在全世界的高質量高效率產品的設計和生產中，電源技術的創新與發展起到了很大的作用，其重要性與日俱增。根據市場調查數據顯示，未來將會有500億臺設備連接到網絡上。那么如何在更小尺寸中實現更高的功率密度，將有源和無源器件集成至電源系統，對電源設計者來說這些需求將變成主流的設計趨勢。

在2018年10月23日，德州儀器(TI)在北京金隅喜來登酒店舉辦“更小尺寸，更高功率——2018德州儀器(TI)全新一代電源產品媒體發布會”上，德州儀器副總裁兼降壓開關電源產品業務部總經理Mark Gary做出了解釋，TI最新LMZM33606高壓電源模塊及TPS62827 降壓轉換器將如何滿足更高功率密度的市場需求。同期TI還推出即用型600V氮化鎵(GaN)，50mΩ和70mΩ功率級產品組合——LMG341x系列產品，德州儀器高壓電源應用產品業務部氮化鎵(GaN)功率器件產品線經理Steve Tom為到場來賓詳細介紹其主要優勢和應用場景。

德州儀器副總裁兼降壓開關電源產品業務部總經理Mark Gary

德州儀器產品市場工程師黃陸建

推陳出新，TI解決電源與能源管理挑戰

為了讓智能可穿戴產品更小更輕薄，同時延長電池使用壽命；讓電源電子產品實現更高的工廠自動化水平；針對數據中心每個30KW的服務器機架功率，管理更高的功率。從1989年到現在，TI不斷推出創新產品以應對電源系統與能源管理效率的新挑戰。Mark Gary介紹寬輸入電壓轉換器功率密度演化以及低輸入電壓轉換器功率密度演化趨勢。以36V輸入，3A輸出為例，通過下圖可以清楚地看到電源體積和功率密度的發展變化過程。

寬輸入電壓轉換器功率密度演化

以5.5V輸入，4A輸出為例，低輸入電壓轉換器在10年前的頻率只有1MHz，功率密度只有60mW/mm2，而今天TI發布的產品TPS62827，頻率達到2.2MHz，功率密度達到470mW/mm2。

低輸入電壓轉換器功率密度演化

作為全球化的半導體設計與制造企業，德州儀器(TI)持之以恒地追求研發創新，在不斷減小芯片尺寸的同時，不斷減小整體的方案尺寸，使產品集成度越來越高，設計更簡單可靠。此次發布會TI推出的兩款產品——LMZM33606電源模塊和TPS62827降壓轉換器，可以滿足現在及將來對電源更高功率的需求。

LMZM33606電源模塊是一款易于使用的集成式電源解決方案，它在一個薄型封裝中整合了一個具有功率MOSFET的6A直流/直流轉換器、一個屏蔽式電感器和多個無源器件。此電源解決方案僅需四個外部組件，可在小于250mm2的面積上提供完整的解決方案。緊湊的電流回路可有效降低電磁干擾，符合N55011（CISPR11）B類輻射發射標準。可配置為負輸出電壓，可在-40℃至+105℃的惡劣環境中正常運行，具有電源正常、可調節軟啟動、跟蹤、同步、可編程 UVLO、預偏置啟動、可選自動或FPWM模式以及過流和過熱保護在內的全套功能。德州儀器副總裁兼降壓開關電源產品業務部總經理Mark Gary表示，LMZM33606產品的尺寸緊湊，具有穩定的散熱和抗電磁干擾性能，非常適合為各種應用供電，可廣泛應用于各種DC/DC產品中，比如測試與測量、醫療與成像、工業與工廠自動化等都是非常典型的應用場景。

TPS62827是一款5.5V輸入，4A輸出的降壓轉換器，TPS62827產品有四大優勢：其一是緊湊的輸出電壓準確性以及優秀的輸出電壓精度，采用DCS控制拓撲使精度控制在1% 輸出的范圍內，適合處理器與現場可編程門陣列（FPGA）供電；其二是微型的電路板尺寸，芯片尺寸只有1.5mm×1.5mm，外圍的部件也較小，電路板的功率密度很高；其三是電流大小可選，除了4A的產品還有2A-3A pin to pin的產品可供選擇，如需要小電流可用pin to pin與其置換；其四是可擴展性好，可實現設計靈活性，僅需3個外部部件就能設計電源，TI所有產品都支持WEBENCH®在線仿真和設計，簡化設計應用。

在談及TPS62827降壓轉換器的市場和應用時，Mark Gary指出，TPS62827不僅可應用在數據存儲、樓宇自動化、便攜式電子設備、通信設備等典型的應用內，任何需要小體積、低EMI和二級電源低于5.5V輸入的地方都可以使用此產品。

GaN功率級，助力更高性能設計

依據摩爾定律，全世界電子產品的尺寸已大幅降低，系統密度得到改善。由于GaN技術的發展和推出易于使用的GaN功率級，這一趨勢現在將發展到電源電子產品。與傳統的100kHz硅設計相比，TI的GaN產品頻率可達到1MHz，是傳統頻率的10倍，而整體體積減小至原來的1/6。德州儀器高壓電源應用產品業務部氮化鎵（GaN）功率器件產品線經理SteveTom在此次發布會上，為我們帶來支持高達10kW應用的即用型600V氮化鎵(GaN)場效應晶體管(FET)功率級產品組合——LMG341x GaN的精彩演講。

德州儀器高壓電源應用產品業務部氮化鎵（GaN）功率器件產品線經理SteveTom

與AC/DC電源、機器人、可再生能源、電網基礎設施、電信和個人電子應用中的硅場效應晶體管（FET）相比，LMG341x系列使設計人員能夠創建更小、更高效和更高性能的設計。

LMG341x GaN功率級的優勢包括以下四個方面：一是GaN功率級功率密度是硅MOSFET的兩倍，而功率損耗降低了80%，具有高達MHz級的切換頻率，是實現更高功率密度和效率的理想選擇。二是可用于各種功率等級的設備，充分集成的驅動器、FET和 50 mΩ、70 mΩ保護以及擴展產品組合為應用提供了單片解決方案，范圍在低于100W至10kW；集成驅動器、FET及保護于一體，單芯片支持小于100W至10kW的方案。三是簡化設計，AC-DC、隔離DC-DC以及逆變器拓撲設計的全面產品組合便于設計，并且上市速度更快。四是系統可靠性，通過2000萬小時的可靠性測試，具有內置的智能性，實現過溫、過流和欠壓鎖定保護。

盡管GaN在系統效率、尺寸和冷卻方面具有優勢，但其高開關速度和頻率也呈現出越來越大的挑戰。TI的GaN產品的保護和其他集成功能正在改變使用分立Si MOSFET了解高速開關轉換器設計復雜性的傳統智慧。這些產品不僅在我們調試新設計時保護器件免受永久性損壞，還通過防止長期工作時的柵極過應力來提高可靠性。SteveTom表示，GaN功率應用范圍從幾瓦到上千瓦，涵蓋個人電子產品、電機發動機與機器人、電網基礎設施等。在任何功率等級下，LMG341x系列的設備都采用尺寸更小、效率更高以及性能更優的設計，應用于各種應用中。

德州儀器LMG341x

除此之外，LMG341x還具有最大的效率與功率密度，可用于包括服務器、電信和工業電源等空間受限的應用在內的應用中。

“隨著氮化鎵開始在一些大功率、高功率密度需求的工業領域出現，相信未來TI的GaN產品將越來越廣泛地應用到消費級市場，”Steve Tom同時表示：“TI將助力電源技術的創新與發展。最大限度地發揮TI的創新優勢，不斷推出更小尺寸，更高功率的電源產品，為行業樹立新標準。”