電源模塊的封裝類型及相應的優點
發布時間:2024-08-25 責任編輯:lina
【導讀】在設計係統功率級時,可以選擇低壓降穩壓器 (LDO) 或開關穩壓器等各種器件來調節電源的電壓。當係統需要在不超過特定環境溫度的情況下保持效率時,開關穩壓器是合適的選擇,而電源模塊則更進一步,在開關穩壓器封裝中集成了所需的電感器或變壓器。
在設計係統功率級時,可以選擇低壓降穩壓器 (LDO) 或(huo)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)等(deng)各(ge)種(zhong)器(qi)件(jian)來(lai)調(tiao)節(jie)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)壓(ya)。當(dang)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)在(zai)不(bu)超(chao)過(guo)特(te)定(ding)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)保(bao)持(chi)效(xiao)率(lv)時(shi),開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)是(shi)合(he)適(shi)的(de)選(xuan)擇(ze),而(er)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)則(ze)更(geng)進(jin)一(yi)步(bu),在(zai)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)封(feng)裝(zhuang)中(zhong)集(ji)成(cheng)了(le)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)感(gan)器(qi)或(huo)變(bian)壓(ya)器(qi)。
電源模塊可以采用多種形式:嵌入式 Micro System in Package (µSiP)、引線式、Quad Flat No lead (QFN) 或我們全新的 MagPack™ 封裝技術。每種封裝類型都有可優化性能特性的規格,如效率、散熱、電磁兼容性和解決方案尺寸。本文將重點介紹每種封裝類型的一些特性以及它們滿足哪些應用要求。
嵌入式 µSiP
采用 µSiP 封裝的模塊將轉換器集成電路 (IC) 嵌入基板內部,並在頂部安裝一個電感器和一些無源器件。嵌入到基板中時,轉換器 IC 不會占用任何額外空間,因此采用 µSiP 封裝的模塊對於布板空間有限的應用非常有用。如圖 1 所示,TPSM83100 是一款 5.5V、1W 降壓/升壓模塊,可提供雙向電流工作模式以支持備份解決方案,采用 2.5mm x 2.0mm x 1.2mm µSiP 封裝。

圖 1: TPSM83100 的 µSiP 封裝圖
引線式
引線式封裝包括一塊位於兩個銅引線框之間的 IC,並(bing)在(zai)頂(ding)部(bu)放(fang)置(zhi)無(wu)源(yuan)器(qi)件(jian)。這(zhe)些(xie)封(feng)裝(zhuang)是(shi)大(da)多(duo)數(shu)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)所(suo)習(xi)慣(guan)的(de)封(feng)裝(zhuang),使(shi)布(bu)局(ju)更(geng)加(jia)直(zhi)觀(guan)。可(ke)見(jian)引(yin)線(xian)可(ke)確(que)保(bao)封(feng)裝(zhuang)具(ju)有(you)彈(dan)性(xing),因(yin)為(wei)其(qi)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)很(hen)高(gao)的(de)焊(han)接(jie)完(wan)整(zheng)性(xing)且(qie)易(yi)於(yu)調(tiao)試(shi)。該(gai)封(feng)裝(zhuang)類(lei)型(xing)可(ke)提(ti)供(gong)約(yue) 8mm 的爬電間隙,從而確保可靠性。
QFN
QFN 模塊是用扁平焊盤代替引線與電路板進行連接的封裝的統稱。QFN 模塊具有高功率密度和強大的性能特性,因此是適合許多應用的通用選擇。QFN 模塊係列有兩種常用的封裝配置:印刷電路板 (PCB) 基板上的開放式框架模塊和引線框上的超模壓模塊。
超模壓 QFN 封裝是采用傳統銅引線框技術的熱增強型塑料封裝。在 TI 最新的超模壓 QFN 模塊(如 TPSM64406)中,如圖 2 所示,將 IC 和無源器件直接放在引線框頂部可以提高電氣性能和熱性能,這是傳統引線式封裝所無法比擬的。這款 36V 的模塊提供雙路 3A 輸出或單路可堆疊 6A 輸出,具有非常適合噪聲敏感型應用的對稱高頻輸入旁路電容器。

圖 2: TPSM64406 的超模壓 QFN 封裝圖
開放式框架 QFN 模塊將開關元件和無源器件集成到 PCB jibanshang,wuxutongguochaomoyajishujiangtamenyarudaosuliaowaikezhong。tiaoguocibuzhoukerangshejirenyuanjiangsanreqizhijietianjiadaowailudedianganqishang,congershixiangenghaodesanre。kaifangshikuangjiafengzhuangduichicundexianzhijiaoxiaobingqiebuyiguore,yincitamendeedingshuchudianliubiqitamokuaifengzhuanggenggao,zheduiyuqiyejisuandenggaohaonengyingyongfeichangyouyong。
MagPack 技術
MagPack 封裝技術是 TI zuixindedianyuanmokuaifengzhuangleixing。zhexiemokuailiyongwomenteyoudejichengcixingfengzhuangjishu,wuxuyilaidisanfangdianganqi。chulejuyoubiqianjidaichanpingenggaodegonglvmiduwai,zhexiemokuai(如 TPSM82816)還具有更好的導熱性和更低的電磁幹擾。要了解有關 MagPack 技術的更多信息,請閱讀技術文章“MagPack™ 技術:新款電源模塊的四大優勢可幫助您在更小的空間內提供更大的功率”。
圖 3 TPSM82816 的 MagPack 封裝圖
結語
由於電源模塊的多種性能特性,電源模塊是電源設計人員的理想選擇,與分立式解決方案和 LDO 相比具有許多優勢。電源模塊具有多種封裝類型,可根據應用要求進行優化。
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