面對不斷縮小的空間限制和不斷提高的魯棒性要求，工業(yè)和汽車電源設計人員必須仔細選擇最佳的電源設計拓撲，以滿足其應用需求。隔離選擇包括模塊以及分立和集成解決方案;每個都有自己的權衡。模塊是封裝解決方案，具有共同的輸入/輸出要求，但它們的溫度和隔離額定值有限。分立式解決方案是使用單個組件的定制設計，但它們需要大量的工程工作。集成解決方案在封裝內使用變壓器，以實現(xiàn)扁平解決方案，但它們的功率輸出較低。

模塊和分立解決方案使用變壓器或電感器來轉換電能。變壓器是一個高大的組件，這會導致模塊和分立解決方案具有很高的高度。圖 1 顯示了模塊的 3D 視圖和分立解決方案的自上而下視圖。

圖 1：隔離電源解決方案：左側為模塊，右側為分立式電源解決方案

需要低板厚度的應用受到解決方案高度的限制。例如，電信機架使用開槽卡來添加或更換服務器。這些卡越薄，每個機架中可以容納的服務器插槽就越多。電信和消費電子等行業(yè)推動薄型設計可以從薄型集成電源解決方案中受益。

薄型解決方案還具有機械優(yōu)勢。與其他印刷電路板 （PCB） 組件相比，變壓器很高——就像住宅社區(qū)中間的高層建筑。這些高大的元件就像懸臂一樣，容易受到PCB上的強烈物理擾動，就像地震中的高層建筑一樣。懸臂振動模式會導致部件頂部的側向應力，如圖2所示。

圖 2：具有變壓器靈活性的分立式解決方案，以白色表示

側向應力會導致變壓器焊盤抬起或組件從PCB上脫焊。在惡劣的應用環(huán)境中，這可能是一個巨大的可靠性問題，將受到?jīng)_擊和振動。例如，為交流電機供電的隔離驅動器在運行過程中可能會遇到與電機速度相關的振動。如果振動變得太劇烈，電機可以通過斷開變壓器與其功率級柵極驅動器的連接來導致自身故障。

即使振動最小，一次意外的撞擊也可能使電機驅動器失效。想象一下，在工廠自動化中，撞擊會導致電機故障，減慢或停止生產(chǎn)?；蛘邔τ陔妱悠噥碚f，撞到減速帶太快可能會使電動機失效。薄型、薄型設計對于在振動和沖擊環(huán)境中（如汽車電動機和工業(yè)自動化）中的電路壽命可靠性至關重要。

TI 的 UCC12051-Q1 是一款集成隔離式 DC/DC 轉換器，采用變壓器級封裝技術，采用扁平 16 引腳小外形集成電路 （SOIC16-DW） 封裝，可提供 500 mW 的隔離電源。該器件可在 -40°C 至 125°C 的擴展環(huán)境溫度下工作，并具有 5kV 增強隔離功能。

薄板設計允許更小、更密集的系統(tǒng)，并且對振動和擾動的機械魯棒性更強。與模塊和集成解決方案相比，UCC12051-Q1 可為更薄的電路板設計提供薄型電源。醫(yī)療和消費行業(yè)可以從薄型系統(tǒng)中受益，電信和工業(yè)行業(yè)可以從更高的可靠性和功率密度中受益。

審核編輯 黃昊宇