市場(chǎng)上對(duì)視頻、信息交換、數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的需求在不斷攀升，帶動(dòng)了具有擴(kuò)展功能的電力電子器件和分布式電源管理需求的增長(zhǎng)，如何在更小的終端產(chǎn)品上提供更高的功率是業(yè)內(nèi)迫切需要解決的問(wèn)題。針對(duì)以上需求，近日德州儀器（TI） 在線上發(fā)布了其全新一代高功率密度產(chǎn)品，以及分享了該公司在氮化鎵領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

德州儀器降壓DC／DC開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器副總裁Mark Gary和德州儀器電池管理解決方案產(chǎn)品線經(jīng)理Samuel Wong分別為大家解讀了TI在電源管理創(chuàng)新方面的領(lǐng)先技術(shù)和獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

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深耕電源管理，把握未來(lái)五大趨勢(shì)

毋庸置疑，TI一直是電源管理領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，他們深入市場(chǎng)，熟知市場(chǎng)需求，Mark和大家分享了未來(lái)5-10年行業(yè)的前沿趨勢(shì)，概括起來(lái)為以下五點(diǎn)。

第一，高功率密度產(chǎn)品。即在更小的面積或在現(xiàn)有面積下，提供更高的電力功率。 Mark解釋了高功率密度在小產(chǎn)品上的重要性，他說(shuō)，更高的功率密度意味著產(chǎn)品有更高的充電功率和充電電流，會(huì)帶來(lái)更高的充電效率，和更低的充電損耗。

第二，低EMI。更低的EMI可減少對(duì)其他系統(tǒng)組件的干擾，并簡(jiǎn)化工程師的設(shè)計(jì)。

第三，低IQ。更低的靜態(tài)電流可延長(zhǎng)電池壽命與儲(chǔ)存時(shí)間、實(shí)現(xiàn)更多功能，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命并降低成本。

第四，低噪度、高精度。降低或轉(zhuǎn)移噪聲可簡(jiǎn)化電源鏈并提高精密模擬應(yīng)用的可靠性。

第五，隔離。在高壓和關(guān)鍵安全應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更高工作電壓和更大可靠性。

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BQ25790/2 降壓-升壓電池充電器

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Samuel分享了發(fā)布會(huì)上的第一款產(chǎn)品，新型降壓-升壓電池充電器BQ25790/2, 功率密度可提高50%，充電速度提高3倍，主要適用在便攜式醫(yī)療設(shè)備、便攜式揚(yáng)聲器和個(gè)人電子產(chǎn)品以及樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域 。

BQ25790/2為一款小型的集成降壓-升壓電池充電器，支持多種電源接口，且充電速度更快。功率密度可達(dá)155 mW/mm2，靜態(tài)電流小于1-μA，實(shí)現(xiàn)更低功耗。在30-W的充電功率下，快速充電效率可達(dá)97%。

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堆棧式DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器TPS546D24A ，可實(shí)現(xiàn)高電流FPGA和處理器電源的功率密度更大化

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TI發(fā)布的另一款5mm x 7mm方形扁平無(wú)引線 (QFN)封裝芯片TPS546D24A ，適用于高電流應(yīng)用的堆棧式40-A DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器，單顆產(chǎn)品可以支持40A電流。該產(chǎn)品開(kāi)關(guān)頻率高達(dá)1.5MHz。TPS546D24A這款產(chǎn)品除了能夠?qū)崿F(xiàn)在設(shè)計(jì)上減少其他外部元件，還能夠減少多達(dá)6個(gè)外部的補(bǔ)償元件。具有可觀的熱性能，相比市場(chǎng)同類產(chǎn)品，TPS546D24A熱損耗降低13度。采用0.9-mΩ低側(cè)MOSFET，比其他DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器效率高3.5%。其管腳復(fù)用可配置性能可滿足嚴(yán)格的電壓精度要求。應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心與企業(yè)計(jì)算、無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施、有線網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。

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TPSM53604-36V、4A電源模塊將解決方案尺寸減小30％

Mark介紹的另外一款產(chǎn)品是 36V、4A DC/DC降壓電源模塊，僅有5mm x 5.5mm，方形扁平無(wú)引線 (QFN)封裝，效率高達(dá)95%。且滿足CISPR 11 B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 可應(yīng)用在工廠自動(dòng)化和控制、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施 、測(cè)試與測(cè)量。在嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用中，工程師可以將其電源設(shè)計(jì)的尺寸減少30%，并將功耗減少50%。

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UCC12050 集成變壓器技術(shù)將電力傳輸隔離

Mark介紹說(shuō)，UCC12050集成變壓器技術(shù)，能夠?qū)㈦娏鬏敻綦x開(kāi)，并且在非常小型的IC尺寸內(nèi)封裝，可提供500mW高效隔離的DC/DC電源。采用TI新型專有集成變壓器技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)業(yè)界更低的EMI效率。主要應(yīng)用在運(yùn)輸、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施以及醫(yī)療領(lǐng)域，工程師可將其電源解決方案縮小至80％，并在需要隔離的工業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更高效率。

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TI在GaN氮化鎵方面的規(guī)劃與進(jìn)展

近年來(lái)，氮化鎵（GaN）作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料憑借是其禁帶寬度大、擊穿電壓高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速度高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)越特性，闖入了人們的視線，倍受業(yè)界關(guān)注。但因其成本略高也小小的阻礙著GaN的發(fā)展，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題TI認(rèn)為，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，GaN更具發(fā)展趨勢(shì)，且成本會(huì)低于硅，這是因?yàn)?，以整體系統(tǒng)和效率來(lái)講，當(dāng)產(chǎn)品尺寸縮小，且減少熱能和功耗方面的損失后，產(chǎn)品的本身就可實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有物料更低的成本。因此Mark認(rèn)為GaN會(huì)是未來(lái)很重要的一個(gè)趨勢(shì)。

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TI GaN 研究歷程

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雖然業(yè)界在2015年左右才陸陸續(xù)續(xù)涉及到GaN話題，但TI自2010年就已開(kāi)始自主研發(fā)，已有十年的技術(shù)積累。2017年與西門(mén)子共同展示業(yè)界首個(gè)10千瓦云電網(wǎng)與GaN的連接；預(yù)計(jì)2020將完成超過(guò)3000萬(wàn)小時(shí)的可靠性測(cè)試；最近TI展示了其自主開(kāi)發(fā)的對(duì)流冷卻900-V,5-kW雙向 AC/DC平臺(tái)，而且在沒(méi)有外圍冷卻風(fēng)扇的情況下，峰值效率可高達(dá)99.2%，該方案可具拓展性、堆疊性，功率密度比傳統(tǒng)的IGBT方案高出3倍左右。該平臺(tái)進(jìn)一步擴(kuò)展了GaN在汽車、電網(wǎng)存儲(chǔ)和太陽(yáng)能等領(lǐng)域的新應(yīng)用。

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TI除了提供芯片之外，還有多種加快產(chǎn)品上市的開(kāi)發(fā)工具，包括模塊工具、計(jì)算器工具，能夠有效地幫助工程師減少工作上的計(jì)算、驗(yàn)證程序。另一方面，TI也致力于培訓(xùn)的資源，包括從基礎(chǔ)的電源設(shè)計(jì)、電源管理的機(jī)制，到專業(yè)化的電池電量器，甚至高壓設(shè)計(jì)都可在TI網(wǎng)站上輕松找到。除此之外TI的E2E平臺(tái)，可為工程師及客戶提供更多的在線支持服務(wù)。

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