NEST076 July 2024 TPSM64406 , TPSM81033 , TPSM82813 , TPSM82816 , TPSM828303 , TPSM82866A , TPSM82866C , TPSM83102
設計系統的功率級時，您可從低壓降穩壓器 (LDO) 或切換穩壓器等各種裝置中進行選擇，以調節電源的電壓。切換穩壓器適用於當系統需在不超過特定環境溫度下，維持效率的情況，電源模組則更進一步，會在切換穩壓器封裝中整合所需的電感器或變壓器。
電源模組可能採用多種形式：在封裝中的嵌入式微系統 (µSiP)、引線式、四方扁平無引線 (QFN)，或是我們全新的 MagPack™ 封裝技術。前述每種封裝類型的規格都可將性能功能最佳化，例如效率、熱性能、電磁相容性與解決方案尺寸。在本文中，我們將著重介紹每種封裝類型的其中部分功能，以及可滿足的應用要求為何。
嵌入式 µSiP
採用 µSiP 封裝的模組具備嵌入至基板內部的轉換器積體電路 (IC)，並具有電感器和一些安裝在頂部的被動元件。由於轉換器 IC 嵌入基板時不會佔用任何額外空間，因此採用 µSiP 封裝的模組對電路板空間有限的應用來說十分實用。如 圖 1 所示，TPSM83100 是 5.5V、1W 降壓升壓模組，可提供雙向電流運作模式做為備份解決方案，並採用 2.5mm x 2.0mm x 1.2mm µSiP 封裝。
圖 1 TPSM83100 的 µSiP 封裝圖引線式
引線式封裝包含位於兩個銅引線架之間的 IC，且被動元件安置在頂部。這種封裝是大多數電源設計師習慣的封裝，可讓佈局更直覺化。可見的引線讓封裝具有彈性，因為如此即可實現高焊接完整性和輕鬆偵錯。這種封裝類型可提供約 8mm 爬電間隙，進而確保可靠性。
QFN
QFN 模組是透過扁平焊盤 (而非引線) 連接至電路板的封裝統稱。QFN 模組可提供高功率密度與強大的性能功能，因此對許多應用來說是面面俱到的選擇。QFN 模組系列有兩種常用的封裝配置：在印刷電路板 (PCB) 基板上的開放架構模組，以及在引線架上的包覆成型模組。
包覆成型 QFN 封裝是使用傳統銅引線架技術的熱增強型塑膠封裝。如 圖 2 所示，在 TPSM64406 等 TI 最新的包覆成型 QFN 模組中，會將 IC 和被動元件直接置於引線架頂部，因此相較於傳統的有引線封裝，可改善電氣和熱性能。此 36V 模組提供雙 3A 或單一堆疊式 6A 輸出，並且具備對稱高頻率輸入旁路電容器，對於雜訊敏感應用來說非常實用。
圖 2 TPSM64406 的包覆成型 QFN 封裝圖開放架構 QFN 模組將切換和被動元件整合至 PCB 基板上，而不會將其包覆成型至塑膠外殼中。略過此步驟可讓設計人員直接將散熱器增添至暴露的電感器上，進而實現更佳的散熱。由於開放架構封裝的尺寸限制較少，也較不容易受到過熱影響，所以與其他模組封裝相比，其額定輸出電流較高，因此十分適合企業運算等需要大量功率的應用。
MagPack 技術
MagPack 封裝技術是 TI 最新的電源模組封裝類型。這類模組運用我們的專利整合磁性封裝技術，消除了對第三方電感器的依賴。除了擁有比前代更高的功率密度外，這類模組 (如 TPSM82816) 也可提供更佳的熱傳導性與更少的電磁干擾。若要進一步了解 MagPack 技術，請閱讀技術文章「MagPack™ 技術：全新電源模組的四大優勢，助您以更少空間封裝更多功率」。
圖 3 TPSM82816 的 MagPack 封裝圖結論
電源模組是電源設計師的絕佳選項，且由於其具備多種性能功能，因此相較於離散式解決方案與 LDO，電源模組可提供眾多優勢。其採用多種封裝類型，可根據應用要求最佳化。
其他資源
- 閱讀應用說明：電源模組的焊接考量。
- 進一步了解我們的電源模組 (整合式電感器) 產品組合。
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