編者按：日前，德州儀器公司（TI）在 2026 年應(yīng)用電力電子技術(shù)展覽會 (APEC) 上展示了采用專有 IsoShield技術(shù)的新型隔離式電源模塊，新產(chǎn)品能夠在更小的空間內(nèi)封裝更多功率，同時降低面積、成本和重量。與離散解決方案相比，IsoShield技術(shù)可將隔離式電源模塊的功率密度提升多達(dá)三倍，使解決方案尺寸縮減高達(dá) 70%。

長期以來，電源設(shè)計人員一直采用電源模塊來節(jié)省寶貴的電路板空間并簡化設(shè)計流程。隨著芯片尺寸接近物理極限，小型化也變得日益重要，封裝技術(shù)的進(jìn)步正在進(jìn)一步推動性能和效率的提升。

在空間緊湊的應(yīng)用中，分配給電源解決方案的空間越來越小，如何在有限的空間中提供更多的功率。因為現(xiàn)在在各個應(yīng)用中，空間尺寸在變小，但需求的功率在逐年增加，這仍然是一個關(guān)鍵的行業(yè)挑戰(zhàn)。

如今，如何增加電動汽車的續(xù)航里程，正在倒逼車載充電機(jī)、高壓的DCDC和電機(jī)驅(qū)動等“三電”應(yīng)用加快性能提升。隔離電源完美地契合了電動汽車對于尺寸空間比較小、重量比較輕的需求，高效率的隔離電源模塊可以在拓展電動汽車?yán)锍毯驮鰪?qiáng)電源的性能方面大顯身手，助力打造更輕、更高效的車輛。

與此同時，隨著電源成為算力中心最大成本支出，大型數(shù)據(jù)中心不得不考慮更為高效的電源解決方案。隔離電源同樣契合了數(shù)據(jù)中心的高效節(jié)能需求，可以更有效地增強(qiáng)EMI和熱性能，保證整個的數(shù)據(jù)中心電源的可靠運行、安全的運行。

基于上述熱點需求，隔離式電池模塊廠商似乎找到了新的技術(shù)創(chuàng)新方向。

對于設(shè)計工程師來講，設(shè)計人員越來越多地采用先進(jìn)的封裝技術(shù)。由于這些封裝技術(shù)的提高，也增強(qiáng)了對功率模塊的輸出、熱特性以及EMI特性的提升。在新的設(shè)備當(dāng)中，采用先進(jìn)封裝技術(shù)的電源模塊可以最大限度地減小空間，把功率密度提升到更高的水平，在各種應(yīng)用中同時保持更高的效率以及可靠性。

這不，德州儀器（TI）再次帶來了革新的電源模塊封裝技術(shù)——IsoShield。

據(jù)德州儀器電源設(shè)計團(tuán)隊系統(tǒng)經(jīng)理冀玉丕介紹，TI的 IsoShield 技術(shù)將高性能平面變壓器與隔離式功率級封裝于一體，提供功能、基礎(chǔ)和增強(qiáng)隔離功能。它支持分布式電源架構(gòu)，通過避免單點故障幫助制造商滿足功能安全要求。

基于該技術(shù)，TI推出了兩款僅有半個指甲蓋大小的電源芯片，分別是面向中壓應(yīng)用（6V-20V）的UCC34141-Q1，包裝尺寸為5.85mm × 7.5mm × 2.6mm，以及面向低壓（5V）應(yīng)用的UCC33420，包裝尺寸為4mm×5mm×1mm。目前該電源方案可以應(yīng)用在新能源汽車OBC、DCDC和驅(qū)動電機(jī)控制器中，尤其是當(dāng)前比較熱門的單級式OBC和三電平電機(jī)控制器中。此外還可以應(yīng)用在服務(wù)器電源架構(gòu)中，用于提升效率。

冀玉丕表示，封裝技術(shù)的進(jìn)步可使得解決方案尺寸縮小多達(dá) 70%，同時提供高達(dá) 2W 的功率，從而為需要增強(qiáng)隔離的汽車、工業(yè)和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用提供緊湊、高性能和可靠的設(shè)計。

眾所周知，對于電源產(chǎn)品而言，影響體積的部分通常是前級的EMI濾波、變壓器或者非隔離電感，再加上輸入輸出的電容，占據(jù)了大部分體積。

因此，小型化首先要減小這些無源器件的體積。

為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，TI將采用 IsoShield 封裝技術(shù)的隔離電源模塊的開關(guān)頻率提升到了200MHz以上。同時采用平面變壓器技術(shù)，相應(yīng)的匝數(shù)也有所降低，也有利于實現(xiàn)小型化。

冀玉丕表示，相比現(xiàn)有模塊，IsoShield效率提升之后，意味著溫升也會降低。在環(huán)境溫度85度或者更高的溫度下，IsoShield技術(shù)也能輕松應(yīng)對。

一路走來，TI從未停止過對電源方案小型化的探索，其先后推出了四款典型的隔離電源模塊產(chǎn)品，從中可以看出其升級之路。

UCC2803：這是一款反激變換器電源解決方案。PCB面積為846mm2，高度為11.4mm，重量為6.2g。UCC2803自身集成度較低，需要增加周邊線路以及反激變換器所需要的變壓器、功率器件，對于輸出而言，還需要增加二極管、輸出電容，元器件數(shù)量達(dá)到33個。UCC2803雖然尺寸程度存在局限性，但功率相對靈活。

UCC25800：PCB面積縮小至480mm2，高度降低至10mm，重量也減輕至4g，元器件數(shù)量為21個。這款產(chǎn)品在拓?fù)浞矫孢M(jìn)行改進(jìn)，由反激式轉(zhuǎn)換成開環(huán)LLC諧振拓?fù)?。它的特點是可以實現(xiàn)原邊的零電壓開通以及副邊的零電流開通關(guān)斷，原邊副邊的寄生電感比較小，因此更加適合高頻應(yīng)用場景。同時UCC25800還集成了整個LLC原邊所需要的功率器件上管和下管，進(jìn)一步實現(xiàn)尺寸降低。

UCC14240：最突出的一個升級點是集成了變壓器，尺寸進(jìn)一步降低，外圍元器件也大幅減少。PCB面積縮小至280mm2，僅為UCC2803的三分之一。高度為3.55mm，重量僅為1.7g，元器件數(shù)量僅為8個。

UCC34141：采用了IsoShield封裝技術(shù)的這款產(chǎn)品，尺寸進(jìn)一步降低。PCB面積縮小至152mm2，接近UCC14240的一半（54%）。高度為2.65mm，重量僅為0.9g。它的功率可以提供1.5瓦，而且它的外圍同樣是像14240一樣，外圍器件非常少。