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TI IsoShield技术革新:助力AI数据中心与电动汽车800V高压跃迁

   时间:2026-04-01 05:43:08 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在AI算力需求持续攀升与新能源汽车迈向800V高压平台的双重驱动下,电源系统正面临前所未有的空间与性能挑战。传统隔离偏置电源因体积大、效率低、电磁干扰(EMI)控制难等问题,逐渐成为制约整机设计的瓶颈。德州仪器(TI)近期推出的IsoShield多芯片封装技术,通过将平面变压器与隔离电源级集成至单一封装,为行业提供了突破性解决方案。

AI计算平台与新能源汽车是当前电源技术革新的两大核心场景。前者因算力密度激增,对供电链路的功率输出、热设计及效率提出严苛要求;后者则需在800V高压架构下,实现电源系统的高频化、轻量化与高可靠性。TI电源设计团队系统经理冀玉丕指出:“通过封装创新,将功率器件、平面变压器等核心组件集成至单一封装,可显著节省电路板空间,并优化热特性与EMI性能。”这一观点直指行业痛点——在高压系统中,EMI滤波器、隔离变压器等无源器件占据的PCB面积与体积尤为突出。

以800V电动汽车牵引逆变器为例,其采用的SiC或GaN功率开关器件需配置多个高隔离等级的独立偏置电源。传统分立式方案因器件数量多、布线复杂,导致散热压力与调试难度剧增。随着800V架构成为主流,隔离偏置电源的体积、厚度、EMI性能及易用性已从“局部优化”升级为整机设计的关键工程课题。

TI的技术演进路径清晰展现了行业趋势。第一代传统反激架构(如UCC2803)需外接变压器与控制电路,BOM数量达33个,PCB占板面积近850mm²;第二代开环LLC谐振架构(如UCC25800)通过高频化将BOM减至21个,寄生电容显著下降;第三代集成变压器架构(如UCC14240)进一步将BOM压缩至8个,模块厚度降至3.55mm。而最新推出的IsoShield技术(以UCC34141为代表)则实现质的飞跃:模块高度仅2.65mm,PCB面积仅152mm²,在提供1.5W功率的同时,省去了变压器定制与验证流程。

IsoShield的核心优势在于“超高频操作”与“平面变压器的SiP级集成”。UCC34141将开关频率突破至20MHz以上,大幅减少线圈匝数,实现变压器与电源级的共封装。该器件可根据输入电压(如8V、14V或16V)自动调整频率,优化功率传输损耗。针对高频场景下的共模干扰问题,TI通过隔离结构与内部布局优化,将原副边寄生电容控制在3pF以下,使共模瞬态抗扰度(CMTI)达到250V/ns,有效抑制误动作与系统失稳风险。

AI数据中心与新能源汽车是IsoShield技术的两大落地场景。在AI领域,传统12V、48V配电因线损高、布线复杂等问题,正被800V高压直流架构取代。TI与NVIDIA合作推出的完整800VDC电源方案,覆盖热插拔控制、高密度DC/DC配电板及多相供电链路,对辅助供电环节的效率与稳定性提出更高要求。而在新能源汽车市场,800V平台与宽禁带器件的普及,迫使车载电源系统向高频化、高集成度演进。IsoShield通过将复杂度收敛至封装内部,为单级OBC、牵引逆变器等设计提供了标准化单元,显著提升系统集成度。

高集成度器件虽带来体积与效率优势,却对热管理提出新挑战。以UCC34141为例,其小型化封装不支持外部散热器,热量需通过PCB传导。工程师在布局时需优化铺铜设计,增大电源引脚与地引脚周围的铜箔面积,并配置足够数量的热过孔,将热量导入内层铜面或地平面,以降低局部热堆积。

 
 
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