分解電源管理行業呈現的五個緊要技術趨勢

2.低EMI：盡可能減少對其他系統元器件的干擾，從而簡化系統的設計和認證流程。

3.低靜態電流（IQ）：延長電池續航時間和存放時間，進而實現更多功能，延長系統使用壽命，降低系統成本。

4.低噪聲、高精度：降低噪聲，從而簡化電源鏈路，提高精密模擬使用的可靠性。

5.隔離：在高壓和關鍵安全使用中實現更高的工作電壓和更高的可靠性。

在將來5到10年，這五個緊要指標決定了一家公司是不是能夠持續在電源管理行業處于領導地位。

同時，在生態環境方面，全球對信息交換和互聯互通的需求也一直在不斷上升。因此，關于新功率器件、分布式電源管理，以及產品要怎么樣在更小的使用和更小的終端產品尺寸下，相同能夠滿足同等功率甚至更高功率的需求，就成為這個行業里非常急切、緊要的話題。

日前，德州儀器（TI）針對上述五個趨勢一口氣解析了五款創新電源器件。今天，EDN就帶大家知道下它們相比既有器件實現了如何的性能提升。

升降壓電池充電器BQ25790/2：功率密度提高50%，充電速度提高3倍

“為甚么功率密度關于功率器件，尤其是小封裝產品，會非常緊要？”德州儀器電源管理處理辦法產品線經理SamuelWong表示，可以從兩點來看：

首先，倘若有高功率密度，那么就可以有更高的充電功率和充電電流，也即可以在30分鐘的時間里將電池洋溢或者充70%左右的電量。

其次，高功率密度可以有更高效的充電效率，也即充電損耗會更小，在充電的過程中所帶來的熱耗散也更小，充電過程中的溫度提升也會比較少。

BQ25790和BQ25792是新一代升降壓充電IC，可以支持高達5A的充電，1-4節充電電池。可以適配當前USBType-C、pD的標準，同時支持無線雙輸入充電。它將傳統的5到10W輸入端口提升到了100W，可以給多種使用供應更大的充電功率。此外，這款IC可以在降壓模式與升壓模式下工作，也可以依據需求工作在升降壓狀態下而滿足更廣泛的使用范圍。

“這款升降壓IC集成了很多外部器件，蘊含功率MOSFET、電池FET、電流測試電路和雙輸入選擇器。它有著很高的功率密度，比同類產品高50%，達到155mW/mm2，其整體使用面積也會更小一些。例如，倘若在30W場景下對電池進行充電，這顆芯片可以達到97%的效率，而在整個充電過程中，幾乎感受不到它的發熱。“

除了很好的功率密度設計之外，這顆器件還具有1μA的低IQ設計，也即在一年的存儲狀態下，其電量損耗僅有大概0.05%。

這顆器件除了智能手機、平板電腦之外，也可以去支持更多的工業類使用，比如醫療類產品。“今朝一些醫療產品也會要更大的功率器件，因為內部具有電機。這款產品可以讓醫療產品享受到更快速、溫度更低的充電體驗，并且不要專門的適配器，可筆直使用USB標準下的通用適配器來完成快速充電。”Wong解釋說。

可堆疊DC/DC降壓轉換器TpS546D24A：實現大電流FpGA和解決器電源功率密度更大化

TpS546D24A是一款針對大電流FpGA或解決器設計的DC/DC轉換器。這款產品的亮點是它可以堆疊，單顆產品可以支持40A電流。“當你堆疊4顆時可以支持最高160A電流。本身尺寸也非常小，是一個5mm×7mm的無引腳QFN封裝。同時，這款產品開關頻率高達1.5MHz。”德州儀器降壓DC/DC開關穩壓器副總裁MarkGary解析說。

TpS546D24A具有以下優點：

1.電源更小：可減少電路板中多達6個外部補償元件。

2.熱性能更佳：實現8.1℃/W的低熱阻，工作溫度比其他DC/DC轉換器低13℃。

3.在高開關頻率下提高效率：采用0.9mΩ低邊MOSFET，比其他DC/DC降壓轉換器效率高3.5%。

4.滿足嚴格的電壓精度要求：輸出電壓誤差小于1%，具有管腳復用可配置性，可幫助用戶針對故障報告實現更精確的電流監控。

“在85℃的環境溫度下，這款產品可以堆疊4顆，供應高達160A的電流支持。今朝市場上有許多有線網絡、5G基站基礎設施、公司級的數據中心都是建設在比較嚴峻的環境下，但是同時卻要供應非常大的電流和功率密度。這款產品能夠4顆堆疊，因此與市場上的同類電源IC相比電流高出4倍。”Gary補充說。

TpSM53604：小尺寸36V、4A電源模塊將處理辦法尺寸減小30%

TpSM53604電源模塊產品是個5mm×5.5mmQFN封裝，這個產品的高度取決于模塊里集成的電感。這款產品可支持效率高達95%、總面積為85mm2的單面布局設計。

TpSM53604的優點：

1.電源更小更簡單：采用標準的QFN封裝，可為常見的24V、4A工業使用供應最小處理辦法。

2.高效散熱：能夠在高達105℃的環境溫度下工作。

3.EMI優化設計：滿足CISpR11B級標準。

TpSM53604的亮點：

在廠自動化設計、電網基礎設施建設等各種嚴苛的工業使用中，這款產品可以幫助工程師有效地將產品設計尺寸減少30%，并且將功耗減少50%。“這樣的設計能夠供應更大的效益，蘊含它們本身也能夠節省產品設計開發的周期，并且能夠讓產品更快速地推出到市場。”Gary表示。

UCC12050/40：變壓器集成技術將隔離式供電做到IC內部

UCC12050/40采用變壓器集成技術，將隔離式輸電做到了非常小的IC封裝內部，能夠供應500mW高效隔離式DC/DC電源。

“在業內所有的電源設計EMI都是一個很緊要的課題。這款產品能夠實現業界最低的EMI，它也是第一款采用TI新型專有變壓器集成技術的產品。”Gary解析說。

UCC12050的優點：

1.提高功率密度：其功率和功率密度是市場同類處理辦法的2倍。

2.低EMI：集成式變壓器具有更低的初級和次級電容，能夠優化EMI的性能。

3.加強隔離、寬溫度范圍：具有8mm爬電距離和電氣間隙的加強隔離，可在地電位不同時供應保護和魯棒性。

UCC12050的亮點：

1.可以供應更小的器件尺寸，進而將終端產品或使用處理辦法尺寸縮小。

2.在業內，運輸、電網架構、醫療使用都非常要這樣的隔離處理辦法，從而對220V輸入和低壓輸出供應隔離。這樣的隔離辦法能夠確保產品在這樣的高低電位差下受到保護，并能夠正常地工作。

GaN最新的規劃與進展

首先來看下TIGaN的三個方面：

1.GaN能夠讓DC/DC電源實現更快的開關速度。在開關的過程中，就會出現功耗和熱量損失。因此，倘若把開關速度加快，就能夠把功耗以及過沖減少。目前，GaN可以達到150V/ns的速度，開關頻率高達2MHz甚至10MHz以上。

2．可靠性。TI內部已經有超過3000萬小時的可靠性試驗資料，能夠確保這種產品終身的可靠性。

3.TI關于GaN新元素和概念的規劃。TI的GaN會在自己的廠和供應鏈加工，適用于TI今朝對客戶所支持的不間斷業務。再以長遠規劃來說，雖然今朝GaN的成本是高于硅的，但從長遠來看GaN更具有發展趨勢——它的成本是能夠低于今朝的硅的，并且它還具有把產品尺寸縮小，減少熱和功耗損失的優點。

今朝TI已量產150mΩ、70mΩ和50mΩGaNFET產品。在2018年TI也和西門子一起展示了業界首個采用GaN的10kW云電網鏈路。最近TI也展示了其自主研發的對流冷卻、900V/5000W的雙向AC/DC平臺。這一平臺將能進一步拓展GaN在汽車、電網儲能、太陽能等新型使用中的采用，Gary解析說，“雖然業界在2015年左右才陸陸續續有這樣的話題和需求，但是TI從2010年就開始了自主研發，因此TI在過去十年已有非常好的積累。”

基于TIGaN的900V、5kW雙向轉換器，可以在無風扇的情況下實現高達99.2%的峰值效率。這個辦法可拓展、可堆疊，其功率密度能比傳統的IGBT辦法高出3倍左右。這樣的處理辦法，也包括C2000數字控制器產品，能夠幫助用戶實現完整的辦法設計。

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