文檔主要介紹了微型隔離式直流 / 直流模塊在汽車和工業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更高功率密度的相關(guān)內(nèi)容，包括其在不同應(yīng)用場(chǎng)景中的作用、優(yōu)勢(shì)，以及德州儀器（TI）的 UCC33420-Q1 電源模塊的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，具體如下：

1. 應(yīng)用場(chǎng)景及重要性
   • BMS ：監(jiān)測(cè)電池包電壓、電流、電芯電壓，監(jiān)測(cè)高壓電池漏電流及隔離電阻。隔離式直流 / 直流電源為數(shù)字隔離器和電流傳感器提供電源，優(yōu)化功率密度等。
   • 電動(dòng)汽車充電 ：充電站含數(shù)據(jù)通信接口和隔離式放大器需隔離式直流 / 直流電源，UCC33420-Q1 可提升效率、降低成本、節(jié)省空間。
   • PLC I/O 模塊 ：PLC 系統(tǒng)通信模塊需隔離式輔助電源，UCC33420-Q1 滿足其尺寸、電壓調(diào)節(jié)、EMI 等要求。
2. UCC33420-Q1 優(yōu)勢(shì)
   • 功率密度高 ：比同類產(chǎn)品高 8.5 倍以上。
   • 尺寸小 ：解決方案尺寸和高度大幅減小。
   • BOM 少 ：數(shù)量減少一半。
   • EMI 優(yōu)化 ：符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，濾波器設(shè)計(jì)簡單。
     

微型隔離式直流 / 直流模塊實(shí)現(xiàn)高功率密度主要通過以下方式：

*附件：微型隔離式直流 直流模塊如何實(shí)現(xiàn)更高的功率密度.pdf

1. 變壓器集成化
   • 設(shè)計(jì)突破 ：得益于變壓器設(shè)計(jì)的突破，能夠?qū)⒆儔浩骱推骷耆傻揭粋€(gè)封裝中。例如德州儀器（TI）的 UCC33420-Q1 電源模塊，將隔離電源變壓器、初級(jí)和次級(jí)側(cè)電橋以及控制邏輯集成到一個(gè)封裝內(nèi)，顯著縮減了隔離式直流 / 直流電源的高度和尺寸。
   • 尺寸優(yōu)勢(shì) ：這種集成化設(shè)計(jì)使得在相同輸出功率級(jí)別下，與分立式變壓器解決方案相比，UCC33420-Q1 的功率密度更高，其解決方案尺寸減小 > 89%、高度減小 > 75%。
2. 優(yōu)化電源模塊性能
   • 高效率輸出 ：如 UCC33420-Q1 在電動(dòng)汽車充電應(yīng)用中，其尺寸小巧且效率出色，在支持高電壓的同時(shí)可減少外部元件數(shù)量，有助于提升整體電源系統(tǒng)效率，從而在一定程度上實(shí)現(xiàn)更高功率密度。
   • 精準(zhǔn)電壓輸出 ：在 PLC I/O 模塊應(yīng)用中，UCC33420-Q1 在特定輸入電壓下能提供高精度的輸出電壓（如 VIN 為 3V 至 3.6V 和 4.5V 至 5.5V 時(shí)，分別提供 5V 和 3.3V 輸出電壓，精度 <±3%），保證了模塊穩(wěn)定運(yùn)行，有助于實(shí)現(xiàn)高功率密度。
3. 降低電磁干擾（EMI）
   • 優(yōu)化變壓器設(shè)計(jì) ：UCC33420-Q1 采用 EMI 優(yōu)化型變壓器，具有 3pF 的初級(jí)到次級(jí)電容，無需使用 EMI 濾波器即可滿足 CISPR 32 標(biāo)準(zhǔn)，還符合 CISPR 25 標(biāo)準(zhǔn)，減少了元件數(shù)量和濾波器設(shè)計(jì)復(fù)雜度，使得在布局和設(shè)計(jì)上更有利于實(shí)現(xiàn)高功率密度。

UCC33420-Q1 超小型、 1.5W 、 5.0V 、 3kVRMS 隔離， 汽車 直流/直流模塊

UCC33420-Q1 是一款采用集成變壓器技術(shù)且汽車級(jí)的直流/直流電源模塊，可提供 1.5W 的隔離式輸出功率。它可支持 4.5V 至 5.5V 的輸入電壓工作范圍，并可通過 5.5V 的可選余量調(diào)節(jié) 5.0V 輸出電壓。UCC33420-Q1 具有專有變壓器架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn) 3kVRMS 隔離額定值，同時(shí)支持低 EMI 和出色的負(fù)載調(diào)節(jié)。
UCC33420-Q1 集成了保護(hù)特性以提高系統(tǒng)穩(wěn)健性，例如具有故障報(bào)告機(jī)制的使能引腳、短路保護(hù)和熱關(guān)斷功能。

UCC33420-Q1 采用小型化、薄型解決方案 VSON (4.00mm × 5.00mm) 封裝，高度為 1.00mm，爬電距離和間隙 > 4.1mm

UCC33420-Q1 特性

*附件：UCC33420-Q1 數(shù)據(jù)表.pdf

• 1.5W 最大輸出功率
• 4.5V 至 5.5V 輸入電壓工作范圍
• 5.0V、5.5V 穩(wěn)定可選輸出電壓
  • 5.0V：300mA 可用負(fù)載電流
• 0.5% 典型負(fù)載調(diào)整率
• 2mV/V 典型線性調(diào)整率
• 穩(wěn)健可靠的隔離柵：
  • 隔離等級(jí)：3kVRMS
  • 浪涌能力：6.5kVPK
  • 工作電壓：1159VPK
  • 200V/nS 共模瞬態(tài)抗擾度
• 采用集成式變壓器技術(shù)的高功率密度隔離式直流/直流模塊
• 自適應(yīng)展頻調(diào)制 (SSM)
• 符合 CISPR32 B 級(jí)輻射標(biāo)準(zhǔn)
• 強(qiáng)磁場(chǎng)抗擾度
• 過載保護(hù)和短路保護(hù)
• 熱關(guān)斷
• 低浪涌電流軟啟動(dòng)
• 具有故障報(bào)告機(jī)制的使能引腳
• 功能安全型
• 計(jì)劃的安全相關(guān)認(rèn)證：
  • 符合 DIN EN IEC 60747-17 (VDE 0884-17) 標(biāo)準(zhǔn)的基本隔離
  • 符合 UL 1577 標(biāo)準(zhǔn)且長達(dá) 1 分鐘的 3kVRMS 隔離
  • 符合 IEC 62368-1 和 IEC 60601-1 終端設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的 UL 認(rèn)證
  • 根據(jù) GB4943.1-2022 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的 CQC 認(rèn)證
• 具有符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)的下列特性：
  • 器件溫度等級(jí) 1：–40°C 至 125°C 環(huán)境工作溫度范圍
• VSON-12 (4.00mm × 5.00mm) 封裝