更小尺寸如何实现更高功率？德州仪器全新电源产品给你答案

【51CTO.com原创稿件】随着科技的飞速发展，不断涌现的新产品对电源的需求越来越高，例如汽车、笔记本电脑、手机以及工业等应用领域，对电源本身的需求与日俱增。根据IDC的统计数据，到2020年将有超过500亿的终端与设备联网。那么，对于电源设计者来说，如何在更小尺寸中实现更高的功率就成为了关键。

在这一领域，德州仪器（TI）正在通过持之以恒的研发创新，为设计师带来更新的电源产品。日前，TI推出了业内最高功率密度和超小尺寸的LMZM33606电源模块和TPS62827降压转换器，来满足更高功率密度需求的趋势。

德州仪器副总裁兼降压开关电源产品业务部总经理 Mark Gary

德州仪器副总裁兼降压开关电源产品业务部总经理Mark Gary表示，TI每一代的产品和上一代相比，不光是芯片本身的尺寸，整体的方案尺寸也在变小，电源的趋势都会持续地变得更小。除了芯片本身尺寸变小之外，产品集成度也会越来越高，包括外置电感和电容TI都会做集成方案，使得设计更简单，系统设计更可靠。

全新电源模块：抗EMI性强、功率密度高、更可靠

宽输入电压转换器功率密度演化的发展主要是频率的变化，TI的产品从52kHz到2.1MHz，尺寸变得更小，不仅提高了频率，而且还提升了功效。

此次推出的LMZM33606电源模块是一款易于使用的集成式电源解决方案，它在一个薄型封装中整合了一个具有功率MOSFET的6A直流/直流转换器、一个屏蔽式电感器和多个无源器件。此电源解决方案仅需四个外部组件，并且省去了设计流程中的环路补偿和磁性元件选择过程。

该器件采用16mm×10mm×4mm、41引脚QFN封装，可轻松焊接到印刷电路板上，并可实现紧凑的薄型负载点设计。包括电源正常、可调节软启动、跟踪、同步、可编程 UVLO、预偏置启动、可选自动或 FPWM 模式以及过流和过热保护在内的全套功能使LMZM33606非常适合为各种应用供电。

Mark Gary介绍说，TI电源模块具有以下三个显著优点：

第一，EMI特性优良，开关电源是EMI的主要来源，模块把电容集成可以把电流环路做得更小，这样就可以满足很多EMI标准。从模块规格上，可以满足EN55011和CISPR11辐射的标准。所以，工程师不再需要花时间调试EMI性能。

第二， 功率密度，将被动元器件，如电感、电容、电阻器件等集成到芯片里，采用QFN封装，下面是基板。因为有基板存在，所以热阻比较小，散热也比较好。再加入一些屏蔽电感，屏蔽电感比传统的电感EMI性能更高。

第三，WEBENCH工具使设计变得简单，TI支持使用WEBENCH在线设计，为用户提供便利，只需将输入输出参数放到WEBENCH里，易于算出电容和电阻。

基于电源模块抗EMI性强、功率密度高、更可靠的特点，其典型应用是测量测试的仪器。测量测试指测量测试数据，需要准确地采集数据，电源模块因其EMI性能较好，对外界的干扰较少，测量测试的精度和准确度会更高。

因此，电源模块在市场和应用方面，首先是医疗仪器，例如CT，由于本身空间较小，对数据要求较高，EMI性能较好，整个产品性能也会得到更好的提升。其次就是工业或工厂自动化，对电源需求更高，功率更大。除此之外，任何需要小体积、EMI优势的地方，都可以使用电源模块。

全新降压转换器：EMI性能好、散热稳定、体积小

同时，TI还推出了全新的降压转换器TPS62827，5.5V输入，4A输出，具体来说拥有三大优点：首先、紧凑的输出电压准确性优秀的输出电压精度。DCS控制拓扑与1% Vout准确性,在所有工作条件下支持处理器与现场可编程门阵列 (FPGA)。DCS控制技术与1% 输出精度,适合处理器 与现场可编程门阵列(FPGA)供电。

其次、减小电路板尺寸，微型尺寸为1.5mm x 1.5mm的 QFN包装,达到在34mm的面积上提供完整的解决方案。

第三、简化设计。可扩展性，能实现设计灵活性，在新的 WEBENCH电源设计环境中，仅需3个外部部件就能设计电源。

在市场和应用方面，Mark Gary表示，由于TPS62827产品尺寸紧凑，具有稳定的散热和抗电磁干扰性能，广泛应用于各种DC/DC产品。第一种是SSD固态硬盘的应用；第二种是楼宇自动化，使用锂电池，单节电池供电；第三种是PE应用，使用低压电池5V供电；第四种通信设备，通信设备对EMI的要求比较高。总之，凡是需要小体积、低EMI和二级电源低于5.5V输入的地方都可以使用此产品。

新型即用型600V氮化镓支持高达10kW的应用

氮化镓（GaN）也是近来比较受关注的新技术。德州仪器近日宣布推出支持高达10kW应用的新型即用型600 V氮化镓（GaN），50mΩ和70mΩ功率级产品组合。与AC/DC电源、机器人、可再生能源、电网基础设施、电信和个人电子应用中的硅场效应晶体管（FET）相比，LMG341x系列使设计人员能够创建更小、更高效和更高性能的设计。

德州仪器的GaN FET器件系列产品通过集成独特的功能和保护特性，来实现简化设计，达到更高的系统可靠性和优化高压电源的性能，为传统级联和独立的GaN FET提供了智能替代解决方案。通过集成的<100ns电流限制和过温检测，器件可防止意外的直通事件并防止热失控，同时系统接口信号可实现自我监控功能。

据悉，LMG3410R050、LMG3410R070和LMG3411R070具有三大优势：

首先，更小、更有效的解决方案：与硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）相比，德州仪器的集成GaN功率级可将功率密度提高一倍，并将损耗降低80%。每个器件都具有快速的1MHz开关频率和高达100V/ns的压摆率。

其次，拥有超强的系统可靠性：产品组合接受了2000万小时的设备可靠性测试，包括加速和应用内硬开关测试。此外，每个器件均提供集成的散热和高速、100ns过流保护，以防止直通和短路情况。

第三，每个功率级的设备：50mΩ或70mΩ条件下，产品组合中的每个器件均提供一个GaN FET、驱动器并提供保护功能，可为低于100W至10kW的应用提供单芯片解决方案。

高压电源应用产品业务部氮化镓（GaN）功率器件产品线经理 Steve Tom

（编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网）

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