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德州仪器推出三款电源产品,功率密度大幅提升

2018-11-08
毕晓东
关键词: TI LMZM33606 TPS62827 LMG341x

        “更小尺寸、更高功率密度”,这是目前电源产品的主要发展趋势。

        日前,德州仪器(TI)召开新品发布会,宣布推出电源管理产品6条产品线其中两条产品线——降压DC/DC开关稳压器及高压电源领域所推出的最新产品。三款新品都将德州仪器电源产品的功率密度提升到新的高度。

        德州仪器副总裁兼降压开关电源产品业务部总经理 Mark Gary和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在发布会上对新产品作了详细介绍。

        Mark Gary表示,目前电源领域所面临的的挑战主要来自两方面:第一是在偏消费领域,要求电源具有更小的尺寸及更长的使用寿命;第二是工业自动化领域,对电源功率和效率的要求越来越高。

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德州仪器副总裁兼降压开关电源产品业务部总经理 Mark Gary

        德州仪器的电源管理产品共有6类,分别是降压DC/DC开关稳压器、电源开关接口与照明、电源管理、高压电源、线性电源、升压多通道多相位DC/DC。

降压转换器

        Mark Gary介绍了德州仪器宽输入电压转换器功率密度演化:

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        以上历史演化过程,清晰地反映了功率密度的发展变化过程。这里主要是频率变化,从52kHz到2.1MHz,尺寸变得更小,频率的提高对功效会产生影响,TI的产品不仅提高了频率,而且还提升了功效。

        Mark Gary介绍了德州仪器最新推出的两款产品:宽输入电压转换器电源模块LMZM33606和低输入电压转换器TPS62827

        Mark Gary表示,LMZM33606电源模块有三个显著优点:

        (1)EMI特性优良。开关电源是EMI的主要来源,其中一个原因是电流环路是高频的,模块已经把电容集成进去,可以把电流环路做到更小,这样就可以满足很多EMI标准。从模块规格上看,它可以满足EN55011和CISPR11辐射的标准。所以,EMI性能优越,工程师不再需要花时间调试EMI性能。

        (2)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。

        (3)WEBENCH®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。

        对于LMZM33606电源模块的市场和应用,Mark Gary表示,TI电源模块具有抗EMI性好、功率密度高、更可靠的特点。典型应用是测量测试的仪器及工业或工厂自动化,此外,任何需要小体积、EMI优势的地方,都可以使用电源模块

        TPS62827是5.5V输入,4A输出的降压转换器,TPS62827产品的优点:

        (1)输出精度比较高,采用DCS的控制,TI有很多的控制方式,用在不同的产品里,这主要是根据一些客户需求变化。DCS控制可以使得精度控制在1%(偏差)范围内,比较符合处理器和FPGA的应用。

        (2)芯片尺寸只有1.5mm×1.5mm,外围的部件也较小,板子的功率密度很高。

        (3)除了4A的产品还有2A-3A pin to pin的,如果客户不需要大电流,可以用pin to pin与其置换。

         因为TPS62827是5.5V输入的,比较适合电池输入或二级电源应用场景,典型的应用如SSD固态硬盘、楼宇自动化、PE应用、通信设备等。

高压产品

        德州仪器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介绍了德州仪器面向高压电源领域的氮化镓(GaN)功率器件LMG341x系列。

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 德州仪器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

        Steve Tom表示,GaN技术很受大家的关注,主要原因是它有一些显著的优点:

        GaN产品可以在很高频率的开关电源里工作。频率的提高可以显著地减小变压器、电感和电容的体积,传统的变压器设计,600V输入一般只有100kHz频率,而变压器体积会非常大,整体重量大于650g。TI的GaN产品频率可以运行到1MHz,是传统频率的10倍,理论上可以把电感的尺寸减小10倍,电容的尺寸也可减小10倍。频率提高使体积减小是GaN技术显著的特点。除了体积减小之外,GaN产品的效率也是非常高的。

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        Steve Tom表示,GaN的应用领域非常广泛:

        GaN从小功率到大功率,小功率像PE、手机充电器、笔记本充电器,一般几十瓦或100多瓦;到工业自动化和机器人里,这个功率可以到几百瓦到几千瓦,对功率的需求会越来越多,对可靠性的要求也会越来越高。

        电力基础设施和新能源应用,像充电桩,更高的功率到几十千瓦,这个应用非常广泛,既有小功率也有大功率,诉求点是,可以找到体积大小比较合适的解决方案,GaN就可以是合适的选择。

设计支持

        对于电源设计工程师来说,德州仪器的WEBENCH®大家都不会陌生。谈及德州仪器电源产品的优势,Mark Gary和Steve Tom都将WEBENCH®对工程师的支持列入。

        TI官网提供很多的资源,让用户在用TI产品时更简单,更方便。TI所有的产品都支持WEBENCH®在线仿真和设计,简化设计应用,只要把参数输入进去,所有的结果在网站上可以得到非常好的显示。

        最近,德州仪器又为中国电源设计工程师带来一项新的技术大餐:德州仪器和《电源设计基础》的原版作者,全集成PWM之父Robert Mammano合作,带来《电源设计基础》全新中译本,可以让客户或工程师除了更多地学习到电源知识,更方便地使用电源产品的选型和设计。

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