微型隔离式直流/直流模块如何实现更高的功率密度

一种优化汽车或工业设计的策略是缩小电源单元的尺寸，通过减少物理材料和分立元件的数量，在系统级别节省成本。

传统的推挽式和反激式转换器等隔离式辅助电源解决方案采用笨重、庞大且易受振动影响的变压器，设计布局也因此变得复杂。带有外部变压器的隔离式辅助电源解决方案的设计也会影响性能效率，并会导致较高的辐射电磁干扰 (EMI)。

得益于变压器设计方面的突破，集成电路设计人员能够将变压器和硅器件完全集成到一个封装中，从而显著缩减隔离式直流/直流电源的高度和尺寸。终端用户无需设计变压器或降低系统性能，即可获得小型轻量级的隔离式电源模块，实现较高功率密度。

本文将介绍三个汽车和工业应用的基本功能、隔离式直流/直流电源对这一功能的重要性，以及德州仪器的新型 UCC33420-Q1 电源模块如何助力设计高效的隔离式直流/直流电源。

用于 BMS 的隔离式直流/直流电源

电池管理系统 (BMS) 的主要功能是监测电池包电压、电池包电流和电芯电压。为了符合安全标准，需要监测高压电池 (>60V) 漏电流以及总线和机箱接地之间的隔离电阻。隔离式直流/直流电源应用于 BMS 的高压和隔离诊断子系统中，为数字隔离器和电流传感器提供隔离式电源。

如图 1 所示，隔离式直流/直流电源输入从安全电源管理集成电路获取 5V 电源，转而向电池断连单元应用高压侧的数字隔离器、电压/电流传感器或模数转换器提供 5V 输出电源。

在使用单个电压、电流和绝缘电阻监测器的智能电池接线盒中，隔离式直流/直流电源向电池监测器提供 5V 输出电压。与其他推挽式、分立式解决方案相比，集成变压器技术的进步可实现更少的印刷电路板面积，进而优化功率密度、减少系统物料清单 (BOM) 数量并加快产品上市速度。