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李志江，現(xiàn)任TI中國區(qū)模擬應(yīng)用工程師，負(fù)責(zé)TI電源產(chǎn)品的推廣和技術(shù)應(yīng)用支持。李志江從事電源研發(fā)工作5年，對(duì)電源系統(tǒng)有較深的理解，包括各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，電力電子器件性能， 控制環(huán)路補(bǔ)償?shù)�。他畢業(yè)于浙江大學(xué)，擁有電力電子專業(yè)碩士學(xué)位。下面是李志江就TI最新發(fā)布的負(fù)載點(diǎn)產(chǎn)品TPS82671和TPS84620進(jìn)行的講解。 ---- 今天這兩個(gè)產(chǎn)品分別是TPS82671和TPS84620。首先看一下應(yīng)用背景。第一塊應(yīng)用是通信和工業(yè)。目前這兩個(gè)領(lǐng)域的要求有幾個(gè)方面：1、更高能效，即要求電源設(shè)計(jì)方案效率更高；2、更高電源密度，這與第一個(gè)是相關(guān)聯(lián)的，效率高了，密度就要很高；3、系統(tǒng)決定的，電源整個(gè)系統(tǒng)很復(fù)雜，他對(duì)電源控制的要求也就更多。 下面就是便攜式電子。我們看到的消費(fèi)類（包括醫(yī)療）會(huì)用到便攜式的，也是有這么幾個(gè)要求。1、系統(tǒng)需要復(fù)雜電源的要求，比如上電持續(xù)是不是跟蹤。2、因?yàn)楸銛y式不可避免會(huì)用到電池，電池密度也會(huì)有高的需求。3、空間�，F(xiàn)在消費(fèi)產(chǎn)品的尺寸做的越來越薄，越來越小。在這個(gè)領(lǐng)域我們會(huì)有負(fù)載點(diǎn)電源，還有就是電池管理。 這兩款產(chǎn)品是高集成度的產(chǎn)品。TI的優(yōu)勢(shì)在于，IC的設(shè)計(jì)和模塊方面有很專業(yè)的技術(shù)。TI產(chǎn)品比較多，僅電源就有8000種。TI不隔離的電源產(chǎn)品有升壓、降壓、升降壓這三類產(chǎn)品。模塊產(chǎn)品（類似于集成的電源產(chǎn)品）是用來簡化用戶的設(shè)計(jì)。為了更高集成度、更高效率的要求，TI會(huì)基于這些技術(shù)不斷的來開發(fā)新的產(chǎn)品。 下面簡單介紹一下第一款產(chǎn)品TPS84620的參數(shù)。84620只需要三個(gè)外部組件，需要輸入輸出的電容和你電壓設(shè)定的電阻。輸入電壓范圍是4.5-14.5，支持5V和12V的無限電壓。把所有的元件放在封裝里面可以實(shí)現(xiàn)6A的負(fù)載能力，這個(gè)應(yīng)用比較主流，目前來看是比較領(lǐng)先的技術(shù)了。它的封裝長度是15毫米，寬是9毫米，高是2.8毫米，QFN的封裝，47個(gè)管角。相對(duì)來說與分立方案來比，尺寸可以縮小40%，也就是說實(shí)際應(yīng)用上，性能要求很高，尺寸很小的應(yīng)用可以考慮這個(gè)芯片。 
下面就是它更高的密度，這得益于95%的峰值效率。其實(shí)熱阻13度每瓦，是比較小的值。得益于這么小的熱阻，它可以在無風(fēng)冷的情況下在85度環(huán)境溫度下提供持續(xù)的6A的輸出。再下面就是他的一些比較靈活的控制，包括可調(diào)頻率、軟啟動(dòng)、跟蹤。雖然它是一些集成的方案，但是你可以只用三個(gè)元件讓他來工作，可以像分立方案一樣來進(jìn)行設(shè)計(jì)。 下面是一個(gè)對(duì)比，左邊是84620，右邊是由分立元件來搭的電源解決方案。下面是效率的測(cè)試結(jié)果。在輸入電壓5V、輸出3.3V的情況下，84620可以達(dá)到95%的效率，整體是在90%以上。
下面是它封裝的情況。U1是芯片，這個(gè)面積不足200平方毫米，密度可以做到八百瓦每平方英尺。下面是他的一個(gè)封裝的，這是從下面看的底面圖，這是俯視圖。這是47PQFN的封裝，這么小的面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)6A的解決方案。
下面是他的熱效能。因?yàn)樗臒嶙韬苄。?5度（應(yīng)該算是應(yīng)用環(huán)境溫度的上限）下沒有風(fēng)冷可以在12V、5V輸入電壓的情況下提供6A輸出電流。熱成像結(jié)果顯示，輸入12V、輸出3.3V/6A的時(shí)候，環(huán)溫是68度，表面溫度只有58.9。 TPS84620目標(biāo)應(yīng)用有很多，大體是電信方面的（包括基站），還有工業(yè)上和醫(yī)療方面的應(yīng)用。簡而言之，只要需要很高的集成度、很高的密度，就可以考慮84620這個(gè)芯片。 下一款是小功率、高集成度的解決方案TPS82671。它把所有的元器件都集成到封裝里面，外面不需要加任何的東西。輸入輸出電容和電感都集中到這里面，整體尺寸大概在6.7平方毫米。它的特點(diǎn)首先就是600mA負(fù)載能力。它有三個(gè)比較相比競爭對(duì)手典型的特點(diǎn)，第一個(gè)就是它是有3引腳供你使用，不需要任何外接的元件，第二就是尺寸，目前來講是最小的，6.7平方毫米，第三是它的效率，這么高的集成度得益于5.5兆的開關(guān)頻率。
它噪聲的處理通過展頻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這種技術(shù)可以把在EMI峰值壓的很低。它的干擾（包括抖頻）都做的很小。另外，便攜式的要求很多會(huì)用電池，需要電源有省電模式。這個(gè)芯片就是你可以選擇，到底是PWM模式還是省電模式進(jìn)行工作。 它的優(yōu)勢(shì)或者特點(diǎn)，因?yàn)樗阉械臇|西放在一個(gè)整體里面，相對(duì)分立方案來比的話，尺寸幾乎是縮小一半以上，電流密度可以做到90毫安每平方毫米，高度做得很低，可以在超薄的手機(jī)，智能手機(jī)或者是超薄便攜式產(chǎn)品上支持這種應(yīng)用。
下面是結(jié)構(gòu)示意圖。利用PicoStar專利，元件嵌入兩層PCB里面。
下面是82671的應(yīng)用。這是一系列中82671是典型的，主要應(yīng)用是便攜式，包括電話、便攜式助聽器、3D眼鏡、IP電話和便攜儀器儀表。如果您的要求是密度很高、尺寸很小，可以考慮這個(gè)方案。 |
