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TI:与客户共同解决电源管理五大挑战
 

【CTIMES/SmartAuto 王岫晨 报导】   2020年09月03日 星期四

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近年来,数位化与智慧化趋势使得电源设计的复杂性遽增。这也使得许多客户在设计电源产品时,经常遇到不同的难题。CTIMES就此议题,特别专访了德州仪器 DC/DC 降压转换器??总裁 Mark Gary,由他的观点,来针对电源问题进行一次性的解决。

请问客户经常遇到的电源设计挑战是什麽?

电源设计可能是相当复杂的过程,我们的客户每天都会面临许多挑战。全球的电源需求进一步造成用电需求增加,在散热和整合更完善的更小空间中,需要更多的电源。除了对於功率密度的需求日益增加之外,我们也看出其他电源设计趋势,这些趋势已成为客户优先考量的重点,例如延长电池寿命、减少电磁干扰、保留电源和讯号完整性,或在出现高电压时保持安全性。我们与客户共同因应这些重要的电源管理挑战。

德州仪器如何帮助客户解决电源设计的挑战?近期所推出的电源产品,如何协助客户解决问题?

我们的任务是为各地的工程师提供更多创新,并协助工程师解决重要的电源管理问题。数十年来,TI 一直位在开发新程序、封装和电路设计技术的最前线,为客户的设计提供最隹的电源装置。对於解决提高功率密度常见设计挑战,以下提供一些近期推出的产品装置范例:

· 新型 BQ25790、BQ25792 升压/降压电池充电器可将功率密度提高 50%,并将充电速度提高 3 倍。

· TPS546D24A 可堆叠 DC/DC 降压转换器可对於大电流 FPGA 和处理器电源提高最大的功率密度,因此工程师能够在 85。C 环境温度下达到最大的功率密度,并提供高达 160A 的输出电流,比使用同级电源 IC 多 4 倍。

· TPSM53604 降压电源模组是业界最小的 36V、4A 电流,解决方案尺寸能够减小 30%,而且工程师能够对於严苛的工业应用将功耗降低 50%。

· UCC12050/40 500mW 高效率隔离式 DC/DC 转换器是首款采用新型专有整合变压器技术开发的装置,工程师能够将电源解决方案缩小多达 80%,并在需要隔离的工业应用中达到最高效率。

电源产品应用多元,德州仪器如何满足不同的电源设计需求?

藉由 30,000 多种类比电源产品的和多样化广泛产品组合,我们可以针对多个市场领域的任何应用提供横跨电池管理、可携式电源、电源供应控制和负载点的电源需求。我们透过汽车认证的产品促进未来的汽车设计。我们的工业解决方案涵盖从低功率 DC/DC 到高压 AC/DC 的范围。我们也提供满足通讯装置、企业系统和个人电子装置电源设计需求的产品。

请谈谈电源管理的五大趋势,德州仪器在产品策略上如何因应这些趋势?

我们已经统整出五个主要的电源管理挑战,并致力於协助客户克服这些难题:

功率密度:随着功率需求增加,电路板的面积和高度成为限制因素。电源设计人员必须在本身的应用中压缩更多的电路,才能突显产品的独特之处,同时提高效率并增强热性能。现在,运用 TI 的先进制程、封装和电路设计技术,就能够以较小的尺寸达到更高的功率。TI 技术在功率密度方面的主要效益包括:

· 减少热能:运用我们先进的矽和氮化??技术达到绝隹的装置切换性能。

· 改善的热性能:运用先进的降温技术进行封装散热,这些技术包括增强的 HotRod QFN 封装、功率晶片级封装和顶部降温。

· 提高效率:使用多阶层转换器拓朴和先进的功率级闸极驱动器,在不降低效率的情况下使用较小的被动装置,同时以较高的频率切换。

· 缩减系统占用空间:使用先进的多晶片模组技术,节省电路板空间、简化电路板配置,并降低寄生效应(Parasitics)。

低 EMI:电磁干扰 (EMI) 是电子系统中愈来愈重要的要求,尤其对於汽车和工业应用之类的新应用。低 EMI 的设计可以省去大量的开发周期,同时也可以缩减电路板面积并降低解决方案成本。TI 提供多种功能和技术来降低全部所需频带的 EMI。TI 技术在低 EMI 方面的主要效益包括:

· 改善的滤波器尺寸和成本:先进的展频技术可降低产生的 EMI 所造成的影响。

· 减少设计时间和复杂性:覆晶封装技术(Flip-chip)、电容整合和先进的闸极驱动器技术完全减少源头产生的杂讯。

隔离:隔离是存在危险高压时的可靠保护。电气隔离将两个区域隔离,因此在不影响人身安全的情况下穿透障壁(barrier)传输功率或讯号,同时也可以防止接地电位差并提高抗杂讯能力。TI 的隔离技术产品组合包括电容式 SiO2隔离层和整合变压器,在不影响性能的前提下,帮助超越德国汽车行业协会 (VDA)、加拿大标准协会(CSA) 和优力国际安全认证 (UL) 的标准。TI 技术在隔离方面的主要效益包括:

· 提高系统的耐用性和可靠性:TI 的高压隔离产品组合可达到低延迟、绝隹的共模暂态抗干扰性和强大的性能。

· 改进的外型尺寸和简化的 EMI 合规性:TI 的隔离技术有助於达到最隹的同级尺寸、散热和 EMI。

低静态电流 (IQ):在电池供电的系统中,需要在空载或轻载条件下达到高效率,这需要电源解决方案在保持超低电源电流的情况下严格调节输出。藉由 TI 超低 IQ 技术和产品组合,可以最大化地延长电池执行时间并在下一个设计中达到低功耗。

TI 技术在低 IQ 方面的主要效益包括:

· 持续接通低电源:超低泄漏处理技术和全新的控制拓朴有助於延长电池执行时间。

· 快速回应时间:快速唤醒比较器和零 IQ 回??控制可达到快速动态回应,完全不会影响低功耗。

· 缩减体积:电阻和电容的面积减小技术有助於在不影响静态功率的情况下整合到空间受限的应用中。

低噪音和高精度:为了达到最大的系统性能和可靠性,对於电源链中的讯号进行监视、调整和处理的能力极为重要。高精度系统需要准确的低杂讯基准,以及具有低杂讯和涟波的电源轨。TI 运用专用的处理元件以及先进的电路和测试技术来提高准确性,并且尽可能减少失真。TI 技术在低杂讯和高精度方面的效益包括:

· 改善准确性和精度:透过完全降低杂讯的处理元件、先进的整合电路设计和低应力封装,减少和减轻整合电路错误来源。

· 系统杂讯缓解:藉由高电源抑制比 (PSRR) 低压差线性稳压器 (LDO)、整合滤波和遥感技术管理有杂讯的环境。

身为电源管理合作夥伴,我们将不断追求突破电源极限:开发新的程序、封装和电路设计技术,为您的应用提供最隹的装置。我们致力於与您一起解决重要的电源设计挑战:提高功率密度、延长电池寿命、减少电磁干扰 (EMI)、提高功率和讯号完整性,以及提升系统安全性。

面对电众多竞争对手,德州仪器如何做出差异化,请谈谈德州仪器电源解决方案的优势。

我们不断提供新的电源创新,藉以满足全球不断增加的电源需求。随着对分散式电源管理的需求比以往更迫切,我们的电源产品提供扩展的功能,可以满足不断增加的电源需求。

我们提供达到最低功率、最高效率和功率密度的创新 DC/DC 转换器、电池管理和低压差线性稳压器 (LDO),以及具有进阶整合和封装选项的高压和保护产品,而且可运用包含数百个电源叁考设计的大型资料库。

我们的客户能够直接从 TI.com 购买所需的产品。在 TI.com 购买是最便捷的方式,能够以最具竞争力的的线上价格取得大量且可即时出货的原厂 TI 产品,线上购买的特色包括生产数量、预定生产产品、多种付款方式,以及不受时间和地点限制的固定运费。

關鍵字: TI 
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