shouxianyuyouxiandekongjian

，yaoshixianyigechenggongdesheji
，guanjianzhichutongchangzaiyujianxiaodianyuanchicun。renmenshizhongmianlinzheyigetiaozhan，jizaigengxiaodekongjianneishixiangengdadegonglv。gengguangfandishuodianyuanqijiandexiaoxinghuajiangjixuzaixianyoujichushangtuidongxindeshichangheyingyong 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。 

 

youshitijimidubingbuzhongyao。gonglvdianziqijiankenengbushougaoduxianzhi，yinweishejideqitabufenhuixiangdanggao。xiangfan
，dianlubanmianjikenengshixianzhiyinsu。zaizhexieqingkuangxia，tigaogonglvmidukenengxuyaozhaodaoduidiehuo 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？

 

多duo年nian來lai，工gong程cheng師shi和he研yan究jiu人ren員yuan一yi直zhi致zhi力li於yu尋xun找zhao提ti高gao功gong率lv密mi度du的de方fang法fa。這zhe是shi一yi項xiang艱jian巨ju的de任ren務wu。大da多duo數shu公gong司si將jiang研yan究jiu重zhong點dian集ji中zhong在zai減jian小xiao用yong於yu能neng量liang轉zhuan換huan的de無wu源yuan組zu件jian的de尺chi寸cun上shang。電dian感gan器qi
、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。

 

 

 

ruhejianxiaowuyuanzujiandechicun？yizhongjiandandejiejuefanganshizengjiakaiguanpinlv。kaiguanzhuanhuanqizhongdewuyuanzujianhuizaimeigekaiguanzhouqineicunchuheshifangnengliang。kaiguanpinlvyuegao
，qimeigezhouqineicunchudenengliangyueshao。liru
，genjugongshi 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。

 

 

 

更geng高gao的de開kai關guan頻pin率lv還hai有you其qi他ta尺chi寸cun優you勢shi。增zeng大da開kai關guan頻pin率lv可ke以yi增zeng加jia控kong製zhi環huan路lu帶dai寬kuan，從cong而er可ke以yi用yong較jiao小xiao的de輸shu出chu電dian容rong滿man足zu瞬shun態tai性xing能neng要yao求qiu。您nin可ke以yi設she計ji具ju有you較jiao小xiao電dian感gan和he電dian容rong的de差cha模mo電dian磁ci幹gan擾rao (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、散(san)熱(re)器(qi)和(he)許(xu)多(duo)其(qi)他(ta)組(zu)件(jian)占(zhan)用(yong)了(le)寶(bao)貴(gui)的(de)空(kong)間(jian)。總(zong)體(ti)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)的(de)所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)方(fang)麵(mian)都(dou)是(shi)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)創(chuang)新(xin)來(lai)提(ti)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)的(de)領(ling)域(yu)。讓(rang)我(wo)們(men)回(hui)顧(gu)一(yi)下(xia)限(xian)製(zhi)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)提(ti)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)能(neng)力(li)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)。

 

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：kaiguanpinlvdezengjiahuidailaibuliangfuzuoyong，yehuidaozhikaiguansunhaozengjiahexiangguandewensheng。zhezhuyaoshiyouyixiezhuyaodekaiguansunhaoyinqide。yaolejiezhexiekaiguansunhao


，womenyoubiyaoshouxianjieshaoyixiexingyeshuyu。zaibandaotiqijianzhong，yugaiqijianxiangguandedianheliangtongchangyudaotongzhuangtaidianzuyouguan。jiaodidedianzuhuidaozhijiaogaodezhajidianhehejishengdianrong。dianzuhedianhedezhezhongquanhengtongchangtongguo RQ FoM 進行量化，RQ FoM dingyiweiqijiandedaotongdianzuchengyizongdianhe，qizhongzongdianheshizhibixutigonggeiduanziyizaigongzuodianyaxiakaiguanqijiansuoxudedianhe。ciwai，qijianweidadaomubiaodianzusuozhanyongdemianjitongchangchengweidianzuyumianjidechengji(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 值(zhi)越(yue)高(gao)，開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)越(yue)低(di)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)器(qi)件(jian)電(dian)壓(ya)應(ying)力(li)越(yue)高(gao)。在(zai)某(mou)些(xie)關(guan)斷(duan)速(su)度(du)下(xia)，降(jiang)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)高(gao)側(ce)開(kai)關(guan)會(hui)發(fa)生(sheng)擊(ji)穿(chuan)。因(yin)此(ci)
，您(nin)必(bi)須(xu)審(shen)慎(shen)地(di)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)速(su)度(du)，最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)

，同(tong)時(shi)將(jiang)直(zhi)流(liu)/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/zhiliuzhuanhuanqizhongchanshengyukaiguanxiangguandesunhaodeguanjianjizhi。yingxiangzongtigonglvmidudelingyigeguanjianyinsushixitongderexingneng。fengzhuangdesanrexiaoguoyuehao，tongchangkeyichengshoudegonglvsunhaojiuyueduo，erbuhuichuxianbuhelidewenshengqingkuang。zhexieyinsutongchanghuibaohanzaishujubiaocanshuzhong
，lirujiezhihuanjingrezu (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，對(dui)半(ban)導(dao)體(ti)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)投(tou)資(zi)顯(xian)然(ran)是(shi)必(bi)要(yao)的(de)。這(zhe)可(ke)能(neng)包(bao)括(kuo)用(yong)於(yu)改(gai)進(jin)現(xian)有(you)技(ji)術(shu)的(de)創(chuang)新(xin)
，或(huo)者(zhe)開(kai)發(fa)本(ben)質(zhi)上(shang)性(xing)能(neng)更(geng)好(hao)的(de)新(xin)材(cai)料(liao)
，例(li)如(ru)用(yong)於(yu)更(geng)高(gao)電(dian)壓(ya)開(kai)關(guan)應(ying)用(yong)的(de)氮(dan)化(hua)镓(jia) (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) fengzhuangzhongsanfachulaidenenglijiangzhijieyingxianggonglvmidu。zhengruwomenqianmiantidaode，suizhefengzhuangchicundebuduansuoxiao，zhegewentibiandeyuelaiyuezhongyao。ciwai
，zaidianxingdedianyuanzhuanhuanqizhong，bandaotiqijiantongchangshijiejuefanganzhongzuiredebufen，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。