KOKT077 July 2024 TPSM64406 , TPSM81033 , TPSM82813 , TPSM82816 , TPSM828303 , TPSM82866A , TPSM82866C , TPSM83102
시스템의 전력계를 설계할 때는 LDO(저손실 레귤레이터) 또는 스위칭 레귤레이터와 같은 다양한 장치 중에서 선택하여 전원의 전압을 조정할 수 있습니다. 스위칭 레귤레이터는 시스템이 특정 주변 온도를 초과하지 않고 효율성을 유지해야 하는 경우 적합하지만, 전력 모듈은 스위칭 레귤레이터 패키지 내에 필요한 인덕터 또는 변압기를 통합하여 한 단계 더 나아갑니다.
전력 모듈은 패키지(µSiP) 임베디드 마이크로 시스템, 리드, QFN(Quad Flat No Lead) 또는 새로운 MagPack™ 패키징 기술 등 다양한 형태를 취할 수 있습니다. 이러한 각 패키지 유형에는 효율성, 열, 전자기 호환성 및 솔루션 크기와 같은 성능 기능을 최적화하는 사양이 포함되어 있습니다. 이 문서에서는 각 패키지 유형의 기능 및 이러한 기능이 어떤 애플리케이션 요구 사항을 충족하는지 살펴보겠습니다.
임베디드 µSiP
µSiP 패키징을 사용하는 모듈은 기판 내부에 내장된 컨버터 집적 회로(IC)와 인덕터 및 몇 개의 수동 부품이 상단에 장착되어 있습니다. 컨버터 IC는 기판에 내장될 때 추가 공간을 차지하지 않으므로, µSiP 패키지로 제공되는 모듈은 보드 공간이 제한된 애플리케이션에 유용합니다. 그림 1에 나와 있듯이 TPSM83100은 백업 솔루션을 위한 양방향 전류 작동 모드를 제공하는 5.5V, 1W 벅 부스트 모듈로, 2.5mm x 2.0mm x 1.2mm µSiP 패키지로 제공됩니다.
그림 1 TPSM83100의 µSiP 패키지 도면리드
리드 패키지는 두 구리 리드 프레임 사이에 IC를 포함하고 있으며, 수동 부품을 상단에 배치합니다. 이 패키지는 대부분의 전력 설계자가 사용되므로 레이아웃이 더 직관적입니다. 가시적인 리드가 패키지를 복원하므로 높은 납땜 무결성과 손쉬운 디버깅을 가능하게 합니다. 이 패키지 유형은 약 8mm의 연면 간극을 제공하여 안정성을 보장할 수 있습니다.
QFN
QFN 모듈은 리드 대신 평면 패드를 사용하여 보드에 연결하는 패키지의 포괄적인 용어입니다. QFN 모듈은 높은 전력 밀도와 강력한 성능 기능을 제공하여 많은 애플리케이션에서 최고의 선택을 지원합니다. QFN 모듈 제품군에는 PCB(인쇄 회로 기판) 기판의 개방형 프레임 모듈과 리드 프레임의 오버몰드 모듈 등 두 가지 인기 패키지 구성이 있습니다.
오버몰딩된 QFN 패키지는 기존의 구리 리드프레임 기술을 사용하는 열 강화 플라스틱 패키지입니다. 에그림 2 나와 있는 것처럼 TPSM64406과 같이 TI의 최신 오버몰딩된 QFN 모듈에서 IC와 패시브를 리드 프레임 위에 직접 배치하면 기존의 리드 패키지보다 전기적 및 열 성능이 향상됩니다. 이 36V 모듈은 듀얼 3A 또는 단일 적층형 6A 출력을 제공하며, 잡음에 민감한 애플리케이션에 유용한 대칭 고주파 입력 바이패스 커패시터를 갖추고 있습니다.
그림 2 TPSM64406의 오버몰딩된 QFN 패키지 도면오픈 프레임 QFN 모듈은 스위칭 및 패시브 부품을 플라스틱 케이싱에 오버몰딩하지 않고 PCB 기판에 통합합니다. 이 단계를 생략하면 설계자가 노출된 인덕터에 직접 히트 싱크를 추가할 수 있어 열 발산이 향상됩니다. 오픈 프레임 패키지는 크기에 제한이 없고 과열의 취약성이 낮기 때문에 다른 모듈 패키지보다 높은 출력 전류로 정격 조정되므로 엔터프라이즈 컴퓨팅과 같이 전력이 많이 필요한 애플리케이션에 유용합니다.
MagPack 기술
MagPack 패키징 기술은 TI의 최신 전력 모듈 패키지 유형입니다. 이러한 모듈은 독점적인 통합 자기 패키징 기술을 활용하여 타사 인덕터에 대한 의존성을 제거합니다. TPSM82816과 같은 모듈은 이전 세대보다 높은 전력 밀도를 갖는 것 외에도 더 나은 열 전도성과 낮은 전자기 간섭을 제공합니다. MagPack 기술에 대해 자세히 알아보려면 기술 문서 "MagPack™ 기술: 더 적은 공간에 더 많은 전력을 담을 수 있는 새로운 전원 모듈의 4가지 이점"을 참조하십시오.
그림 3 TPSM82816의 MagPack 패키지 도면마무리
전력 모듈은 전력 설계자에게 좋은 옵션이며, 다양한 성능 기능에 따라 개별 솔루션과 LDO에 비해 많은 이점을 제공합니다. 여러 패키지 유형으로 제공되어 애플리케이션 요구 사항에 따라 최적화를 가능하게 합니다.
추가 리소스
- 애플리케이션 노트 전력 모듈에 대한 납땜 고려 사항을 읽어보십시오
- TI의 전원 모듈(통합 인덕터) 포트폴리오에 대해 자세히 알아보십시오.
상표
모든 상표는 각 소유권자의 자산입니다.