可ke能neng需xu要yao找zhao到dao堆dui疊die或huo 3D 集成組件的方法
，以減少功率解決方案的空間占用。然後，您可以將用於比較解決方案優劣的指標修改為瓦/平方毫米或安培/平方英寸
，從而突出關鍵的設計目標（如圖 3 所示）。

 

 

 

根據應用的不同，可通過幾種不同的方式查看功率密度
，但目標一致：減小解決方案尺寸以提高功率密度。現在的問題是如何獲得功率密度帶來的那些好處。

 

限製功率密度的因素有哪些？

 

duonianlai，gongchengshiheyanjiurenyuanyizhizhiliyuxunzhaotigaogonglvmidudefangfa。zheshiyixiangjianjuderenwu。daduoshugongsijiangyanjiuzhongdianjizhongzaijianxiaoyongyunengliangzhuanhuandewuyuanzujiandechicunshang。dianganqi、電容器、變壓器和散熱器通常占據了電源解決方案尺寸的最大部分，如圖 4 所示。半導體開關和控製電路體積更小，集成度更高。

 

 

 

如ru何he減jian小xiao無wu源yuan組zu件jian的de尺chi寸cun
？一yi種zhong簡jian單dan的de解jie決jue方fang案an是shi增zeng加jia開kai關guan頻pin率lv。開kai關guan轉zhuan換huan器qi中zhong的de無wu源yuan組zu件jian會hui在zai每mei個ge開kai關guan周zhou期qi內nei存cun儲chu和he釋shi放fang能neng量liang。開kai關guan頻pin率lv越yue高gao，其qi每mei個ge周zhou期qi內nei存cun儲chu的de能neng量liang越yue少shao。例li如ru，根gen據ju公gong式shi 1，即降壓轉換器中電感器的設計公式：

 

 

 

其中 L 是電感
，D 是占空比，ΔIL 是電感器電流紋波，FSW 是開關頻率，VL 是電感器兩端的電壓。所需的電感 (L) 與開關頻率 (FSW) 成反比。隨著開關頻率的增加，電感減小。電感越小，所需的電感器也就越小，就越節省空間。圖 5 說明了在 400kHz 與 2MHz頻率下開關 3A、36V 轉換器所需電感器的尺寸差異。

 

 

 

genggaodekaiguanpinlvhaiyouqitachicunyoushi。zengdakaiguanpinlvkeyizengjiakongzhihuanludaikuan，congerkeyiyongjiaoxiaodeshuchudianrongmanzushuntaixingnengyaoqiu。ninkeyishejijuyoujiaoxiaodianganhedianrongdechamodianciganrao (EMI) 濾(lv)波(bo)器(qi)，並(bing)選(xuan)用(yong)不(bu)會(hui)使(shi)磁(ci)芯(xin)材(cai)料(liao)飽(bao)和(he)的(de)較(jiao)小(xiao)變(bian)壓(ya)器(qi)。那(na)麼(me)，為(wei)什(shen)麼(me)人(ren)們(men)不(bu)能(neng)僅(jin)僅(jin)依(yi)靠(kao)增(zeng)加(jia)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)來(lai)提(ti)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)呢(ne)
？事(shi)實(shi)證(zheng)明(ming)，說(shuo)起(qi)來(lai)容(rong)易(yi)做(zuo)起(qi)來(lai)難(nan)。即(ji)使(shi)將(jiang)電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)器(qi)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)所(suo)有(you)無(wu)源(yuan)元(yuan)件(jian)縮(suo)小(xiao)到(dao)微(wei)不(bu)足(zu)道(dao)的(de)尺(chi)寸(cun)，也(ye)仍(reng)然(ran)有(you)機(ji)會(hui)減(jian)小(xiao)電(dian)源(yuan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)尺(chi)寸(cun)。電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)、柵極驅動器、模式設置電阻器、反饋網絡組件、EMI 濾波器、電流感應組件、接口電路、sanreqihexuduoqitazujianzhanyonglebaoguidekongjian。zongtidianyuanshejidesuoyouzhexiefangmiandoushikeyitongguochuangxinlaitigaogonglvmidudelingyu。rangwomenhuiguyixiaxianzhishejirenyuantigaogonglvmidunenglidezhuyaoyinsu。

 

限製功率密度的因素：開關損耗

 

盡管增加開關頻率可以提高功率密度，但在目前，電源轉換器的開關頻率通常不高於兆赫茲範圍，這是因為：開kai關guan頻pin率lv的de增zeng加jia會hui帶dai來lai不bu良liang副fu作zuo用yong，也ye會hui導dao致zhi開kai關guan損sun耗hao增zeng加jia和he相xiang關guan的de溫wen升sheng。這zhe主zhu要yao是shi由you一yi些xie主zhu要yao的de開kai關guan損sun耗hao引yin起qi的de。要yao了le解jie這zhe些xie開kai關guan損sun耗hao，我wo們men有you必bi要yao首shou先xian介jie紹shao一yi些xie行xing業ye術shu語yu。在zai半ban導dao體ti器qi件jian中zhong，與yu該gai器qi件jian相xiang關guan的de電dian荷he量liang通tong常chang與yu導dao通tong狀zhuang態tai電dian阻zu有you關guan。較jiao低di的de電dian阻zu會hui導dao致zhi較jiao高gao的de柵zha極ji電dian荷he和he寄ji生sheng電dian容rong。電dian阻zu和he電dian荷he的de這zhe種zhong權quan衡heng通tong常chang通tong過guo RQ FoM 進行量化，RQ FoM 定(ding)義(yi)為(wei)器(qi)件(jian)的(de)導(dao)通(tong)電(dian)阻(zu)乘(cheng)以(yi)總(zong)電(dian)荷(he)
，其(qi)中(zhong)總(zong)電(dian)荷(he)是(shi)指(zhi)必(bi)須(xu)提(ti)供(gong)給(gei)端(duan)子(zi)以(yi)在(zai)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)下(xia)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)荷(he)。此(ci)外(wai)，器(qi)件(jian)為(wei)達(da)到(dao)目(mu)標(biao)電(dian)阻(zu)所(suo)占(zhan)用(yong)的(de)麵(mian)積(ji)通(tong)常(chang)稱(cheng)為(wei)電(dian)阻(zu)與(yu)麵(mian)積(ji)的(de)乘(cheng)積(ji)(Rsp)。您可以通過減少金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 的導通狀態電阻 (RDS(on)) 來降低傳導損耗。然而
，減少 RDS(on) 也ye將jiang導dao致zhi與yu器qi件jian開kai關guan相xiang關guan的de損sun耗hao增zeng加jia
，並bing增zeng加jia裸luo片pian總zong麵mian積ji和he成cheng本ben。根gen據ju實shi現xian和he應ying用yong的de不bu同tong，不bu同tong的de開kai關guan損sun耗hao對dui總zong體ti功gong率lv損sun耗hao的de影ying響xiang可ke能neng會hui有you所suo不bu同tong。有you關guan每mei種zhong類lei型xing損sun耗hao的de更geng多duo詳xiang細xi信xin息xi，請qing參can見jian應ying用yong報bao告gao“同步降壓轉換器的功率損耗計算和共源電感注意事項”。出於闡述本文觀點的目的
，我們來看一個降壓轉換器示例
，並重點介紹與每個損耗分量相關的關鍵限製因素。

 

 

 

關鍵限製因素 2：反向恢複損耗

 

在降壓轉換器中
，當高側 MOSFET 導通
，同時低側MOSFET 的體二極管導通電流時
，會發生反向恢複


，從而迫使低側二極管電流迅速過渡至高側 MOSFET。在該過渡過程中，需要電流來消除會造成直接開關損耗的低側二極管少數電荷。請參見公式 4：

 

 

 

降低二極管反向恢複影響的最佳方法之一是通過優化 MOSFET 設計來減少存儲的 電荷 (QRR)，或者減少或消除上升沿死區時間，從而完全消除損耗的影響。

 

關鍵限製因素 3：導通和關斷損耗

 

寄生環路電感會導致許多與開關相關的損耗，這會大大降低效率。讓我們再次以通過高側 MOSFET 傳導電感電流的降壓轉換器為例。關閉高側開關會中斷通過寄生電感的電流。瞬態電流 (di/dt) 以及寄生環路電感會引起電壓尖峰。di/dt zhiyuegao

，kaiguansunhaoyuedi，congerdaozhiqijiandianyayingliyuegao。zaimouxieguanduansuduxia，jiangyazhuanhuanqigaocekaiguanhuifashengjichuan。yinci，ninbixushenshendikongzhikaiguansudu

，zuidaxianduditigaoxiaolv，tongshijiangzhiliu/直流轉換器放置在安全工作區域內。此外，降低高側 MOSFET 的漏極電荷也會導致其上出現額外的電壓尖峰，這是因為作為電感/電dian容rong網wang絡luo的de一yi部bu分fen
，用yong於yu吸xi收shou寄ji生sheng環huan路lu電dian感gan中zhong所suo存cun儲chu能neng量liang的de電dian容rong較jiao小xiao。這zhe帶dai來lai了le另ling一yi個ge挑tiao戰zhan，因yin此ci最zui好hao是shi將jiang漏lou極ji電dian荷he保bao持chi在zai盡jin可ke能neng低di的de水shui平ping，以yi減jian少shao前qian麵mian提ti到dao的de與yu電dian荷he相xiang關guan的de損sun耗hao。要yao減jian輕qing與yu這zhe些xie寄ji生sheng效xiao應ying相xiang關guan的de總zong損sun耗hao
，通tong常chang需xu要yao減jian少shao環huan路lu電dian感gan本ben身shen
，同tong時shi采cai用yong其qi他ta柵zha極ji驅qu動dong器qi技ji術shu。

 

限製功率密度的因素：熱性能

 

在上一部分中，我們重點介紹了在直流/直zhi流liu轉zhuan換huan器qi中zhong產chan生sheng與yu開kai關guan相xiang關guan的de損sun耗hao的de關guan鍵jian機ji製zhi。影ying響xiang總zong體ti功gong率lv密mi度du的de另ling一yi個ge關guan鍵jian因yin素su是shi係xi統tong的de熱re性xing能neng。封feng裝zhuang的de散san熱re效xiao果guo越yue好hao，通tong常chang可ke以yi承cheng受shou的de功gong率lv損sun耗hao就jiu越yue多duo，而er不bu會hui出chu現xian不bu合he理li的de溫wen升sheng情qing況kuang。這zhe些xie因yin素su通tong常chang會hui包bao含han在zai數shu據ju表biao參can數shu中zhong
，例li如ru結jie至zhi環huan境jing熱re阻zu (RΘJA)，以及對應用條件的仔細估算。

 

對封裝和印刷電路板 (PCB) 進行熱優化的總體目標是降低電源轉換器損耗的同時減少溫升。隨著電源設計朝著小型化和降低成本的趨勢發展
，直流/直zhi流liu轉zhuan換huan器qi解jie決jue方fang案an的de整zheng體ti尺chi寸cun縮suo小xiao了le。這zhe使shi得de係xi統tong級ji熱re設she計ji變bian得de越yue來lai越yue困kun難nan，因yin為wei更geng小xiao的de矽gui片pian和he封feng裝zhuang尺chi寸cun通tong常chang會hui導dao致zhi更geng差cha的de熱re性xing能neng，如ru圖tu 6 所示。

 

 

圖 6 清楚地表明，隨著封裝尺寸、裸片尺寸和總體功率密度的提高
，預期的熱性能會迅速下降
，除非您優先考慮創新封裝熱

 

圖 6 清楚地表明，隨著封裝尺寸、裸片尺寸和總體功率密度的提高，預期的熱性能會迅速下降，除非您優先考慮創新封裝熱性能（將熱量散發出去）並減少功率損耗（產生更少熱量）。

 

如何突破限製功率密度的障礙

 

針zhen對dui上shang述shu所suo言yan的de任ren一yi關guan鍵jian因yin素su進jin行xing重zhong點dian研yan究jiu，都dou可ke以yi提ti高gao器qi件jian的de總zong體ti功gong率lv密mi度du。但dan是shi
，要yao真zhen正zheng實shi現xian以yi前qian難nan以yi企qi及ji的de功gong率lv密mi度du，您nin必bi須xu多duo措cuo並bing舉ju，並bing行xing采cai取qu多duo種zhong方fang式shi來lai克ke服fu限xian製zhi功gong率lv密mi度du的de每mei個ge因yin素su：降低開關損耗；提高封裝熱性能；采用創新的拓撲和電路；最後但同樣重要的一種方式是集成。

 

開關損耗創新

 

為了獲得出色的器件性能和 FoM，duibandaotijishujinxingtouzixianranshibiyaode。zhekenengbaokuoyongyugaijinxianyoujishudechuangxin，huozhekaifabenzhishangxingnenggenghaodexincailiao
，liruyongyugenggaodianyakaiguanyingyongdedanhuajia (GaN) 技術。圖 7 比較了使用德州儀器 (TI) 的不同電源處理技術的 3.3V 至 1.8V 降壓轉換器。TPS54319 采用 TI 以前的電源處理節點

，而 TPS62088 采用 TI 的最新電源處理節點，其具有更低的 RQ FoM。如效率曲線所示，與以 2MHz 頻率進行開關的 TPS54319 相比，TPS62088 能夠以 4MHz 頻率進行開關，同時保持幾乎相同的效率。這可以使外部電感器的尺寸減半。此外，由於 TI 的新型電源處理節點還可以顯著降低 Rsp，因此整體封裝尺寸從 4mm2 下降到了0.96mm2。盡管從功率密度的角度來看，這種尺寸減小非常具有吸引力，但它也帶來了與溫升有關的挑戰，我們將在下一部分中討論這一問題。

 

 

 

GaN 集獨特的零反向恢複、低輸出電荷和高壓擺率於一體，實現了新的圖騰柱拓撲，例如無橋功率因數校正。這些拓撲具有矽 MOSFET 無法實現的更高效率和功率密度。圖 8 顯示了 TI 的 GaN 技術在 600V電壓下與業界一流的碳化矽 (SiC) 和超結矽器件之間的直接比較。

 

 

 

封裝散熱創新

 

將熱量從集成電路 (IC) 封feng裝zhuang中zhong散san發fa出chu來lai的de能neng力li將jiang直zhi接jie影ying響xiang功gong率lv密mi度du。正zheng如ru我wo們men前qian麵mian提ti到dao的de

，隨sui著zhe封feng裝zhuang尺chi寸cun的de不bu斷duan縮suo小xiao，這zhe個ge問wen題ti變bian得de越yue來lai越yue重zhong要yao。此ci外wai，在zai典dian型xing的de電dian源yuan轉zhuan換huan器qi中zhong，半ban導dao體ti器qi件jian通tong常chang是shi解jie決jue方fang案an中zhong最zui熱re的de部bu分fen
，在zai Rsp 迅速縮小的情況下尤其如此。TI 已投資開發並引入了 HotRod™ 封裝，它用倒裝芯片式封裝取代了典型的接合線四方扁平無引線封裝(QFN)。圖 9 顯示了 HotRod QFN 如何在保持類 QFN封裝的同時消除接合線的情況。這樣可以大大降低倒裝芯片式封裝中常見的寄生環路電感，同時還保留了QFN 封裝熱性能的部分優勢。

 

 
 

圖 10 顯示了包含這些技術增強功能的 TI 產品。您可以看到，該封裝有助於在封裝的中心實現一個大型 DAP。與上一代產品相比，該 DAP 具有約 15% 的溫升優勢。

 

 

 

同樣，在使用晶圓芯片級封裝 (WCSP) 時，大部分熱量直接從凸塊傳導出去
，一直傳導到 PCB。WCSP 封裝中的凸塊麵積越大，熱性能越好。TI 最近開發並發布了 PowerCSP™ 封裝，該封裝旨在通過用大型焊錫條代替 WCSP 中的一些典型圓形凸塊來改善封裝的散熱和電氣性能。圖 11 說明了該技術在 TPS62088中的示例實現。圖 11a 顯示了標準 WCSP 封裝，而圖11b 顯示了采用 PowerCSP 封裝的同一器件。正如您所看到的
，在係統沒有任何其他變化的情況下

，溫升降低了 5% 左右。

 

 

 

先進的電路設計創新

 

較低 Rsp 和較低 RQ FoM 的不良後果是在漏極電荷減少的情況下，導通轉換損耗會產生影響。通過圖 12
，ninkeyikandao

，duiyugudingdedianyaguochongliang
，suizheloujidianhedejianshao
，zhezhongjiangyazhuanhuanqideguanduansunhaohuixianzhuzengjia。yudaozhezhongxuyaoquanhengqushedeqingkuangshi，jinguan RQ FoM MOSFET 的性能在持續改進，但仍需要使用新的先進柵極驅動器知識產權 (IP) 來盡快開關 MOSFET
，同時將其保持在電氣安全的工作範圍內。

 

 

 

在這方麵，TI 最近開發了一係列柵極驅動器技術
，盡管 RQ FoM MOSFET 較低
，但仍可實現非常快的開關速度
，從而可獲得更好的充電和轉換損耗，同時仍將MOSFET 保持在其電氣安全的工作範圍內。正如您在比較圖 13a 和圖 13b 時所看到的


，在保持峰值電壓應力固定不變的情況下，可以將關斷能量損耗減少79%。在某些設計中，如圖 13b 所示
，這種損耗降低可以在峰值效率點產生高達 4% 的效率提升。

 

 

 

除了先進的柵極驅動器技術以外，還有大量機會可以通過拓撲創新來提高功率密度。圖 14 展示了飛跨電容四電平 (FC4L) 轉換器拓撲
，該拓撲實現了許多關鍵的功率密度優勢，包括通過降低器件額定電壓、減小磁濾波器尺寸和改善熱分布來提高器件 FoM。這些優勢可轉化為改進的功率密度，如圖 15 所示。與使用 SiC 的其他拓撲相比，TI 解決方案通過使用這種特殊的拓撲
，結合 GaN 的優勢和先進的封裝技術，大大減小了體積。

 

 

 

集成創新

 

實(shi)現(xian)最(zui)佳(jia)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)的(de)最(zui)後(hou)一(yi)個(ge)方(fang)法(fa)是(shi)集(ji)成(cheng)。具(ju)有(you)高(gao)性(xing)價(jia)比(bi)的(de)集(ji)成(cheng)減(jian)少(shao)了(le)寄(ji)生(sheng)效(xiao)應(ying)，減(jian)少(shao)了(le)物(wu)料(liao)清(qing)單(dan)，提(ti)高(gao)了(le)效(xiao)率(lv)並(bing)節(jie)省(sheng)了(le)空(kong)間(jian)。集(ji)成(cheng)可(ke)適(shi)用(yong)於(yu)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)的(de)多(duo)個(ge)方(fang)麵(mian)。它(ta)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)在(zai) IC 中zhong添tian加jia更geng多duo的de電dian路lu，在zai封feng裝zhuang中zhong添tian加jia更geng多duo的de組zu件jian
，或huo者zhe通tong過guo其qi他ta物wu理li或huo機ji械xie方fang式shi在zai電dian源yuan解jie決jue方fang案an中zhong封feng裝zhuang更geng多duo的de組zu件jian。在zai這zhe一yi領ling域yu中zhong
，一yi些xie技ji術shu領ling先xian的de例li子zi包bao括kuo與yu GaN FET 集成的驅動器、用於降低關鍵環路電感的電容器集成以及無源組件的 3D 堆疊。添加帶有開關功率 FET 的柵極驅動器有很多好處。開關柵極驅動環路電感減小
，可使開關速度更高、運行更穩定、組件更少。GaN FET 尤其受益於這種集成。LMG3410 等器件還包括過流保護、過熱保護和監視等附加功能（請參見圖 16）。這種集成極大地簡化了電源管理解決方案，並使設計人員能夠實現 GaN必須提供的所有功能。

 

 

 

UCC12050 利用磁性組件集成來提供隔離式偏置電源
，而無需外部變壓器。該方法減少了尺寸和設計複雜性並降低了 EMI。

 

 

 

通過集成實現的最後一個例子是組件的 3D 堆疊
，這通常發生在帶有集成無源組件的電源模塊中。圖 18以 TPS82671 為例。該器件將電源 IC 嵌(qian)入(ru)層(ceng)壓(ya)基(ji)板(ban)中(zhong)，並(bing)在(zai)頂(ding)部(bu)放(fang)置(zhi)一(yi)個(ge)電(dian)感(gan)器(qi)以(yi)及(ji)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)器(qi)。這(zhe)個(ge)極(ji)小(xiao)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)不(bu)需(xu)要(yao)其(qi)他(ta)組(zu)件(jian)。簡(jian)單(dan)的(de)集(ji)成(cheng)概(gai)念(nian)可(ke)以(yi)取(qu)得(de)驚(jing)人(ren)的(de)效(xiao)果(guo)，節(jie)省(sheng) PCB 麵積並簡化電源解決方案。

 

 

 

結束語

 

xianeryijian
，zhenggexingyedefazhanqushigonglvmiduyuelaiyuegao。shixiangengjincoudedianyuanjiejuefangancunzaiyixiezhuyaoxianzhi。yaokefugonglvsunhaoherexingnengtiaozhan，jiuxuyaozaikaiguanxingneng
、IC 封裝、電dian路lu設she計ji和he集ji成cheng方fang麵mian進jin行xing創chuang新xin。每mei一yi種zhong方fang式shi本ben身shen都dou有you顯xian著zhu改gai善shan功gong率lv密mi度du的de機ji會hui
，但dan是shi每mei種zhong技ji術shu都dou又you彼bi此ci融rong合he。因yin此ci，通tong過guo組zu合he各ge個ge類lei別bie的de技ji術shu
，可ke以yi顯xian著zhu提ti高gao功gong率lv密mi度du。不bu妨fang設she想xiang一yi下xia我wo們men最zui終zhong能neng夠gou實shi現xian的de這zhe種zhong產chan品pin，它ta們men具ju有you出chu色se的de開kai關guan器qi件jian FoM 和業界領先的封裝熱性能
，使用了多級拓撲並通過無源集成實現了最低環路電感。技術進步相互作用，並最終實現功率密度突破。利用 TI 的先進工藝、封裝和電路設計技術，現在可以在更小的空間內實現更大的功率，並以更低的係統成本增強係統功能。