如何在有限的空間上提高功率密度，并且提高EMI能力，是電源設計者們長期以來面臨的挑戰(zhàn)。而電源模塊是應對這一挑戰(zhàn)的方向。通過將各種無源器件集成到電源模塊中，不僅能夠實現(xiàn)功率密度的高效提升，還能幫助應對外置無源器件帶來的EMI設計挑戰(zhàn)。

電感是在電源設計中常會用到的外部無源器件之一。在開關電源中，電感用于儲存能量，并在開關狀態(tài)切換時釋放能量，保證輸出電壓的穩(wěn)定。在DC-DC轉換器中電感更是起到關鍵作用，通過控制電感電流的變化實現(xiàn)電壓的升降轉換。

在傳統(tǒng)的開關電源設計中，電感元件通常采用分立器件的形式。然而，隨著設備尺寸的不斷縮小和功能的不斷增強，分立電感器的尺寸、效率和電磁干擾問題越來越突出。電感集成技術應運而生，通過將電感直接集成到電源模塊中，既能提高功率密度，又能優(yōu)化熱管理和電磁兼容性。

在硅基電感的集成上，磁性材料、電性能優(yōu)化、屏蔽結構等問題的研究，需要長時間的材料學科和制造工藝的技術積累。而TI近日在此方面實現(xiàn)了新的技術突破，宣布了其最新的電感集成封裝技術“MagPack”，并發(fā)布了搭載這一新的封裝技術的六款全新DC/DC電源模塊產(chǎn)品。

MagPack磁性封裝，將電源模塊功率密度翻倍

據(jù)悉，MagPack磁性封裝讓電源模塊在功率密度、散熱和EMI性能上均實現(xiàn)了突破。與前代產(chǎn)品相比，采用 MagPack 封裝技術，使得電源模塊的尺寸縮小多達 50%，功率密度增加一倍，同時仍然保持出色的散熱性能。采用了MagPack封裝技術的業(yè)界超小型6A電源模塊可將電磁干擾 (EMI) 輻射降低8dB，同時將效率提升高達2%。

“之所以強調封裝技術，是因為創(chuàng)新的封裝技術正在從根本上重塑電源模塊這個產(chǎn)品；同時TI也認為這類封裝技術是電源管理芯片創(chuàng)新的一個重要方向。”德州儀器升壓-升降壓開關穩(wěn)壓器產(chǎn)品線經(jīng)理姚韻若表示，“無論是電路系統(tǒng)設計如何發(fā)展，工程師們對于功率密度的追求是永遠不變的。我們的電源模塊采用全新的封裝方式，使我們的客戶工程師能在有限的布局布線空間下，實現(xiàn)以前不可能達到的功率密度水平?！?

據(jù)姚韻若透露，全新MagPack封裝技術來自TI Kilby Labs歷經(jīng)近十年的努力，才取得的技術突破。這項全新的封裝技術，結合了材料和工藝的改進：采用一種以專有新型設計材料制成的集成電感器，利用了TI特有的3D封裝工藝，從而實現(xiàn)了在更大限度上減少電源模塊的長度、寬度和高度。

而從TI的官方介紹來看，MagPack的優(yōu)勢有四點：

1-更高的功率密度和更小的解決方案尺寸：

MagPack 技術可以實現(xiàn)更高的功率密度和更小的整體解決方案尺寸。例如，TPSM82866A、TPSM82866C 和 TPSM82816 都比市場上的其他6A電源模塊尺寸更小。

功率密度被測量為每平方毫米的輸出電流。TPSM82866A 和 TPSM82866C 的功率密度幾乎達到 1A/mm2。

2-高效率和良好的熱性能：

MagPack 技術中的電感器與硅芯片相匹配，以減少 DC 和 AC 損耗。

這種優(yōu)化的電感器和封裝提供了高效率和低溫升，使電源模塊在高環(huán)境溫度下也能可靠運行。

3-易用性提高，加快上市時間：

使用 MagPack 技術的設備集成了電感器，簡化了電源設計中的選擇和布線問題。

這些模塊還減少了電磁干擾（EMI），提高了設計的易用性。

4-減少 EMI：

MagPack 技術使得電源模塊實現(xiàn)了屏蔽，不僅僅是電感器屏蔽，而是整個芯片、開關節(jié)點都在屏蔽封裝內。

這種屏蔽技術顯著降低了輻射發(fā)射，提高了模塊的EMI性能。

其實對于電感集成的封裝技術，TI多年來一直在不斷創(chuàng)新中。此前的Embedded μSiP、Leaded packages、μSiL和MicroSiP等封裝技術也都提供了電感集成的相關產(chǎn)品，而此次MagPack的推出，進一步將電感集成的技術推向了新的高度。

姚韻若強調，最新的MagPack技術的電源模塊制造均是在TI內部封裝測試工廠完成的，確保了產(chǎn)品的質量以及供應鏈的安全和可靠性，從而給客戶帶來了更多的價值。

全新電感集成電源模塊，助力全面電源設計

搭載MagPack封裝技術的電源模塊，TI一口氣推出了6款?！爸苯油瑫r開發(fā)六款產(chǎn)品其實是因為我們非常看好我們采用的新型磁性封裝技術MagPack，我們相信這個技術能夠最終給客戶帶來相應的價值?！?

這6款電源模塊中，TPSM82866A和TPS82866C均是6A降壓模塊，電壓范圍為2.4～5.5V；其中TPS82866C集成了I2C接口。TPSM828303是3A降壓模塊，電壓范圍是2.25～5.5V，特色是集成濾波電容實現(xiàn)了低噪聲。TPSM82816和TPSM82813分別是6A和3A的模塊，特色是具備外部時鐘同步功能。TPSM81033則是一個同步升壓模塊，具備電源狀態(tài)指示、提供5.5V、5.5A谷值電流限制，適用于對電源管理要求嚴格的應用。

這些模塊的共同特點是采用了MagPack集成電感器封裝技術，提供了高效的電源管理解決方案，適用于需要高功率密度、低噪聲和精確電壓控制的應用場景。同時，大部分模塊還支持TI的DSC-Control控制方式，能夠實現(xiàn)在不同工作狀態(tài)下電源模塊的功耗和精度平衡。

此次推出的六款電源模塊的應用領域是非常廣闊，目前主要應用在工業(yè)領域。使用電源模塊，也就意味著客戶工程師不需要花更多的精力逐一驗證各種的元器件，而是將電源芯片的驗證和電感的驗證結合在一起。TI的電源模塊都具有非常高的性價比，因為不僅僅幫助客戶工程師解決了他們在電源設計方面的痛點，同時也給他們帶來更快的設計開發(fā)周期。

姚韻若表示，“對于電源芯片產(chǎn)業(yè)和相關產(chǎn)品來說，其中很重要的一點就是功率密度，第二是EMI；我們的電源模塊能夠給客戶帶來這方面的優(yōu)勢或價值，幫助客戶解決功率密度和EMI的問題和痛點。這些電源模塊可以用在多樣的工業(yè)類的應用場景中，比如醫(yī)療設備，包括手持式的醫(yī)療設備和對體積比較敏感的醫(yī)療設備。另外還有光模塊應用，因為光模塊的尺寸大小是固定的，但目前通信或數(shù)據(jù)量處理要求光模塊在單位時間內處理更多地數(shù)據(jù)量（從400G到800G甚至1.6T）；電源模塊的高功率密度就可以給光模塊在同樣的PCB板面積下面提供更高的傳輸速度。在未來工業(yè)類、消費類、通訊類等眾多應用場景都會用到更多的電源模塊?！?

電源模塊未來：設計、工藝和封裝相輔相成，集成度進一步提高

對于電源模塊的未來，集成度的進一步提升是趨勢。隨著技術本身的發(fā)展可能會把越來越多的無源器件集成在一個系統(tǒng)上面。例如對于隔離電源產(chǎn)品，目前將變壓器集成到里面，將來也可能把上管或下管的bootstrap電容集成在里面，甚至有可能會把一些光耦集成到一起?！半S著技術的發(fā)展，越來越多的客戶會希望產(chǎn)品是高集成度的、尺寸縮小、容易使用、開發(fā)周期短，或者是驗證成本低，這可能會是未來多年的趨勢?！币嵢舴窒淼健?

在這種集成度逐步提高的趨勢下，其實對于電源IC和模塊廠商而言，考驗的是全方位的能力。因為隨著工藝制程的逐步提升帶來的是芯片的面積越來越小，但是沒有相應的一些新型的封裝技術很難發(fā)揮這種小芯片的優(yōu)勢——比如說芯片的散熱問題會倒逼芯片設計者去思考封裝應該是怎么樣的、封裝限制點在哪里。

而TI在封裝、工藝制程、IC設計領域有很多優(yōu)秀的工程師，并積累了很多的知識。此次開發(fā)的六款MagPack電源模塊，就來自TI的Kilby Labs研究院集結了TI在芯片設計、封裝、材料和工藝等方面的人才，才能一起開發(fā)出這么多優(yōu)秀的電源模塊產(chǎn)品。

姚韻若表示，除了這6款搭載了MagPack封裝技術的新品之外，TI的目標是在MagPack技術上逐步推出更高輸出功率的電源模塊，比如10A甚至20A的電源模塊。而在像隔離和馬達驅動類的產(chǎn)品上，也都有可能會用上這一最新的技術。