TI演繹創(chuàng)新電源解決方案，推出多款新產(chǎn)品

電源作為電子系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，一直以來(lái)都是應(yīng)用市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。TI始終致力于在電源領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，以期用創(chuàng)新的產(chǎn)品組合推動(dòng)電源設(shè)計(jì)，并借助強(qiáng)大且易于使用的設(shè)計(jì)工具，幫助電源設(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮當(dāng)今科技的巨大潛力。

2015年，TI相繼發(fā)布了2款突破性創(chuàng)新電源產(chǎn)品，分別為業(yè)內(nèi)首款支持Fly-Buck™功能的65V同步降壓轉(zhuǎn)換器；可用于高功率AC/DC電源的零待機(jī)功耗PSR解決方案。未來(lái)，TI還即將推出多款創(chuàng)新性的電源解決方案和產(chǎn)品組合。上述創(chuàng)新型電源產(chǎn)品可幫助工程師加快電源設(shè)計(jì)，滿足任意電源設(shè)計(jì)需求。

日前，德州儀器攜系列創(chuàng)新電源產(chǎn)品家族在北京舉辦2015 TI創(chuàng)新電源解決方案媒體說(shuō)明會(huì)暨Demo展示。德州儀器非隔離電源全球市場(chǎng)總監(jiān)James MacDonald為媒體詳細(xì)介紹了TI精心呈現(xiàn)的系列電源創(chuàng)新解決方案。

創(chuàng)新電源解決方案合推動(dòng)電源設(shè)計(jì)

James MacDonald表示，TI致力于用創(chuàng)新型產(chǎn)品組合推動(dòng)電源設(shè)計(jì)，并借助強(qiáng)大而便捷的設(shè)計(jì)工具幫助設(shè)計(jì)人員加快上市時(shí)間，擁有適用于任一電源設(shè)計(jì)的模擬和嵌入式產(chǎn)品組合，提供創(chuàng)新強(qiáng)大且易于使用的設(shè)計(jì)工具。

他介紹，在電源設(shè)計(jì)方面，提供25000多款產(chǎn)品，是業(yè)內(nèi)較大的電源管理集成電路(IC) 產(chǎn)品組合；TI專注于高效、高功率密度和高集成度解決方案。在創(chuàng)新方面，TI實(shí)現(xiàn)了DC/DC 電源轉(zhuǎn)換中的技術(shù)突破，幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)GaN 的巨大潛能；開(kāi)發(fā)了強(qiáng)大的數(shù)字電源生態(tài)系統(tǒng)，研究設(shè)計(jì)推動(dòng)了電源技術(shù)的發(fā)展。TI強(qiáng)大且易于使用的設(shè)計(jì)工具配合屢獲殊榮的WEBENCH® 工具一同使用，可以加快上市時(shí)間，提供超過(guò)1000 種設(shè)計(jì)的TI Designs 參考設(shè)計(jì)。

James MacDonald向媒體介紹了較近推出的一些新產(chǎn)品。

首款支持Fly-Buck™ 功能65V同步降壓轉(zhuǎn)換器

James MacDonald稱，德州儀器推出的業(yè)內(nèi)首款65V同步降壓轉(zhuǎn)換器增強(qiáng)了輸出功率和功率密度，簡(jiǎn)化了針對(duì)工業(yè)、智能電網(wǎng)和汽車應(yīng)用的多輸出設(shè)計(jì)。

據(jù)介紹，在無(wú)需光耦合器的情況下，它仍可提供高達(dá)15W的隔離式偏置電源。作為TI創(chuàng)新型Fly-Buck電源產(chǎn)品組合的部件之一，LM5160A提升了功率密度，并且以更加高效和可靠的方式解決了工業(yè)和汽車應(yīng)用中較高的功率需求。這些應(yīng)用包括：三相AC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、可編程邏輯控制器 (PLC) 、智能儀表計(jì)量、再生能源或電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、工廠自動(dòng)化，以太網(wǎng)供電 (POE) IP攝像頭和電動(dòng)汽車等。

LM5160A轉(zhuǎn)換器特有無(wú)需環(huán)路補(bǔ)償?shù)暮愣ń油〞r(shí)間控制，并用快速瞬變響應(yīng)支持高降壓比。這款支持4.5V至65V寬輸入電壓范圍的創(chuàng)新型轉(zhuǎn)換器能夠在非隔離式設(shè)計(jì)中生成正負(fù)偏置電源軌，或者生成單個(gè)或多個(gè)隔離式輸出，同時(shí)又較大限度地減少了解決方案尺寸。此外，相對(duì)于傳統(tǒng)反激式解決方案，這款轉(zhuǎn)換器也簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作。與TI屢獲殊榮的WEBENCH®在線設(shè)計(jì)工具一同使用，LM5160A可加快高功率DC/DC設(shè)計(jì)的上市時(shí)間。

LM5160A的關(guān)鍵特性和優(yōu)勢(shì)包括：4.5V至65V的輸入電壓范圍使得轉(zhuǎn)換器無(wú)需輸入鉗位電路即可在快速瞬變的條件下高效運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)較高的可靠性；恒定接通時(shí)間控制提供快速瞬變響應(yīng)，并且使用更少數(shù)量的組件；可編程軟啟動(dòng)在為重負(fù)載或大電容供電時(shí)減少了涌入電流；內(nèi)部±1%電壓基準(zhǔn)和VOUT糾錯(cuò)提升了線路上、負(fù)載和溫度范圍內(nèi)的精度。

寬輸入電壓四開(kāi)關(guān)降壓-升壓DC/DC控制器

德州儀器推出的全新寬VIN，四開(kāi)關(guān)降壓-升壓控制器，此控制器可以通過(guò)減少電磁干擾 (EMI) 來(lái)達(dá)到較高功效。LM5175管理3.5V至42V之間的輸入電壓，并將輸出電壓穩(wěn)定在0.8V至55V之間。借助其高靈活性，這款控制器能夠?yàn)橹T如工業(yè)PC，USB電力傳輸，車內(nèi)無(wú)線充電，LED照明，電動(dòng)汽車，電池充電和電信RF功率放大器等工業(yè)和汽車應(yīng)用提供高性能設(shè)計(jì)。

James MacDonald說(shuō)，LM5175具有較高的電源轉(zhuǎn)換性能，具備高度的靈活性，可用單個(gè)器件在寬泛的輸出功率范圍內(nèi)解決降壓、升壓和降壓-升壓等多樣化的應(yīng)用需求。這些應(yīng)用的輸出功率從幾瓦的到百瓦以上均可覆蓋。

專有開(kāi)關(guān)方案較大限度地提高了降壓-升壓轉(zhuǎn)換區(qū)間內(nèi)的效率，使用單個(gè)單電感器進(jìn)一步減少了電路板空間。LM5175穩(wěn)定耐用的柵極驅(qū)動(dòng)，電壓7.5V時(shí)的電流值為2A，可讓寬VIN金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET) 的開(kāi)關(guān)更加快速和高效。選擇斷續(xù)模式短路保護(hù)在擴(kuò)展負(fù)載電流出現(xiàn)故障時(shí)能夠防止熱失控，較低能將熱應(yīng)力降低30%。

LM5175的關(guān)鍵特性和優(yōu)點(diǎn)包括：   同步降壓或升壓控制器滿足了廣泛且多樣的降壓-升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用需求；可在寬電壓瞬變的情況下，在較高60VIN　絕對(duì)值的情況下運(yùn)行42VIN；采用了單電感器設(shè)計(jì)，減少了電路板空間的同時(shí)簡(jiǎn)化了布局布線；具有可選的輸入及輸出平均電流有限滿足了那些需要為輸入電源提供穩(wěn)壓電流，或者需要將穩(wěn)壓電流輸入負(fù)載的應(yīng)用。

首款用于高功率AC/DC電源的零待機(jī)功耗PSR解決方案

在介紹德州儀器推出的業(yè)內(nèi)首款可應(yīng)用于75W功率的AC/DC反激式電源的零待機(jī)功耗控制器芯片集時(shí)，James MacDonald表示，此次推出的芯片集的待機(jī)功耗堪稱業(yè)內(nèi)較低。全新UCC28730初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓 (PSR) 反激式控制器具有700V啟動(dòng)開(kāi)關(guān)和UCC24650喚醒監(jiān)視器，可將電源效率提升到全新水平。它還支持5至24V輸出電壓并且能夠幫助設(shè)計(jì)人員為電視、家用電器、AC適配器、通風(fēng)供熱和空調(diào)系統(tǒng) (HVAC)，以及樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)創(chuàng)造更小巧、更高效的電源。

他說(shuō)，現(xiàn)有初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓電源的主要設(shè)計(jì)局限在于：如何在保持低待機(jī)功率的情況下仍然保證較高的瞬變響應(yīng)性能。UCC28730和UCC24650芯片集即在盡可能提供較佳瞬變響應(yīng)性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了零待機(jī)功耗。UCC24650不僅免除對(duì)光耦合器件和TL431等反饋組件的需要，從而降低了成本，其內(nèi)置喚醒控制器中的TI電壓偏低檢測(cè)功能還在保持窄輸出電壓穩(wěn)壓窗口（支持零到滿負(fù)載瞬變）的情況下，還可以應(yīng)用微型輸出電容器。

UCC28730和UCC24650的主要特性和優(yōu)勢(shì)包括： 業(yè)內(nèi)較低系統(tǒng)待機(jī)功耗：在高達(dá)20W的標(biāo)準(zhǔn)反激式設(shè)計(jì)中無(wú)需任何額外組件即可實(shí)現(xiàn)零待機(jī)功耗，并且在使用針對(duì)自適應(yīng)中繼控制的智能睡眠功能的情況下可將功率擴(kuò)展至75W；700V初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓控制器 (UCC28730) ：免除了對(duì)于光耦合器和相關(guān)反饋組件的需要，在增加系統(tǒng)可靠性的同時(shí)降低了總體成本；智能喚醒功能：在保持零至滿負(fù)載階躍的嚴(yán)密輸出穩(wěn)壓窗口的同時(shí)，將輸出電容器的電容值減少50%，從而提高了效率并節(jié)省了空間；智能睡眠功能：自適應(yīng)轉(zhuǎn)換器負(fù)載條件，并且能夠禁用系統(tǒng)功能，從而自適應(yīng)AC中繼控制，或者在無(wú)負(fù)載時(shí)禁用同步整流器；200V次級(jí)側(cè)喚醒控制器 (UCC24650) ：在無(wú)需對(duì)Vdd或喚醒進(jìn)行外部鉗制的情況下，與5至24V輸出電壓設(shè)計(jì)兼容。

這款芯片集解決方案被設(shè)計(jì)成與TI的超低功耗DC/DC轉(zhuǎn)換器、傳感器、射頻 (RF) 器件（其中包括SimpleLink™ CC26xx/CC13xx無(wú)線微控制器 [MCU] 平臺(tái)）以及MSP430™ MCU一同工作，以便在保持整個(gè)系統(tǒng)零待機(jī)功耗性能的同時(shí)，在待機(jī)模式下保留更多的系統(tǒng)功能可用。UCC24650還與TI的UCC28633 PSR控制器兼容，這樣可在無(wú)需適當(dāng)增加磁性組件尺寸的情況下，使峰值功率比器件銘牌上標(biāo)注的額定值高兩倍，這使其成為諸如打印機(jī)、音頻、游戲和工業(yè)電源等應(yīng)用的理想選擇。

業(yè)內(nèi)首款80V半橋GaN FET模塊

在采用新材料方面，德州儀器也走在業(yè)界前列。James MacDonald介紹了新推出的全集成GaN FET功率級(jí)原型機(jī)，可幫助電源設(shè)計(jì)人員迅速了解GaN的極致優(yōu)勢(shì)。首款80V、10A集成氮化鎵 (GaN) 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET) 功率級(jí)原型機(jī)由位于四方扁平無(wú)引線 (QFN) 封裝內(nèi)的一個(gè)高頻驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)采用半橋配置的GaN FET組成，使之非常易于設(shè)計(jì)。

他介紹，全新的LMG5200 GaN FET功率級(jí)原型機(jī)將有助于加快下一代GaN電源轉(zhuǎn)換解決方案的市場(chǎng)化，此方案為空間有限且高頻的工業(yè)應(yīng)用和電信應(yīng)用提供更高的功率密度和效率。

他續(xù)稱，過(guò)去基于GaN的電源設(shè)計(jì)面對(duì)的一大挑戰(zhàn)是與驅(qū)動(dòng)GaN FET有關(guān)的不確定性，以及由封裝方式和設(shè)計(jì)布局布線所導(dǎo)致的寄生效應(yīng)。德州儀器將采用先進(jìn)、易于設(shè)計(jì)封裝的經(jīng)優(yōu)化集成模塊、驅(qū)動(dòng)器和高頻控制器，組成的完整、可靠電源轉(zhuǎn)換生態(tài)系統(tǒng)，從而使設(shè)計(jì)人員可以充分實(shí)現(xiàn)GaN技術(shù)在電源應(yīng)用方面的全部潛能。

James MacDonald解釋說(shuō)，通常情況下，要實(shí)現(xiàn)GaN的優(yōu)勢(shì)，使用GaN FET在高頻下進(jìn)行開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)人員必須謹(jǐn)慎對(duì)待電路板布局布線，以避免振鈴和電磁干擾 (EMI)。TI的LMG5200雙80V功率級(jí)原型機(jī)極大地簡(jiǎn)化了這個(gè)問(wèn)題，同時(shí)又通過(guò)減少關(guān)鍵柵極驅(qū)動(dòng)回路中的封裝寄生電感增加了功率級(jí)效率。LMG5200的特色就在于運(yùn)用了高級(jí)多芯片封裝技術(shù)，在優(yōu)化后還能夠支持頻率高達(dá)5MHz的電源轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

LMG5200的關(guān)鍵特性和優(yōu)勢(shì)包括：  較高功率密度。相對(duì)基于硅工藝的設(shè)計(jì)，首款集成80V半橋GaN功率級(jí)將功率損耗減少了25%，從而實(shí)現(xiàn)了單級(jí)轉(zhuǎn)換； 增加可靠性的綜合GaN專用質(zhì)量保證計(jì)劃。如需了解更多內(nèi)容，敬請(qǐng)單擊此處；關(guān)鍵柵極驅(qū)動(dòng)回路中的較低封裝寄生電感增加了功率級(jí)效率，并在減少EMI的同時(shí)提高dV/dt抗擾度；簡(jiǎn)化的布局布線和可制造性。易于使用的QFN封裝免除了對(duì)于底部填充的需要，以解決高壓間隔方面的顧慮，從而提高了電路板的可制造性并降低了成本。

為什么選擇數(shù)字電源IC？

James MacDonald較后介紹了TI業(yè)內(nèi)較廣泛的數(shù)字電源IC 產(chǎn)品組合。TI的業(yè)內(nèi)較廣泛的數(shù)字電源IC 產(chǎn)品組合針對(duì)任一系統(tǒng)都能提供的完整數(shù)字電源解決方案；用于開(kāi)發(fā)高性能功率因數(shù)校正、AC/DC 整流器、DC/AC 逆變器、功率調(diào)節(jié)器、非隔離式DC/DC 轉(zhuǎn)換器，以及隔離式DC/DC 轉(zhuǎn)換器的數(shù)字控制解決方案；市面上唯一一款PMBus 負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓器，具有電流高達(dá)30A 的集成式FET；支持PMBus 的靈活多通道排序器；針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)電壓范圍內(nèi)系統(tǒng)保護(hù)（熱插拔）的優(yōu)化解決方案；軟件和工具簡(jiǎn)化并加速開(kāi)發(fā)過(guò)程

此外，TI數(shù)字電源BoosterPack與TI 的F28069 LaunchPad 開(kāi)發(fā)套件組合使用，即可簡(jiǎn)化對(duì)降壓轉(zhuǎn)換器的控制。該開(kāi)發(fā)套件由powerSUITE 圖形化軟件工具提供支持，充分利用集成了C28x 實(shí)時(shí)處理內(nèi)核以及精密控制外設(shè)的TI F2806x MCU；由9V 電壓供電運(yùn)行，消除了高電壓系統(tǒng)開(kāi)發(fā)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)；它是功率調(diào)節(jié)器、不間斷電源、AC/DC 電源和太陽(yáng)能逆變器等數(shù)字電源應(yīng)用的理想選擇。

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