編者按：日前，德州儀器公司（TI）在 2026 年應用電力電子技術展覽會 (APEC) 上展示了采用專有 IsoShield技術的新型隔離式電源模塊，新產品能夠在更小的空間內封裝更多功率，同時降低面積、成本和重量。與離散解決方案相比，IsoShield技術可將隔離式電源模塊的功率密度提升多達三倍，使解決方案尺寸縮減高達 70%。
長期以來，電源設計人員一直采用電源模塊來節省寶貴的電路板空間并簡化設計流程。隨著芯片尺寸接近物理極限，小型化也變得日益重要，封裝技術的進步正在進一步推動性能和效率的提升。
在空間緊湊的應用中，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。因為現在在各個應用中，空間尺寸在變小，但需求的功率在逐年增加，這仍然是一個關鍵的行業挑戰。
如今，如何增加電動汽車的續航里程，正在倒逼車載充電機、高壓的DCDC和電機驅動等“三電”應用加快性能提升。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里程和增強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，大型數據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據中心的高效節能需求，可以更有效地增強EMI和熱性能，保證整個的數據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創新方向。
對于設計工程師來講，設計人員越來越多地采用先進的封裝技術。由于這些封裝技術的提高，也增強了對功率模塊的輸出、熱特性以及EMI特性的提升。在新的設備當中，采用先進封裝技術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——IsoShield。
據德州儀器電源設計團隊系統經理冀玉丕介紹，TI的 IsoShield 技術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、基礎和增強隔離功能。它支持分布式電源架構，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，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）應用的UCC33420，包裝尺寸為4mm×5mm×1mm。目前該電源方案可以應用在新能源汽車OBC、DCDC和驅動電機控制器中，尤其是當前比較熱門的單級式OBC和三電平電機控制器中。此外還可以應用在服務器電源架構中，用于提升效率。
冀玉丕表示，封裝技術的進步可使得解決方案尺寸縮小多達 70%，同時提供高達 2W 的功率，從而為需要增強隔離的汽車、工業和數據中心應用提供緊湊、高性能和可靠的設計。
眾所周知，對于電源產品而言，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。
為了實現上述目標，TI將采用 IsoShield 封裝技術的隔離電源模塊的開關頻率提升到了200MHz以上。同時采用平面變壓器技術，相應的匝數也有所降低，也有利于實現小型化。
冀玉丕表示，相比現有模塊，IsoShield效率提升之后，意味著溫升也會降低。在環境溫度85度或者更高的溫度下，IsoShield技術也能輕松應對。
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，元器件數量達到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，元器件數量為21個。這款產品在拓撲方面進行改進，由反激式轉換成開環LLC諧振拓撲。它的特點是可以實現原邊的零電壓開通以及副邊的零電流開通關斷，原邊副邊的寄生電感比較小，因此更加適合高頻應用場景。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，進一步實現尺寸降低。
UCC14240：最突出的一個升級點是集成了變壓器，尺寸進一步降低，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，元器件數量僅為8個。
UCC34141：采用了IsoShield封裝技術的這款產品，尺寸進一步降低。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。
