德州儀器白皮書(shū)：推動(dòng)電源管理變革的5大趨勢(shì)

? ? ?電源管理的前沿趨勢(shì)

我們矢志不渝地致力于突破電源限制：開(kāi)發(fā)新的工藝、封裝和電路設(shè)計(jì)技術(shù)，從而為您的應(yīng)用提供性能出色的器件。無(wú)論您是需要提高功率密度、延長(zhǎng)電池壽命、減少電磁干擾、保持電源和信號(hào)完整性，還是維持在高電壓下的安全性，我們都致力于幫您解決電源管理方面的挑戰(zhàn)。德州儀器 （TI）：與您攜手推動(dòng)電源進(jìn)一步發(fā)展的合作伙伴 。

1 功率密度：提高功率密度以在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大的功率，從而以更低的系統(tǒng)成本增強(qiáng)系統(tǒng)功能

2 低 IQ：在不影響系統(tǒng)性能的同時(shí)，降低靜態(tài)電流以延長(zhǎng)電池壽命和貨架壽命

3 低 EMI：最大限度地減少干擾，以降低系統(tǒng)成本并快速滿足EMI 標(biāo)準(zhǔn)

5 隔離：通過(guò)高壓隔離柵傳輸信號(hào)和/或電力，以提高較高工作電壓下的安全性和可靠性

功率密度

在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大的功率，從而以更低的系統(tǒng)成本增強(qiáng)系統(tǒng)功能

隨著人們對(duì)電源的要求越來(lái)越多，電路板面積和厚度日益成為限制因素。電源設(shè)計(jì)人員必須向其應(yīng)用中集成更多的電路，才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化，并提高效率和增強(qiáng)熱性能。使用 TI 的先進(jìn)工藝、封裝和電路設(shè)計(jì)技術(shù)，現(xiàn)能以更小的外形尺寸實(shí)現(xiàn)更高的功率等級(jí)。

器件產(chǎn)熱更少

? 業(yè)內(nèi)先進(jìn)的電源處理節(jié)點(diǎn)電壓小于 100V

? 600V 氮化鎵 （GaN） 器件可提供出色的開(kāi)關(guān)性能比較效率提升對(duì)溫升影響的熱圖像。

比較效率提升對(duì)溫升影響的熱圖像。

散熱型封裝

? HotRod? 封裝

? 支持散熱墊的增強(qiáng)型 HotRod QFN 封裝

HotRodTM 封裝不僅省去了 接合線，還能保持出色的熱性能。

拓?fù)浜碗娐分С指〉臒o(wú)源組件

? 多級(jí)轉(zhuǎn)換器拓?fù)?/p>

? 先進(jìn)的功率級(jí)柵極驅(qū)動(dòng)器支持更小磁性元件的多級(jí)拓?fù)洹?/p>

支持更小磁性元件的多級(jí)拓?fù)洹?/p>

通過(guò)集成，可最大限度地減小寄生效應(yīng)并減少系統(tǒng)占用空間

? MicroSiP 3D 模塊集成

? 具有低環(huán)路電感的 GaN 和驅(qū)動(dòng)器多芯片模塊（MCM）

MicroSiP 封裝支持 3D 集成。

功率密度的關(guān)鍵產(chǎn)品分類：電池充電器IC，降壓-升壓和反相穩(wěn)壓器，氮化鎵（GaN）IC，隔離偏置電源，隔離柵極驅(qū)動(dòng)器，LED驅(qū)動(dòng)器，線性穩(wěn)壓器（LDO），多通道 IC（PMIC），離線和隔離DC / DC控制器 與轉(zhuǎn)換器，電源開(kāi)關(guān)，降壓型穩(wěn)壓器，升壓型穩(wěn)壓器，USB Type-C和USB Power Delivery IC

GaN + 柵極驅(qū)動(dòng)器 MCM 可減小寄生效應(yīng)，并提高功率密度 。

低靜態(tài)電流 （IQ）

在不影響系統(tǒng)性能的同時(shí)，延長(zhǎng)電池壽命和存儲(chǔ)時(shí)間

在電池供電的系統(tǒng)中，為了在空載或輕負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn)高效率，需要電源解決方案在保持超低供 電電流的同時(shí)，對(duì)輸出進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)節(jié)。借助 TI 的超低 IQ 技術(shù)和產(chǎn)品組合，您可在下一個(gè)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)低功耗，并最大限度地延長(zhǎng)電池運(yùn)行時(shí)間。

低待機(jī)功耗

● 使用超低泄漏元件和新型控制拓?fù)?，延長(zhǎng)電池運(yùn)行時(shí)間

快速喚醒和低待機(jī)功耗。

快速響應(yīng)時(shí)間

● 通過(guò)快速喚醒電路和自適應(yīng)偏置增強(qiáng)系統(tǒng)功能，以提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)保持超低的靜態(tài)功耗

與同類產(chǎn)品相比，TI 產(chǎn)品具有超低的 IQ 和出色的瞬態(tài)響應(yīng)。

需要低 IQ 特性的主要產(chǎn)品類別：電池充電器 IC、降壓/升壓和反相穩(wěn)壓器、線性穩(wěn)壓器 （LDO）、電源開(kāi)關(guān)、串聯(lián)電壓基準(zhǔn)、并聯(lián)電壓基準(zhǔn)、降壓穩(wěn)壓器、升壓穩(wěn)壓器、監(jiān)控器和復(fù)位 IC

S外形小巧

● 借助 TI 的專利電路技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)支持應(yīng)用的裸片和封裝尺寸，且不會(huì)影響靜態(tài)功耗

不影響 IQ 的超小型封裝。

低 EMI

通過(guò)減少輻射發(fā)射，降低系統(tǒng)成本并快速滿足 EMI 標(biāo)準(zhǔn)

電磁干擾 （EMI） 是電子系統(tǒng)中越來(lái)越重要的一個(gè)關(guān)鍵因素，在汽車和工業(yè)應(yīng)用等新應(yīng)用中尤其如此。低 EMI 設(shè)計(jì)可為您顯著縮短開(kāi)發(fā)周期，同時(shí)還可減少電路板面積和解決方案成本。TI 可提供 多種功能和技術(shù)來(lái)降低所有相關(guān)頻段的 EMI。

減少過(guò)濾器尺寸和成本

● 利用 TI 先進(jìn)的擴(kuò)頻技術(shù)，降低產(chǎn)生的 EMI 所帶來(lái)的影響

先進(jìn)的 EMI 緩解技術(shù)可減小無(wú)源濾波器的尺寸。

減少設(shè)計(jì)時(shí)間并降低復(fù)雜性

● 使用低電感封裝、電容器集成和先進(jìn)的柵極驅(qū)動(dòng)器技術(shù)，從根本上減少源頭產(chǎn)生的輻射發(fā)射

通過(guò)封裝內(nèi)的高頻電容器集成來(lái)降低輻射噪聲。

需要低 EMI 特性的主要產(chǎn)品類別： 降壓/升壓和反相穩(wěn)壓器、隔離式偏置電源、多通道 IC （PMIC）、降壓穩(wěn)壓器、升壓穩(wěn)壓器

低噪音和高精度

增強(qiáng)電源和信號(hào)完整性，以提高系統(tǒng)級(jí)保護(hù)和精度為了最大限度地提高系統(tǒng)性能和可靠性，監(jiān)控、調(diào)節(jié)和處理電源鏈中信號(hào)的能力至關(guān)重要。高精密系統(tǒng)需要精確的低噪聲基準(zhǔn)電壓，以及低噪聲和低紋波的電源軌。TI 采用專用的工藝元件、先進(jìn)的電路和測(cè)試技術(shù)來(lái)提高精度并最大限度地減少失真。

減少 IC 誤差源

● 利用 TI 高度優(yōu)化的低噪聲互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 （CMOS） 工藝來(lái)減少工藝的非理想因素

● 利用先進(jìn)的電路和測(cè)試技術(shù)來(lái)降低工藝非理想因素的影響

噪聲與頻率曲線圖。

● 采用了陶瓷封裝和電路板應(yīng)力管理等先進(jìn)技術(shù)調(diào)節(jié)器件和電路板應(yīng)力。

調(diào)節(jié)器件和電路板應(yīng)力。

系統(tǒng)噪聲消減

● 技術(shù)的進(jìn)步支持通過(guò)高電源抑制比 （PSRR） 低壓降穩(wěn)壓器 （LDO） 和片上濾波實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)級(jí)抗干擾和抗噪性能

高 PSRR 可實(shí)現(xiàn)更好的濾波和更低 的輸出噪聲。

需要低噪聲和高精密特性的主要產(chǎn)品類別： 電池監(jiān)測(cè)器和平衡器、線性穩(wěn)壓器 （LDO）、多通道 IC （PMIC）、串聯(lián)電壓基準(zhǔn)、并聯(lián)電壓基準(zhǔn)、監(jiān)控器和復(fù)位 IC

隔離

通過(guò)實(shí)現(xiàn)更高的工作電壓和可靠性以提升安全性

隔離旨在出現(xiàn)危險(xiǎn)高電壓的情況下提供可靠的保護(hù)。電隔離可將兩個(gè)電源域電氣隔離，從而使電力或信號(hào)在不影響人身安全的情況下通過(guò)隔離柵傳輸，同時(shí)還可以防止接地電位差并提高抗噪性能。TI 的隔離技術(shù)和產(chǎn)品組合在不影響性能的同時(shí)，超過(guò)了德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì) （VDA）、加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) （CSA） 和美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)室 （UL） 等標(biāo)準(zhǔn)要求。

傳輸信號(hào)

● 通過(guò)高質(zhì)量的隔離技術(shù)、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸和出色的共模瞬態(tài)抗擾度 （CMTI），提高系統(tǒng)的穩(wěn)健性和可靠性使用 SiO2 隔離電容傳輸信號(hào)。

使用 SiO2 隔離電容傳輸信號(hào)。

傳輸電力

● 通過(guò)在單個(gè)封裝中集成傳輸電力所需的高壓隔離元件，降低熱負(fù)荷并簡(jiǎn)化 EMI 合規(guī)性

通過(guò)集成變壓器高效傳輸電力并降低 EMI。

需要隔離特性的關(guān)鍵產(chǎn)品類別： 數(shù)字隔離器、隔離式ADC、隔離放大器、隔離的接口，隔離式偏置電源，隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器