電源作為電子系統的關鍵部件，一直以來都是應用市場關注的焦點。TI始終致力于在電源領域不斷創新，以期用創新的產品組合推動電源設計，并借助強大且易于使用的設計工具，幫助電源設計人員充分發揮當今科技的巨大潛力。

2015年，TI相繼發布了2款突破性創新電源產品，分別為業內首款支持Fly-Buck™功能的65V同步降壓轉換器；可用于高功率AC/DC電源的零待機功耗PSR解決方案。未來，TI還即將推出多款創新性的電源解決方案和產品組合。上述創新型電源產品可幫助工程師加快電源設計，滿足任意電源設計需求。

日前，德州儀器攜系列創新電源產品家族在北京舉辦2015 TI創新電源解決方案媒體說明會暨Demo展示。德州儀器非隔離電源全球市場總監James MacDonald為媒體詳細介紹了TI精心呈現的系列電源創新解決方案。

 

創新電源解決方案合推動電源設計

James MacDonald表示，TI致力于用創新型產品組合推動電源設計，并借助強大而便捷的設計工具幫助設計人員加快上市時間，擁有適用于任一電源設計的模擬和嵌入式產品組合，提供創新強大且易于使用的設計工具。

 

 

他介紹，在電源設計方面，提供25000多款產品，是業內較大的電源管理集成電路(IC) 產品組合；TI專注于高效、高功率密度和高集成度解決方案。在創新方面，TI實現了DC/DC 電源轉換中的技術突破，幫助設計人員實現GaN 的巨大潛能；開發了強大的數字電源生態系統，研究設計推動了電源技術的發展。TI強大且易于使用的設計工具配合屢獲殊榮的WEBENCH® 工具一同使用，可以加快上市時間，提供超過1000 種設計的TI Designs 參考設計。

James MacDonald向媒體介紹了較近推出的一些新產品。

 

首款支持Fly-Buck™ 功能65V同步降壓轉換器

James MacDonald稱，德州儀器推出的業內首款65V同步降壓轉換器增強了輸出功率和功率密度，簡化了針對工業、智能電網和汽車應用的多輸出設計。

據介紹，在無需光耦合器的情況下，它仍可提供高達15W的隔離式偏置電源。作為TI創新型Fly-Buck電源產品組合的部件之一，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和汽車應用中較高的功率需求。這些應用包括：三相AC電機驅動器、可編程邏輯控制器 (PLC) 、智能儀表計量、再生能源或電網基礎設施、工廠自動化，以太網供電 (POE) IP攝像頭和電動汽車等。

 

 

LM5160A轉換器特有無需環路補償的恒定接通時間控制，并用快速瞬變響應支持高降壓比。這款支持4.5V至65V寬輸入電壓范圍的創新型轉換器能夠在非隔離式設計中生成正負偏置電源軌，或者生成單個或多個隔離式輸出，同時又較大限度地減少了解決方案尺寸。此外，相對于傳統反激式解決方案，這款轉換器也簡化了設計工作。與TI屢獲殊榮的WEBENCH®在線設計工具一同使用，LM5160A可加快高功率DC/DC設計的上市時間。

LM5160A的關鍵特性和優勢包括：4.5V至65V的輸入電壓范圍使得轉換器無需輸入鉗位電路即可在快速瞬變的條件下高效運行，從而實現較高的可靠性；恒定接通時間控制提供快速瞬變響應，并且使用更少數量的組件；可編程軟啟動在為重負載或大電容供電時減少了涌入電流；內部±1%電壓基準和VOUT糾錯提升了線路上、負載和溫度范圍內的精度。

 

寬輸入電壓四開關降壓-升壓DC/DC控制器

德州儀器推出的全新寬VIN，四開關降壓-升壓控制器，此控制器可以通過減少電磁干擾 (EMI) 來達到較高功效。LM5175管理3.5V至42V之間的輸入電壓，并將輸出電壓穩定在0.8V至55V之間。借助其高靈活性，這款控制器能夠為諸如工業PC，USB電力傳輸，車內無線充電，LED照明，電動汽車，電池充電和電信RF功率放大器等工業和汽車應用提供高性能設計。

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

 

 

專有開關方案較大限度地提高了降壓-升壓轉換區間內的效率，使用單個單電感器進一步減少了電路板空間。LM5175穩定耐用的柵極驅動，電壓7.5V時的電流值為2A，可讓寬VIN金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 的開關更加快速和高效。選擇斷續模式短路保護在擴展負載電流出現故障時能夠防止熱失控，較低能將熱應力降低30%。

LM5175的關鍵特性和優點包括：   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轉換器的應用需求；可在寬電壓瞬變的情況下，在較高60VIN　絕對值的情況下運行42VIN；采用了單電感器設計，減少了電路板空間的同時簡化了布局布線；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壓電流，或者需要將穩壓電流輸入負載的應用。

 

首款用于高功率AC/DC電源的零待機功耗PSR解決方案

在介紹德州儀器推出的業內首款可應用于75W功率的AC/DC反激式電源的零待機功耗控制器芯片集時，James MacDonald表示，此次推出的芯片集的待機功耗堪稱業內較低。全新UCC28730初級側穩壓 (PSR) 反激式控制器具有700V啟動開關和UCC24650喚醒監視器，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計人員為電視、家用電器、AC適配器、通風供熱和空調系統 (HVAC)，以及樓宇自動化系統創造更小巧、更高效的電源。

 

 

他說，現有初級側穩壓電源的主要設計局限在于：如何在保持低待機功率的情況下仍然保證較高的瞬變響應性能。UCC28730和UCC24650芯片集即在盡可能提供較佳瞬變響應性能的同時，實現了零待機功耗。UCC24650不僅免除對光耦合器件和TL431等反饋組件的需要，從而降低了成本，其內置喚醒控制器中的TI電壓偏低檢測功能還在保持窄輸出電壓穩壓窗口（支持零到滿負載瞬變）的情況下，還可以應用微型輸出電容器。

UCC28730和UCC24650的主要特性和優勢包括： 業內較低系統待機功耗：在高達20W的標準反激式設計中無需任何額外組件即可實現零待機功耗，并且在使用針對自適應中繼控制的智能睡眠功能的情況下可將功率擴展至75W；700V初級側穩壓控制器 (UCC28730) ：免除了對于光耦合器和相關反饋組件的需要，在增加系統可靠性的同時降低了總體成本；智能喚醒功能：在保持零至滿負載階躍的嚴密輸出穩壓窗口的同時，將輸出電容器的電容值減少50%，從而提高了效率并節省了空間；智能睡眠功能：自適應轉換器負載條件，并且能夠禁用系統功能，從而自適應AC中繼控制，或者在無負載時禁用同步整流器；200V次級側喚醒控制器 (UCC24650) ：在無需對Vdd或喚醒進行外部鉗制的情況下，與5至24V輸出電壓設計兼容。

這款芯片集解決方案被設計成與TI的超低功耗DC/DC轉換器、傳感器、射頻 (RF) 器件（其中包括SimpleLink™ CC26xx/CC13xx無線微控制器 [MCU] 平臺）以及MSP430™ MCU一同工作，以便在保持整個系統零待機功耗性能的同時，在待機模式下保留更多的系統功能可用。UCC24650還與TI的UCC28633 PSR控制器兼容，這樣可在無需適當增加磁性組件尺寸的情況下，使峰值功率比器件銘牌上標注的額定值高兩倍，這使其成為諸如打印機、音頻、游戲和工業電源等應用的理想選擇。

 

業內首款80V半橋GaN FET模塊

在采用新材料方面，德州儀器也走在業界前列。James MacDonald介紹了新推出的全集成GaN FET功率級原型機，可幫助電源設計人員迅速了解GaN的極致優勢。首款80V、10A集成氮化鎵 (GaN) 場效應晶體管 (FET) 功率級原型機由位于四方扁平無引線 (QFN) 封裝內的一個高頻驅動器和兩個采用半橋配置的GaN FET組成，使之非常易于設計。

他介紹，全新的LMG5200 GaN FET功率級原型機將有助于加快下一代GaN電源轉換解決方案的市場化，此方案為空間有限且高頻的工業應用和電信應用提供更高的功率密度和效率。

 

 

他續稱，過去基于GaN的電源設計面對的一大挑戰是與驅動GaN FET有關的不確定性，以及由封裝方式和設計布局布線所導致的寄生效應。德州儀器將采用先進、易于設計封裝的經優化集成模塊、驅動器和高頻控制器，組成的完整、可靠電源轉換生態系統，從而使設計人員可以充分實現GaN技術在電源應用方面的全部潛能。

James MacDonald解釋說，通常情況下，要實現GaN的優勢，使用GaN FET在高頻下進行開關的設計人員必須謹慎對待電路板布局布線，以避免振鈴和電磁干擾 (EMI)。TI的LMG5200雙80V功率級原型機極大地簡化了這個問題，同時又通過減少關鍵柵極驅動回路中的封裝寄生電感增加了功率級效率。LMG5200的特色就在于運用了高級多芯片封裝技術，在優化后還能夠支持頻率高達5MHz的電源轉換拓撲結構。

LMG5200的關鍵特性和優勢包括：  較高功率密度。相對基于硅工藝的設計，首款集成80V半橋GaN功率級將功率損耗減少了25%，從而實現了單級轉換； 增加可靠性的綜合GaN專用質量保證計劃。如需了解更多內容，敬請單擊此處；關鍵柵極驅動回路中的較低封裝寄生電感增加了功率級效率，并在減少EMI的同時提高dV/dt抗擾度；簡化的布局布線和可制造性。易于使用的QFN封裝免除了對于底部填充的需要，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。

 

為什么選擇數字電源IC？

James MacDonald較后介紹了TI業內較廣泛的數字電源IC 產品組合。TI的業內較廣泛的數字電源IC 產品組合針對任一系統都能提供的完整數字電源解決方案；用于開發高性能功率因數校正、AC/DC 整流器、DC/AC 逆變器、功率調節器、非隔離式DC/DC 轉換器，以及隔離式DC/DC 轉換器的數字控制解決方案；市面上唯一一款PMBus 負載點穩壓器，具有電流高達30A 的集成式FET；支持PMBus 的靈活多通道排序器；針對整個系統電壓范圍內系統保護（熱插拔）的優化解決方案；軟件和工具簡化并加速開發過程

此外，TI數字電源BoosterPack與TI 的F28069 LaunchPad 開發套件組合使用，即可簡化對降壓轉換器的控制。該開發套件由powerSUITE 圖形化軟件工具提供支持，充分利用集成了C28x 實時處理內核以及精密控制外設的TI F2806x MCU；由9V 電壓供電運行，消除了高電壓系統開發帶來的風險；它是功率調節器、不間斷電源、AC/DC 電源和太陽能逆變器等數字電源應用的理想選擇。

 

www.ti.com.cn