打破陈规：磁性封装新技术将如何重塑电源模块的未来

yinxiangpeng

[color=var(--pl-text-color-secondary,#333)]德州仪器全球团队坚持克服挑战，为电源模块开发新的 MagPack™ 封装技术，这是一项将帮助推动电源设计未来的突破性技术。

                               
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[color=var(--pl-text-color-primary,#555)]9 8 月 2024 | 技术与创新

作为一名经验丰富的马拉松运动员，Kenji Kawano 深知在奋力奔向遥远终点的过程中，耐心和毅力极其重要。开发新技术也可以比作一场马拉松，通过循序渐进的提升和不可避免的挫折，历尽千辛万苦才能取得成功。Kenji 来自日本，是 Kilby Labs（德州仪器的创新突破应用研究实验室）电源部高级经理，曾多次经历这样的过程。

Kenji 和德州仪器的全球设计师、研究人员和制造商团队投入了大量的时间和精力，致力于开发一种旨在改进电源模块的技术，即电子设计的即插即用构建块。

                               
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如需了解更多信息，请参阅技术文章： MagPack 技术：新型电源模块的四大优势可帮助您在更小的空间内提供更大的功率。Opens in a new tab

努力的成果是可用于电源模块的全新专有 MagPack 集成磁性封装技术，为工业、企业和通信应用的设计人员提供以前无法实现的性能水平。

Kenji 表示：“这项技术不但可以提供更高的功率密度，实现更高的效率，而且可以降低系统成本。”

对更高效率的需求

电源模块普遍应用在现代技术中。它们将多个电子元件集成到一个封装中，有助于减少设计人员在设计流程上花费的时间。然而，随着全球范围内耗电量越来越大，应用的尺寸越来越小，人们不断要求减小电源模块尺寸并提高其效率，以使电源模块能够装入数字笔等小型设备中。

德州仪器来自德国的系统工程师和模块技术专家 Anton Winkler 一直在努力提高电源模块的性能。他在该领域的工作最终促成了与 Kenji 的长期合作。

Anton 表示：“我知道 Kenji 也一直在研究这个领域。因此，我们将这项工作看作一项跨多个团队的技术开发。”

                               
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简单的设计原理，复杂的实施过程

在电源设计中，尺寸至关重要。设计人员要满足在更小的空间内提供更大功率的需求，这是一个很大的挑战，因为不但要将元件紧密排列，而且必须处理不同的电压而不能发生短路。

Anton 表示：“人们希望适量的能量流向负载。否则，负载将无法正常工作，甚至会遭到损坏。”

电源模块通常包含连接到基板的半导体和单独的电感器；电感器将能量存储在磁场中并有助于平滑电流流动。电感器可能会成为效率瓶颈，并会占用大量布板空间。对设计人员而言，选择合适电感器的过程耗时耗力。

认识到这个问题后，团队将电感器与集成电路相结合，以节省体积并提高功率密度。尽管设计原理很简单，但实现起来却很困难。该团队使用基于神经网络的方法根据规格优化电感器，而 3D 封装成型工艺使该团队能够利用 MagPack 封装技术的最大高度、重量和深度，其中包括采用专有新型设计材料制成的优化功率电感器。

Anton 表示：“这项开发涉及机械、电气和化学过程，委实是一项多学科任务。”

新的电源模块为设计人员提供了尺寸或性能方面的选择。它们可以让工程师将电源解决方案的尺寸缩小一半，并将功率密度提高一倍。例如，光学模块的设计人员可以使用采用 MagPack 技术的电源模块来将功率密度提高一倍，而保持现有的外形尺寸不变。对于数据中心等消耗大量电能的应用而言，这一点尤为重要。

浮生未歇

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