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塑造电源管理未来的 5 大趋势

发布时间:2022-05-17 来源:TI 责任编辑:wenwei

【导读】从智能手机和电动汽车 (EV) 到电动汽车充电站和电信中心,电源管理已日益成为我们日常使用的电子产品的关键因素。前些年,高效电源管理往往需要让位于其他设计因素。但是,这种状况现在发生了改变。在过去 5 到 10 年中,延长电池寿命、减小应用尺寸、提高系统安全性,以及满足消费者对于更可靠、成本更低和充电更快的系统的期望等诸多因素,使得设计人员需要集中更多精力解决关键的电源设计难题。


我们公司在新工艺、封装和电路设计技术方面做出了大量改进并在持续进行,帮助工程师设计出更高效的系统。随着全球的电力消耗越来越大,我们所有人都需要努力提高能源使用效率。如今,5 大关键方面的代际改进正在帮助我们公司进一步推动电源发展。


1、功率密度:在更小的空间内实现更大的功率


电子系统越来越多的功能也提升了对电力的需求。因此,需要在给定的外形尺寸中提高处理的功率量(即功率密度)。而为了实现这一目的,则需要更高的效率和开关频率。电源设计人员使用我们的 TPS229922 负载开关和带有集成驱动器的 LMG3422R030 氮化镓 (GaN) FET 等器件,能在更小的空间中实现更大功率,从而使他们的产品脱颖而出,提高效率并改善热性能。就 GaN 而言,客户对于交流/直流充电器和服务器电源等应用表现出极大的兴趣,在这些应用中,更高的密度和效率会显著提升价值。当然,功率密度在几乎所有应用中都至关重要,包括太阳能和电动汽车。消费者需要体积更小、功耗更低的解决方案。


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2、低 EMI:降低系统成本并快速满足 EMI 标准


降低开关电流和电压所产生的不良电磁干扰 (EMI) 对于电子系统越来越重要,尤其是在汽车和工业应用中。采用低 EMI 设计可以降低无源滤波器的尺寸、成本、设计时间和复杂性。我们的同步直流/直流降压控制器系列等功率半导体使工程师能够缩小电源解决方案的尺寸并降低其 EMI。借助 LM25149-Q1 和 LM25149,工程师可以将外部 EMI 滤波器的面积减半,降低电源设计的传导 EMI,或者同时减小滤波器尺寸和降低 EMI。我们的 LMQ66430-Q1 降压转换器使工程师能够通过集成关键的旁路电容器和自举电容器来轻松满足行业标准。我们公司的器件易于使用,让设计人员能加快设计速度,使用更小的滤波器,并满足行业标准。


3、低静态电流:在不影响系统性能的情况下,延长电池寿命和存储时间


在电池供电的系统中,由于希望提高性能并延长续航时间,因此需要通过芯片来管理低静态电流(低 IQ),即器件在开启但处于待机模式时消耗的电流。低 IQ 对许多应用都很重要,例如烟雾探测器、健康监护仪和智能手表等应用。这些应用大部分时间都处于睡眠模式,等待着在需要时唤醒。因此,精心优化我们产品中的静态电流尤为重要。例如,TPS61094 降压/升压转换器实现了超低静态电流,同时集成的超级电容器充电功能可以延长智能电表等电池供电型工业应用中的电池寿命。电路和工艺的进步使我们的客户可以在增加功能的同时维持原有的电池寿命。


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4、低噪声和高精度:增强电源和信号完整性


噪声是由所有元件产生并由多种来源引起的电气副产物。我们公司的低噪声产品系列致力于大幅降低集成电路的自生噪声并滤除上游来源的噪声。如果不加以缓解,这种噪声会对医疗设备和通信基础设施等敏感应用的性能产生不利影响。在为模数转换器、模拟前端和集成电路时钟等精密电路供电的电源中,低噪声尤为重要。我们公司的超低噪声稳压器 TPS7A94 可实现出色的电源抑制,因此还可以在噪声到达负载之前滤除噪声。


5、隔离:提高安全性


在人类和机器不断交互的世界中,隔离很重要。隔离是在实现信号和/或电源交换的同时用于提供保护功能的屏障,对于高压系统的安全可靠运行至关重要。例如,我们的高密度 UCC14240-Q1 等隔离式直流/直流偏置电源模块可用于电动汽车牵引逆变器中为栅极驱动器供电,同时仍保持高压域与汽车底盘之间的隔离。我们公司的隔离技术可以为客户提高系统可靠性、减小外形尺寸并简化 EMI 合规性。


我们公司处于电源创新的前沿,并专注于帮助我们的客户提高他们在这些关键领域的表现。工艺、封装和电路设计的改进可帮助电路设计人员设计出更高效、更实惠、更环保的电子产品。



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