分解电源管理行业呈现的五个紧要技术趋势

2.低EMI：尽可能减少对其他系统元器件的干扰，从而简化系统的设计和认证流程。

3.低静态电流（IQ）：延长电池续航时间和存放时间，进而实现更多功能，延长系统使用寿命，降低系统成本。

4.低噪声、高精度：降低噪声，从而简化电源链路，提高精密模拟使用的可靠性。

5.隔离：在高压和关键安全使用中实现更高的工作电压和更高的可靠性。

在将来5到10年，这五个紧要指标决定了一家公司是不是能够持续在电源管理行业处于领导地位。

同时，在生态环境方面，全球对信息交换和互联互通的需求也一直在不断上升。因此，关于新功率器件、分布式电源管理，以及产品要怎么样在更小的使用和更小的终端产品尺寸下，相同能够满足同等功率甚至更高功率的需求，就成为这个行业里非常急切、紧要的话题。

日前，德州仪器（TI）针对上述五个趋势一口气解析了五款创新电源器件。今天，EDN就带大家知道下它们相比既有器件实现了如何的性能提升。

升降压电池充电器BQ25790/2：功率密度提高50%，充电速度提高3倍

“为甚么功率密度关于功率器件，尤其是小封装产品，会非常紧要？”德州仪器电源管理处理办法产品线经理SamuelWong表示，可以从两点来看：

首先，倘若有高功率密度，那么就可以有更高的充电功率和充电电流，也即可以在30分钟的时间里将电池洋溢或者充70%左右的电量。

其次，高功率密度可以有更高效的充电效率，也即充电损耗会更小，在充电的过程中所带来的热耗散也更小，充电过程中的温度提升也会比较少。

BQ25790和BQ25792是新一代升降压充电IC，可以支持高达5A的充电，1-4节充电电池。可以适配当前USBType-C、pD的标准，同时支持无线双输入充电。它将传统的5到10W输入端口提升到了100W，可以给多种使用供应更大的充电功率。此外，这款IC可以在降压模式与升压模式下工作，也可以依据需求工作在升降压状态下而满足更广泛的使用范围。

“这款升降压IC集成了很多外部器件，蕴含功率MOSFET、电池FET、电流测试电路和双输入选择器。它有着很高的功率密度，比同类产品高50%，达到155mW/mm2，其整体使用面积也会更小一些。例如，倘若在30W场景下对电池进行充电，这颗芯片可以达到97%的效率，而在整个充电过程中，几乎感受不到它的发热。“

除了很好的功率密度设计之外，这颗器件还具有1µA的低IQ设计，也即在一年的存储状态下，其电量损耗仅有大概0.05%。

这颗器件除了智能手机、平板电脑之外，也可以去支持更多的工业类使用，比如医疗类产品。“今朝一些医疗产品也会要更大的功率器件，因为内部具有电机。这款产品可以让医疗产品享受到更快速、温度更低的充电体验，并且不要专门的适配器，可笔直使用USB标准下的通用适配器来完成快速充电。”Wong解释说。

可堆叠DC/DC降压转换器TpS546D24A：实现大电流FpGA和解决器电源功率密度更大化

TpS546D24A是一款针对大电流FpGA或解决器设计的DC/DC转换器。这款产品的亮点是它可以堆叠，单颗产品可以支持40A电流。“当你堆叠4颗时可以支持最高160A电流。本身尺寸也非常小，是一个5mm×7mm的无引脚QFN封装。同时，这款产品开关频率高达1.5MHz。”德州仪器降压DC/DC开关稳压器副总裁MarkGary解析说。

TpS546D24A具有以下优点：

1.电源更小：可减少电路板中多达6个外部补偿元件。

2.热性能更佳：实现8.1℃/W的低热阻，工作温度比其他DC/DC转换器低13℃。

3.在高开关频率下提高效率：采用0.9mΩ低边MOSFET，比其他DC/DC降压转换器效率高3.5%。

4.满足严格的电压精度要求：输出电压误差小于1%，具有管脚复用可配置性，可帮助用户针对故障报告实现更精确的电流监控。

“在85℃的环境温度下，这款产品可以堆叠4颗，供应高达160A的电流支持。今朝市场上有许多有线网络、5G基站基础设施、公司级的数据中心都是建设在比较严峻的环境下，但是同时却要供应非常大的电流和功率密度。这款产品能够4颗堆叠，因此与市场上的同类电源IC相比电流高出4倍。”Gary补充说。

TpSM53604：小尺寸36V、4A电源模块将处理办法尺寸减小30%

TpSM53604电源模块产品是个5mm×5.5mmQFN封装，这个产品的高度取决于模块里集成的电感。这款产品可支持效率高达95%、总面积为85mm2的单面布局设计。

TpSM53604的优点：

1.电源更小更简单：采用标准的QFN封装，可为常见的24V、4A工业使用供应最小处理办法。

2.高效散热：能够在高达105℃的环境温度下工作。

3.EMI优化设计：满足CISpR11B级标准。

TpSM53604的亮点：

在厂自动化设计、电网基础设施建设等各种严苛的工业使用中，这款产品可以帮助工程师有效地将产品设计尺寸减少30%，并且将功耗减少50%。“这样的设计能够供应更大的效益，蕴含它们本身也能够节省产品设计开发的周期，并且能够让产品更快速地推出到市场。”Gary表示。

UCC12050/40：变压器集成技术将隔离式供电做到IC内部

UCC12050/40采用变压器集成技术，将隔离式输电做到了非常小的IC封装内部，能够供应500mW高效隔离式DC/DC电源。

“在业内所有的电源设计EMI都是一个很紧要的课题。这款产品能够实现业界最低的EMI，它也是第一款采用TI新型专有变压器集成技术的产品。”Gary解析说。

UCC12050的优点：

1.提高功率密度：其功率和功率密度是市场同类处理办法的2倍。

2.低EMI：集成式变压器具有更低的初级和次级电容，能够优化EMI的性能。

3.加强隔离、宽温度范围：具有8mm爬电距离和电气间隙的加强隔离，可在地电位不同时供应保护和鲁棒性。

UCC12050的亮点：

1.可以供应更小的器件尺寸，进而将终端产品或使用处理办法尺寸缩小。

2.在业内，运输、电网架构、医疗使用都非常要这样的隔离处理办法，从而对220V输入和低压输出供应隔离。这样的隔离办法能够确保产品在这样的高低电位差下受到保护，并能够正常地工作。

GaN最新的规划与进展

首先来看下TIGaN的三个方面：

1.GaN能够让DC/DC电源实现更快的开关速度。在开关的过程中，就会出现功耗和热量损失。因此，倘若把开关速度加快，就能够把功耗以及过冲减少。目前，GaN可以达到150V/ns的速度，开关频率高达2MHz甚至10MHz以上。

2．可靠性。TI内部已经有超过3000万小时的可靠性试验资料，能够确保这种产品终身的可靠性。

3.TI关于GaN新元素和概念的规划。TI的GaN会在自己的厂和供应链加工，适用于TI今朝对客户所支持的不间断业务。再以长远规划来说，虽然今朝GaN的成本是高于硅的，但从长远来看GaN更具有发展趋势——它的成本是能够低于今朝的硅的，并且它还具有把产品尺寸缩小，减少热和功耗损失的优点。

今朝TI已量产150mΩ、70mΩ和50mΩGaNFET产品。在2018年TI也和西门子一起展示了业界首个采用GaN的10kW云电网链路。最近TI也展示了其自主研发的对流冷却、900V/5000W的双向AC/DC平台。这一平台将能进一步拓展GaN在汽车、电网储能、太阳能等新型使用中的采用，Gary解析说，“虽然业界在2015年左右才陆陆续续有这样的话题和需求，但是TI从2010年就开始了自主研发，因此TI在过去十年已有非常好的积累。”

基于TIGaN的900V、5kW双向转换器，可以在无风扇的情况下实现高达99.2%的峰值效率。这个办法可拓展、可堆叠，其功率密度能比传统的IGBT办法高出3倍左右。这样的处理办法，也包括C2000数字控制器产品，能够帮助用户实现完整的办法设计。

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