全新一代電源產(chǎn)品展現(xiàn)領(lǐng)先技術(shù)和獨特優(yōu)勢

日前，2018德州儀器（TI）全新一代電源產(chǎn)品媒體發(fā)布會在北京舉行，發(fā)布了更小尺寸、更高功率的全新一代電源產(chǎn)品，包括電源模塊、Buck 同步降壓轉(zhuǎn)換器以及氮化鎵（GaN）產(chǎn)品組合。德州儀器副總裁兼降壓開關(guān)電源產(chǎn)品業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Mark Gary和德州儀器高壓電源應(yīng)用產(chǎn)品業(yè)務(wù)部氮化鎵（GaN）功率器件產(chǎn)品線經(jīng)理Steve Tom以及產(chǎn)品市場工程師黃陸建先生詳細解析了新品的領(lǐng)先技術(shù)和獨特優(yōu)勢。

應(yīng)對電源與能源管理挑戰(zhàn)

Mark Gary表示，技術(shù)發(fā)展對于全世界的重要性與日俱增，電源產(chǎn)品的需求也在隨之增長，而尺寸減小的需求與日俱增。首先，功率密度-更小尺寸內(nèi)實現(xiàn)更高的功率，這一需求對于電源設(shè)計者來說將變成主流的設(shè)計趨勢。其次，將有源和無源器件集成至電源系統(tǒng)，能夠可靠地減小電源系統(tǒng)的尺寸。

德州儀器可以為系統(tǒng)設(shè)計提供卓越的電源管理產(chǎn)品，包括降壓DC/DC-開關(guān)穩(wěn)壓器、電源開關(guān)接口與照明、電池管理、升壓多通道多相 位DC/DC，以及線性電源和高壓電源。

他說，解決電源與能源管理挑戰(zhàn)為的是讓下一代可穿戴產(chǎn)品尺寸更小、厚度更薄及重量更輕，同時延長電池使用壽命；讓電源電子產(chǎn)品實現(xiàn)更高的工廠自動化水平；針對數(shù)據(jù)中心每個30KW的服務(wù)器機架功率，管理更高的功率。

他介紹了寬輸入電壓轉(zhuǎn)換器功率密度演化以及低輸入電壓轉(zhuǎn)換器功率密度演化趨勢。

接著，Mark Gary介紹了德州儀器推出的LMZM33606電源模塊和TPS62827降壓轉(zhuǎn)換器，兩款產(chǎn)品可以滿足更高功率密度需求的趨勢。

LMZM33606電源模塊的優(yōu)勢超出了行業(yè)電磁干擾（EMI）標(biāo)準(zhǔn)，具有卓越的EMI性能，因為緊湊的電流回路有效降低了電磁干擾，產(chǎn)品通過了EN55011（CISPR11）B類輻射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)測試。

改產(chǎn)品密度很高，具有超低熱阻的QFN封裝集成了高頻率輸入濾波電容器與屏蔽電感器，在小于250mm2的面積上提供完整的解決方案。它還有助于簡化設(shè)計，在新的 WEBENCH ® 電源設(shè)計環(huán)境中，僅需4個外部部件就能設(shè)計電源。

據(jù)介紹，LMZM33606產(chǎn)品尺寸緊湊，具有穩(wěn)定的散熱和抗電磁干擾性能，其市場和應(yīng)用非常廣泛，包括應(yīng)用于測試與測量、醫(yī)療與成像和工業(yè)與工廠自動化的各種DC/DC產(chǎn)品。

德州儀器還推出了LMZM33606電源模塊評估板，可以幫助工程師評估自己的設(shè)計

談到TPS62827降壓轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢，Mark Gary稱，改器件具有緊湊的輸出電壓準(zhǔn)確性、優(yōu)秀的輸出電壓精度以及DCS控制拓撲與1% Vout準(zhǔn)確性，在所有工作條件下支持處理器與現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）。其DCS控制技術(shù)與1%輸出精度適合處理器與現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）供電。它可以減小電路板尺寸，微型尺寸為1.5mm x 1.5mm的 QFN包裝，可以在34mm² 的面積上提供完整的解決方案。簡化設(shè)計也是它的一個特點，具有可擴展性，有助于實現(xiàn)設(shè)計靈活性。在新的 WEBENCH ® 電源設(shè)計環(huán)境中，僅需3個外部部件就能設(shè)計電源。TPS62827產(chǎn)品尺寸緊湊，具有穩(wěn)定的散熱和抗電磁干擾性能，廣泛應(yīng)用于各種DC/DC產(chǎn)品，涵蓋的領(lǐng)域包括數(shù)據(jù)存儲、樓宇自動化、便攜式電子設(shè)備和通信設(shè)備。德州儀器同樣也提供了TPS62827電源模塊評估板。

實現(xiàn)GaN功率級的優(yōu)勢

稍后，Steve Tom介紹了1 MHz頻率，可以減小磁場的LMG341x系列。他說，LMG341x GaN功率級的優(yōu)勢包括以下幾方面：一是GaN功率級功率密度是硅MOSFET的兩倍，而功率損耗降低了80%，具有高達MHz級的切換頻率，是實現(xiàn)更高功率密度和效率的理想選擇。二是可以用于各種功率等級的設(shè)備，充分集成的驅(qū)動器、FET和 50 mΩ、70 mΩ保護以及擴展產(chǎn)品組合為應(yīng)用提供了單片解決方案，范圍低于100W至10kW；集成驅(qū)動器、FET及保護于一體，單芯片支持小于100W至10kW的方案。三是簡化設(shè)計，AC-DC、隔離DC-DC以及逆變器拓撲設(shè)計的全面產(chǎn)品組合便于設(shè)計，并且上市速度更快。較后是系統(tǒng)可靠性，經(jīng)過2000萬設(shè)備可靠小時數(shù)的支持，具有內(nèi)置的智能性，實現(xiàn)過溫、過流和欠壓鎖定保護。

他表示，GaN功率應(yīng)用范圍從瓦到上千瓦，涵蓋個人電子產(chǎn)品、電機發(fā)動機與機器人和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。在任何功率等級下，LMG341x系列的設(shè)備都采用尺寸更小、效率更高以及性能更優(yōu)的設(shè)計，可用于各種應(yīng)用。

其特色是較大的效率加功率密度，可用于工業(yè)和電信設(shè)計。交錯的CCM圖騰柱無橋功率系數(shù)校正（PFC）參考設(shè)計實施了自適應(yīng)的死區(qū)時間與相位脫落（切向控制）方法，提高效率（峰值效率為98.75%），并且總諧波失真率小于2%。設(shè)計采用內(nèi)置的頻率響應(yīng)分析（SFRA），用于控制回路的驗證和設(shè)計。

基于高效、1.6kW高密度GaN的1MHz CrM圖騰柱PFC轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計是一種高功率密度（165 x 84 x 40 mm）設(shè)計，在滿載下達到98.7%的效率，適合230V AC輸入，空間受限的一些應(yīng)用中，如服務(wù)器、電信和工業(yè)電源等。同時實現(xiàn)230V AC的輸入需求，用于許多空間受限的應(yīng)用中，如服務(wù)器、電信和工業(yè)電源等。

利用電源設(shè)計完整的生態(tài)系統(tǒng)，包括選擇、定制、模擬、導(dǎo)出，全新的WEBENCH ® 電源設(shè)計工具可為工程師提供設(shè)計服務(wù)。

會上還透露，由德州儀器和全集成PWM控制器之父Robert Mammano的簡體中文版《電源設(shè)計基礎(chǔ)》已經(jīng)出版發(fā)行，能夠引導(dǎo)工程師為系統(tǒng)開發(fā)適用的電源產(chǎn)品。

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