圖說:TI搭載專有IsoShield封裝技術的全新隔離式電源模組,於更小空間內實現更高功率,同時縮減電路板面積、成本與重量。
德州儀器(TI)以獨特的封裝技術,解決電源模組長期以來的痛點。新推出的隔離式電源模組,靠著TI專利的封裝技術,達到高功率密度,滿足小體積、大功率、高效率的目標。3月23日起一連四天,新產品在2026年應用電力電子研討會(APEC)中展出,瞄準資料中心及電動車(EV)等應用。
TI展出的兩項新產品「隔離式」電源模組UCC34141-Q1與UCC33420,特別強調其功率密度、效率與安全性。核心關鍵在於TI研發的封裝技術IsoShield,這是一項具專有的多晶片封裝解決方案,可使隔離式電源設計中的模組功率密度,相較過去離散式的解決方案,最多高出三倍。此外,整個模組解決方案因此縮小尺寸,幅度高達70%。TI宣布,將有超過350款採用優化封裝的電源模組產品。
功率密度、成本、時間
靠著封裝技術,就能夠讓電源模組的痛點,或者說,工程師的痛點獲得舒緩。TI強調,IsoShield技術使隔離式電源模組的功率密度提升的同時,同時降低材料成本、並縮短設計時間。
以佈板效率來看,以往隔離電源需要外部變壓器、光耦合器及大量被動元件,現在整合後的電路板佔用面積(以 UCC33420 為例)僅約 152mm²,相比早期方案的846mm²小很多,大大釋放了資料中心或電動車(EV)的電路板空間,可把更多空間留給算力(GPU/CPU)或電池管理系統 。
IsoShield技術,強調的是安全至上的「隔離」方案,是專為需要安全隔離的應用開發的多晶片封裝技術 。主要整合了兩大核心元件,高效能平面變壓器及隔離式功率級。尤其,隔離式功率級整合了驅動、切換及保護功能的電路系統,負責將輸入能量轉化為特定電壓輸出,並確保高低壓間的電氣隔離 。IsoShield透過共同封裝技術,打造出一體化的系統級封裝 SiP 解決方案 。隨著安全防護等級的嚴謹度不同,還分別支援功能型、基本型與加強型隔離,確保高壓與低壓電路之間的安全性 。應用場景包括需要防止電擊或雜訊干擾的高壓隔離環境 ,包括電動車 (EV)、資料中心、工業自動化等應用。
元件數從 33 變 8個
物料清單(BOM)上,「元件數量從 33 個減少到 8 個」,是採用 IsoShield技術的另一個重要優點。在 TI 的隔離式偏壓解決方案的演進過程中,這代表了從傳統「離散式設計」轉向「高度整合模組」的巨大進步。過去33個元件包括控制器、外部變壓器、光耦合器、以及大量的電阻與電容,一下子簡化到剩下8個,不僅降低了採購與庫存管理的成本,更重要的是減少了單點故障風險。應用情境上,工程師可以省去繁瑣的變壓器選型與 PCB 佈線,直接用一個指甲大小的模組取代原本半個掌心大的電路區塊。
簡言之,TI的UCC33420是低壓 5V 輸入的隔離式 DC/DC 電源模組,可說是目前 TI 展現「功率密度」突破的指標性產品,與傳統設計差異極大,其封裝尺寸僅 4mm x 5mm x 1mm,特別適合對空間要求極嚴苛的薄型設備 。透過獨家的封裝技術IsoShield,使得外部元件從傳統的 33 個大幅精簡至 8 個,使UCC33420整套方案僅重 0.9g。由於它是 5V 輸入且體積極小,最適合用於工業通訊介面隔離、感測器偏壓,及低功耗邏輯電路。
以工業通訊介面隔離的應用之一,隔離式控制器區域網路 (CAN) 為例,就是在原本的 CAN 通訊線路中,加了一道「電子防火牆」。CAN是一種在汽車和工業設備中讓各個單元(如引擎電腦、馬達控制器)互相對話的通訊協議,而「隔離」則是為了處理高壓環境下的安全與干擾問題 。
由於在電動車(EV)或大型工廠中,通訊環境通常都非常惡劣,必須「隔離」的三大核心原因,其一是為了保護昂貴的微控制器 (MCU),因為電動車的動力電池高達 400V 甚至 800V ,如果沒有隔離,萬一高壓端發生漏電或短路,高壓電會直接衝進只有 3.3V 的處理晶片,瞬間燒毀整塊電路板;其次,當兩個設備距離很遠時,它們的「地電位」可能不一致 。這會產生雜散電流,導致通訊數據出錯甚至斷線 。隔離可以切斷物理連接,讓雙方各自擁有獨立的參考電位;第三則是因為馬達運轉時會產生巨大的電磁干擾,隔離能有效阻擋雜訊進入通訊系統,確保數據傳輸穩定 。
UCC34141-Q1 正是德州儀器(TI)針對汽車與高階工業應用設計的中壓隔離式電源模組,其輸入電壓範圍,支援中壓 6V 到 20V 輸入,能夠直接處理汽車 12V 電池系統的典型電壓波動。而產品型號後綴的 -Q1 代表它通過了 AEC-Q100 認證,專為嚴苛的車用環境(如震動、極端溫度)設計 。
專利封裝技術,IsoShield再進化
從MagPack到IsoShield,TI針對不同電源需求,開發出兩項「專利封裝技術」,雖然兩者都追求極致的功率密度並縮小尺寸,但核心差異在於整合的「主角」與「功能」不同 。
MagPac 技術:整合的是磁性元件(如電感器),利用獨特的 3D 封裝成型製程,將電感與功率級(Power SiP)整合在一起,優化空間利用率 。應用上,主要用於非隔離型電源模組,重點在於解決電感器佔用過多電路板空間,同時提供更好的熱效能與轉換效率。 IsoShield則是追求安全與隔離,專為隔離型電源設計,除了縮減尺寸,更重要的是提供電氣隔離安全屏障,防止高壓傷害低壓側元件。

