MagPack磁性封装技术登场！德州仪器将电源模块尺寸缩减至一半

在ChatGPT等人工智能应用加持下，各行各业对高性能计算的需求不断增加，这对电源设计人员提出了新的要求，一方面要极大压缩空间并提升功率密度，另一方面要更迅速设计出灵活、高效、可靠和具有竞争力的电源系统。电源模块是目前的最好选择。

而后摩尔时代的先进封装技术正逐渐从传统的引线框架、引线键合向倒装芯片、硅通孔、嵌入式封装、扇入/扇出型晶圆级封装、SiP封装、SoP封装等演进，支持着芯片尺寸不断缩小，集成度持续提高，引脚数量变多，以及窄节距。近日，德州仪器(TI)推出采用全新磁性封装技术的六款电源模块。与前代产品相比，采用MagPack封装技术，使得电源模块的尺寸缩小多达50%，功率密度增加一倍，同时仍然保持出色的散热性能，可支持工业、企业和通信应用的设计人员实现更高的性能水平。

德州仪器新发布的六款新器件中有三款（TPSM82866A、TPSM82866C 和 TPSM82816）是超小型6A电源模块。TPSM82866A和TPSM82866C的尺寸为2.3x3mm，这使得每单位面积的功率密度约为1A/mm2（具体来说，0.87A/mm2)。与前一代产品相比，整体解决方案的尺寸可以缩小多达50%。除了尺寸和功率密度，电源模块的平均电源转化效率也提升了2%，就这一颗TPSM82816而言，效率比前一代产品提高了4%，热阻降低了17%，安全工作温度区间提高了10℃，这是一个非常大的飞跃。值得一提的是，MagPack技术是采用全屏蔽的磁性封装技术，使得电源模块降低辐射EMI水平多达8dB。

TPSM82886系列产品提供了I2C接口TPSM82886C或非I2C接口TPSM82886A的2种规格，分别以A和C对应的料号来区分；同时产品内部提供多达13个输出电压的选项，可以满足不同输出电压的应用场景。TPSM82816这款电源模块，提供了开关频率可调节以及开关频率与外部时钟信号同步的功能，方便在系统设计时同步各个电源器件的开关频率。

除了这三款6A降压电源模块，德州仪器还推出了TPSM828303,TPSM82813,TPSM81033三款采用MagPack封装技术电源模块产品。TPSM828303是一款3A降压电源模块，它除了集成电感器，还集成了高频电容，用于进一步降低系统噪声。TPSM82813也是一款3A的降压电源模块，它具有可调节开关频率和外部时钟信号同步的功能。而TPSM81033是一款升压电源模块，最高支持5.5A的谷值电流，同时还具有电源状态指示、输出泄放以及脉冲频率和脉冲宽度调制(PFM/PWM) 控制功能。

在谈及德州仪器的专有封装技术时，德州仪器升压—升降压开关稳压器产品线经理姚韵若表示：“德州仪器的全新MagPack封装技术利用TI特有的3D封装工艺，更大限度地减少电源模块的高度、宽度和深度。MagPack技术将功率电感器与新开发的材料集成在一起，这是该技术独有的。因此，通过采用该类电源模块，工程师可以更容易地获得高功率密度、低温、低EMI辐射、高转换效率的电源系统设计。技术难点主要局限于在进行创新技术突破时，放弃一些传统的电源模块设计思路而采用全新的材料和制造工艺。同时需要强调的是，对于这项封装技术，TI选择在内部封装测试工厂完成模块制造，确保产品的质量以及供应链的安全和可靠性，这样才能给客户带来更多的价值。”

Kilby Labs是德州仪器的内部研发中心，专注于突破性的半导体技术。此次新推出的电源模块是Kilby Lab花费近十年的时间研发出来的。在这六款器件中，TPSM82866A、TPSM82866C和TPSM82816是业内最小的6A电源模块。这些模块提供约1A/mm2 的出色单位面积功率密度，为行业内最高。

磁性封装技术正在重塑整个电源模块行业。德州仪器的电源模块的优势包括借助将FET、控制器、电感器和无源器件集成在单个封装（采用3D集成技术）中的模块，可实现更高的功率密度并缩小整体解决方案尺寸，释放宝贵的布板空间；借助符合EMI要求、可将电源设计工作量减少高达45%（相较于分立式解决方案）的易用型模块，无需采购外部元件，可加快产品上市速度；通过可使电源更接近负载以减少电路板和系统损耗的模块，实现出色的效率。而新型MagPack封装技术的发布，为德州仪器在功率密度和低EMI方面带来了巨大的性能提升。该技术也可以用于隔离的电源产品，未来我们将陆续看到更多的德州仪器产品使用MagPack的封装技术。