随着科技的飞速发展,不断涌现的新产品对电源的需求与日俱增的同时,要求也变得越来越高,如何使下一代可穿戴设备更轻薄,续航更长,如何实现更高水平的工业自动化,如何在数据中心管理更多的服务器,都需要解决一个核心问题：设计更小尺寸的产品,实现更高的功率。

作为电源解决方案的行业领导者,仪器（TI）基于数十年的电源管理创新经验,每一代产品和上一代相比,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。近日,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,以满足更高功率密度需求的趋势。结合TI独特而强大的最新版WEBENCH®设计工具,可有效帮助工程师简化制作、设计和生产过程。

据介绍,TI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,模块把电容集成可以把电流环做得更小,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。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。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。

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。新推出的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、、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在内的全套功能使LMZM33606非常适合为各种应用供电。

谈及电源模块的市场和应用,仪器副总裁兼降压开关电源产品业务部总经理Mark Gary对记者讲到："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。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,对的干扰较少,测量测试的精度和准确度会更高。"

他进一步讲到："医疗仪器,像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。此外,工业或工厂自动化,对电源需求更高,功率更大,电源模块适合用于工业和工厂自动化。以上是较典型的应用,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产品的优点是：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.整个PCB小,芯片尺寸只有1.5mm×1.5mm,外围的部件也较小,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。4.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。

Mark Gary介绍称："因为这是5.5V输入的,一是比较适合电池输入,比如单节锂电池；二是作为二级电源,一级电源从24V转到5V,5V变3.3V或1.8V作为二级电源的应用。"此外, Steve Tom还为我们介绍了四个典型的应用场景,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。

Mark Gary称："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。"

氮化镓（GaN）也是最近比较受关注的新技术。主要原因是它有一些显著的优点：1.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,传统的电压器设计,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产品频率可以跑到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。从整个体积来看,减小6倍,包括PCB、电感和电容,频率提高使体积减小是GaN技术显著的特点。2.除了体积减小之外,效率也常高的。

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,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。

怎么让客户使用起来更简单更方便呢？仪器（TI）近日宣布推出支持高达10kW应用的新型即用型600V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。

仪器的GaN FET器件系列产品通过集成独特的功能和特性,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,为传统级联和的GaN FET提供了智能替代解决方案。通过集成的100ns电流和过温检测,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功能。

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表示,新技术刚开始使用的时候会贵一些,随着整个市场的成熟,越来越多的客户使用,整体价格趋势会逐渐降低；GaN相对传统硅的频率可以跑到1MHz,外围的电感和电容尺寸可以变得更小。