德州仪器推出两款功率器件，助力功率密度新升级！

当今时代，随着电气化和智能化水平的不断提升，产品和方案设计不仅要实现性能指标的提升，也对空间和能效方面提出了越来越严格的要求。因此，高功率密度已经成为功率产品设计时的主要目标之一。

在此背景和趋势下，开关电源朝向标准化、小型化、高效化、节能环保等方向发展，成为业界发展的发现。

对此，德州仪器 (TI)近日推出两个全新的功率转换器件产品系列，旨在帮助工程师在更小的空间内实现更高的功率，从而以更低的成本提供超高的功率密度。

在活动期间，德州仪器氮化镓产品业务负责人杨斐博士，德州仪器中国区技术支持经理宁玉怀先生向半导体行业观察在内的媒体进行了分享介绍。

超小型100V集成式GaN功率级，实现超高功率密度

据介绍，德州仪器新款100V集成氮化镓 (GaN) 功率级采用热增强双面冷却封装技术，可简化中压应用的热设计并实现超高的功率密度。

众所周知，对于电源设计人员来说，在有限空间内提供更高功率始终是一项关键设计挑战。以数据中心为例，如果工程师可以设计高功率密度的服务器电源解决方案，那么数据中心能够更高效地运行，来满足不断增长的处理需求，同时还能更大程度地减少对环境的影响。

以及，在电源设计中，空间是有限的，因此工程师始终面临在更小的空间内实现更高功率的挑战。尽管这一趋势并非最近才出现，但其势头无疑没有丝毫减弱，预计未来将会成为电源客户愈发重视的需求。

对此，德州仪器的创新成果能够助力工程师提供超高的功率密度、效率和热性能，突破电源管理极限，帮助设计人员应对行业挑战。

杨斐博士表示，借助德州仪器新款100V GaN功率级LMG2100R044和LMG3100R017，并得益于GaN技术的较高开关频率，设计人员可以将中压应用的电源解决方案尺寸缩小40% 以上，并实现卓越的功率密度（高于1.5kW/in3）。

与硅基解决方案相比，该全新产品系列还将开关功耗降低了50%，并且在给定较低输出电容和较低栅极驱动损耗的情况下实现98%或更高的系统效率。例如，在光伏逆变器系统中，较高的密度和效率使得同一块太阳能电池板能够存储和生成更多电能，同时可缩小整个微型逆变器系统的尺寸。



保障100V GaN产品系列热性能的关键要素是德州仪器的热增强双面冷却封装。借助该技术，这款器件可以比同类集成式GaN器件更高效地从两面散热，并提供优化的热阻。

杨斐表示，除了微逆变器，48V转12V工业电源、马达系统和其他高功率密度转化器等都是LMG2100R044和LMG3100R017的目标应用领域100V GaN新品有非常广泛的市场前景。

目前，德州仪器全新100V GaN功率级现支持预量产：

· LMG2100R044 GaN 功率级采用 5.5mm x 4.5mm 16 引脚 Quad Flat No-Lead (QFN) 封装。 
· LMG3100R017 GaN 功率级采用 6.5mm x 4.0mm 16 引脚 QFN 封装。

有兴趣的客户和开发者也可以查看TI提供的有关TI GaN的技术文章和参考设计，其中重点说明了该产品在多种应用中的性能优势和设计便利。

超小型1.5W隔离式直流/直流模块，大幅缩小电源尺寸

另一边，作为最早推出电容和变压器隔离技术的厂商之一，TI在信号隔离和电源隔离方面有着广泛布局，包括DC/DC隔离电源，TI就提供了包括隔离式辅助电源、模块以及电源转换器等各类产品，可减少电源BOM数量并简化隔离式直流/直流设计。

此次，TI推出业界超小型1.5W隔离式直流/直流模块UCC33420-Q1和UCC33420，具有业界超高功率密度和超小尺寸，可帮助工程师将汽车和工业系统中的隔离式辅助电源尺寸缩小89%以上。



据介绍，借助德州仪器UCC33420-Q1和UCC33420，设计人员可以使用较少的元件并采用简单的滤波器设计，轻松满足严格的电磁干扰 (EMI) 要求，例如国际无线电干扰特别委员会 (CISPR) 32和25。这些全新模块使用德州仪器的下一代集成变压器技术，无需在辅助电源设计中使用外部变压器。与分立式解决方案相比，该项技术除了将解决方案尺寸缩小89%以上，还可将高度缩小高达75%，同时将物料清单减半。

宁玉怀博士强调，相比较上一代产品，新一代隔离电源的开关频率提升了3倍以上，并优化了变压器设计，可以进一步降低成本，同时也通过软开关设计，保证了更高的转换效率。

如今，借助采用此类小型封装且符合汽车标准的先进解决方案，设计人员可以为电动汽车系统缩小辅助电源解决方案的尺寸、重量和高度。对于数据中心中空间受限的工业电力输送，该全新模块可助力设计人员更大程度地减小印刷电路板的面积。

据悉，TI全新1.5W隔离式直流/直流模块现支持预量产：

· UCC33420和UCC33420-Q1 隔离式直流/直流模块采用4mm x 5mm 12引脚VSON封装。
· UCC33420-Q1的更低输入电压、输出电压和额定功率版本预计将于2024年第二季度面市。
· 届时还将推出适于800V及以上应用的其他封装选项。

结语

综合来看，德州仪器采用独特方法提升功率密度，这些产品系列只是其中两个最新的案例，它们印证了德州仪器通过缩减封装尺寸、提高封装热性能并采用创新拓扑与电路来提高效率，有助于设计人员打造更加具有竞争力的电源方案。

同时，为了帮助设计人员更好地上手，针对这些新品，德州仪器都提供了丰富的评估模块、技术文章、参考设计等设计资源支持。