鱼与熊掌的兼得，TI MagPack封装的电源模块解决功率密度和EMI痛点

“随着AI等技术的应用，算力得到了巨幅提升，与此同时服务器的电力需求也是与日俱增。在服务器机柜尺寸不变的前提下，需要效率更高、密度更高的电源系统。”德州仪器（TI）升压—升降压开关稳压器产品线经理姚韵若说道，“但与此同时，EMI的挑战也相应的增加，电源模块因其集成了无源器件，可以帮助客户更容易的通过EMI标准测试。”

除了服务器之外，包括医疗、光模块、仪器等等丰富的工业类产品，都需要更高的功率密度，同时也对EMI有着天然约束。

功率密度和EMI天生有矛盾

功率密度的提高通常需要更高的开关频率，实现更紧凑的设计和更高的效率。高频开关器件伴随着更高的电流和电压变化速率（di/dt和dv/dt），这些快速变化的电流和电压会在电路中形成电磁场，从而增加EMI风险。

反过来，为了保持低EMI，设计人员需要采取额外的屏蔽、滤波和布局优化措施，这可能会增加设计复杂性，预留额外的降低EMI的空间，从而影响整体功率密度。同时，由于高功率密度带来更严峻的散热挑战，热效应可能会改变电子元器件的电磁特性，从而影响EMI行为。

为了解决鱼和熊掌的问题，TI开发了最新的MagPack封装技术，使得电源模块的尺寸缩小多达 50%，在保持同样的散热性能的前提条件下，电源模块的功率密度增加一倍，同时与前代产品相比，EMI辐射降低 8dB，将效率提升2%。

封装重塑电源行业

“在有限的空间内实现更高的功率密度，电源模块通常是一种有效的解决方案。电源模块通过将电源芯片与无源器件，例如电感、电容，整合在单个封装中来节省宝贵的布板空间。”姚韵若断言道。“封装技术正在从根本上重塑电源模块。”

姚韵若解释道，若干年之前大家更多关注工艺制程的进步，工艺是最能带来芯片面积减少，功率密度提升的体验，但是如果没有相应的封装技术与之匹配，散热问题就很难得到解决。

“有幸的是TI在封装、工艺制程、IC设计领域有很多优秀的工程师，在我们开发MagPack电源模块的时候，我们其实是通过Kilby Labs研究院，把这些方面的人才汇聚到一起，一起开发出优秀的电源模块产品。”姚韵若表示。

MagPack封装技术是Kilby Labs历经了近十年的研发成果，利用TI特有的3D封装工艺和材料，更大限度地减少电源模块的长度、宽度和高度，并且实现了优异的EMI。

同时，TI这项创新封装技术是在内部自有封测工厂完成的，可以确保产品的质量以及供应链的安全可靠。

高集成电源模块的优势

通过电感、电容的整合封装，实现高集成的电源模块可以带来诸多显著优势。

其中最显著的变化就是设计更加简单，尤其是体量较小、专业电源设计工程师较少的小型客户来说，无需考虑如何选取无源器件来配合电源芯片，可以直接使用电源模块，大大简化了设计。

其次，通过集成电容和电感，可以节省布局布线，从而节约PCB面积。

第三，直接选择电源模块厂商（比如TI）等，所有的电源设计都会进行质量认证，减少客户系统验证成本。

第四，电源模块的性能越来越高，诸如TI的MagPack技术，可以实现更好的EMI和转换效率

一口气推出六款MagPack产品

MagPack技术得到了TI的认可，因此也一口气推出了六款采用该技术的产品。

如图所示，TI一系列超小型降压模块，具有多种选择。比如TPSM82886系列产品提供了I2C接口或非I2C接口的2种规格，分别以A和C对应的料号来区分；同时产品内部提供了多达13个输出电压的选项，可以满足不同输出电压的应用场景。

而TPSM82816电源模块，提供了开关频率可调节以及开关频率与外部时钟信号同步的功能，方便在系统设计时同步各个电源器件的开关频率。

新的电路模块可以提供每平方毫米1A的电流输出能力，与前代产品相比，整体解决方案尺寸缩小50%，效率提升2%。姚韵若举例道，以TPSM82816而言，效率比前一代产品提高了4%，热阻降低了17%，安全工作温度区间提高了10度，同时EMI降低多达8dB。

TPSM82813除了电感之外，还集成了高频电容，可以进一步降低系统噪声并提高功率密度。

总结

姚韵若表示，TI一直努力使产品更多样化、多元化，这一次采用MagPack封装技术推出了六款产品，正是认可了这一先进封装技术的优势。

TI的电源模块具有非常高的性价比，不仅帮助客户解决了他们在电源设计方面的痛点，同时也给他们带来更快的设计开发周期。工程师无需花费更多精力逐一验证各种元器件及系统EMI、效率等表现，可以把电源芯片的验证和电感的验证结合在一起，从而将精力集中在系统本身上。