TI:未來5-10年裡,電源產品發展受五大指標影響

在日前舉辦的TI實現高功率密度產品發布會上，TI重磅推出了BQ25790/2（BQ25790及BQ25792）充電IC新品，並回顧了今年以來TI針對電源管理領域發布的多個新品。同時，TI還分享了其在GaN方面的最新規劃及發展。koPesmc

TI發布新款升降壓充電IC BQ25790/2

從幾年前開始，TI就已經在觀察電源行業的前沿趨勢。TI認為，在未來5-10年裡，一家公司的產品性能能否持續保持領導地位，主要受高功率密度、低EMI、Low _IQ（低_IQ）、低噪度/高精度的需求、隔離這五個指標的影響。另外，全球對視頻、信息交換、數據互聯互通的需求正不斷增加。這要求分布式電源管理產品，在下遊終端產品尺寸日趨縮小的前提下，仍能符合同等的功率甚至更高功率的要求。koPesmc

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為滿足未來各產業對電源管理的需求，TI推出了新款升降壓電池充電器IC BQ25790/2。德州儀器電源管理解決方案產品線經理Samuel Wong針對新品做了分享。對於小封裝功率器件而言，其功率密度的重要性從兩方面可看出：首先，高功率密度意味著更高的充電效率，比如在30分鐘內可將電池的電量充滿或充至70%；其次，充電效率高又代表著充電損耗小，在充電過程中的熱耗散更小。koPesmc

對此，TI推出的降壓-升壓電池充電器IC BQ25790/2能夠為具有不同配置（1到4節串聯電池）和不同輸入電壓（3.6 V至24 V）的多個電池供電設備充電。在輸入埠方面，該新品還適配USB Type-C™、PD的標準，支持無線雙輸入充電，將傳統的5W-10W輸入埠提升到了100W，可為更多的應用提供更大功率的充電。此外，該產品除了在降壓模式與升壓模式下工作之外，也可根據需求實現更廣泛的應用。koPesmc

BQ25790/2有很高的集成度，內部集成了整體的MOSFET和電池FET，可以給開發者一個更小型化的設計，它提供了一個10平方毫米的WCSP和4mm×4mm QFN封裝。可以讓客戶在小型化終端產品設計裡，感受到更緊湊的設計體驗，伴隨著很高的功率密度，在小型化設計裡感受更好的充電體驗。koPesmc

與傳統的升降壓IC控制器相比，BQ25790/2的整體應用面積更小。例如，如果在30W場景下對電池進行充電，這顆晶片可達到97%的效率，且在充電過程中幾乎不會感受到發熱的情況。koPesmc

伴隨著高功率密度，在充電的過程中可提供50%甚至更高的能量。除了很好的功率密度設計之外，BQ25790/2還具備Low _IQ的設計，其靜態功耗只有1µA，可延長電池壽命與儲存時間，從而實現更多功能。1µA的靜態功耗意味著在一年的存儲狀態下，其電量損耗大概僅為0.05%。koPesmc

在應用場景方面，BQ25790/2憑藉USB Type-C™、PD這類標準傳輸接口，不僅可在智慧型手機、平板電腦等PE產品上有較好地應用，而且也可以支持更多的工業類、醫療類應用。koPesmc

上半年還發布了哪些電源新品？

2020年上半年，圍繞電源管理行業，TI在3月份還推出了可堆疊DC/DC轉換器TPS546D24A，36V/4A電源模塊TPSM53604、基於集成變壓器技術的UCC12050/40等產品。koPesmc

·可堆疊DC/DC轉換器TPS546D24A

據德州儀器降壓DC/DC開關穩壓器副總裁Mark Gary介紹，這款TPS546D24A是可堆疊的DC/DC轉換器，其單顆產品可支持40A電流，當堆疊4顆該產品時，最高可以支持160A電流。因為這款產品的開關頻率高達1.5M，支持大電流，可在非常小的面積下，提高產品本身的效率。在尺寸方面，它採用無引腳的QFN封裝，是一個5mm×7mm的平點。koPesmc

基於TI的QFN封裝，其熱損耗可以更小，與業界其他同類產品相比，熱損耗大約可低13℃。同時，TPS546D24A擁有非常小的導通電阻，整體的設計上比其他業界同款產品效率高3.5%，可在產品整體上更節省成本。koPesmc

目前，市場上有多項有線網絡、5G基站基礎設施、企業級的數據中心的工作環境都非常嚴苛，同時需要非常高的電流、功耗功率密度。基於最多可堆疊4顆的特點，TPS546D24A在功率集成方面具備競爭優勢。koPesmc

·36V/4A電源模塊TPSM53604

接下來是一款36V/4A的電源模塊——TPSM53604，即一個產品在DC/DC轉換器基礎上，集成了電感和其他器件，這種設計能夠把整體產品的面積縮小30%，該電源模塊已經在今年2月上市發布。koPesmc

TPSM53604電源模塊採用5mm×5.5mm QFN封裝，該產品本身的高度是來自模塊內部集成的電感，這款產品可支援效率高達95%、總面積為85mm2的單面布局設計。koPesmc

該電源模塊適用於工業場景，工業設備的工作溫度可高達105℃，TPSM53604本身內置一塊散熱片，利用該散熱片能讓產品本身的散熱更高效。基於以上特點，產品能夠更優化EMI和運行，滿足CISPR 11 B級標準。koPesmc

綜合而言，TPSM53604的亮點如下：在各樣工業應用中，包括工廠化自動設計、電網基礎建設或者在工業測試和測量儀器應用中，該產品可幫助工程師的產品設計尺寸減少30%，功耗減少50%。koPesmc

·基於集成變壓器技術的UCC12050/40

在今年2月，TI還發布了最新的基於集成變壓器技術的UCC12050/40。它能夠將電力傳輸隔離開來，並將這樣的功效性在IC尺寸內封裝，能夠提供500mW高效隔離的DC/DC電源。「在業內，所有電源設計EMI都是很重要的課題，這款產品能夠實現更低的EMI效率，同時也是首款採用TI新型專有集成變壓器技術的產品，這是基於TI獨有的專利所開發出來的器件。」Gary強調說。koPesmc

UCC12050可提供更小的封裝及更小的IC尺寸，縮小用戶的產品或應用解決方案的尺寸。產品尺寸雖然有縮小，但可提供一樣或更高的功率，實際上其功率密度有了提升。另外，這款產品能夠優化EMI的性能，滿足在很大電位差的設計裡確保產品本身的運作。以上特點使得該產品適用於運輸、電網架構、醫療應用的隔離方案中。koPesmc

IT在GaN氮化鎵方面的最新規劃與進展

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DC/DC電源裡其實是一個開關，GaN本身能讓開關的速度更快。在開關的過程中，就會產生功率、功耗甚至熱的損失。當把開關的速度加快，就減少功率和功耗上的損耗。目前，根據TI對GaN的了解，它有三個較突出的特點：koPesmc

第一，它可達到150V/ns的速度，其開關頻率達到2MHz甚至10MHz以上的速度；第二，它本身的可靠性。針對GaN，TI有超過2000萬小時的可靠性實驗資料，能確保產品的可靠性；第三，TI針對GaN新的元素和概念的規劃。TI的GaN器件會採用自己的工廠和供應鏈，適用於TI現在對於客戶所支持的不間斷業務。koPesmc

從更宏觀的方面來說，現在GaN的成本依然高於Silicon（矽），但GaN更具有發展趨勢，未來其成本能夠低於現在的Silicon。以整體的系統和客戶上面的效率來看，當考慮了產品尺寸，熱和功耗方面的優勢，GaN產品本身又能夠實現比現在有的原物料更佳的成本基礎。因此，TI認為在電源管理行業使用GaN是未來很重要的一個趨勢。koPesmc

關於GaN價格，Gary認為目前GaN已經在150mΩ的6寸微核上的生產，對於自然半導體發展的前沿趨勢來說，它依然有願景往8寸甚至更大尺寸的微核上生產或應用。在這種前提下，更大尺寸面積，更大的價值就能夠帶來更好的整體成本的下降。他強調說：「當我們談到GaN的時候，TI的觀點一直是強調整體的解決方案，整個系統能夠帶來的成本效益，而不是單純只針對產品材料成本的比較。」koPesmc

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目前，TI的150mΩ、70mΩ和50mΩ的GaN FETs產品正在研發和批量生產階段。實際上，TI從2010年開始就已經開始針對GaN做自主研發，到2018年，TI與西門子共同展示了業界首個10千瓦的雲電網與GaN連接的產品。「圍繞GaN，TI將推出適用於車用、適配器、充電、開關存儲以及太陽能領域的電源產品。在2020年結束以前，我們將會有超過3000萬小時的可靠性測試。接下來，還有將發布900V、5kW AC/DC平臺雙向對流產品。」Gary稱。koPesmc

過去十年裡，TI在GaN方面有較好的積累。在接下來GaN應用在充電適配器以後，即將要提高在汽車、電網存儲和太陽能領域的充電需求。對此，TI都很有信心未來也將能持續地發展。koPesmc