電源管理行業正呈現出五個重要趨勢：

1. 高功率密度：可以在降低系統成本的同時實現更多的系統功能。

2. 低EMI：盡可能減少對其他系統元器件的干擾，從而簡化系統的設計和認證流程。

3. 低靜態電流（IQ）：延長電池續航時間和存放時間，進而實現更多功能，延長系統使用壽命，降低系統成本。

4. 低噪聲、高精度：降低噪聲，從而簡化電源鏈路，提高精密模擬應用的可靠性。

5. 隔離：在高壓和關鍵安全應用中實現更高的工作電壓和更高的可靠性。

在未來5到10年，這五個重要指標決定了一家公司是否能夠繼續在電源管理行業處于領導地位。

同時，在生態環境方面，全球對信息交換和互聯互通的需求也一直在不斷上升。因此，對于新功率器件、分布式電源管理，以及產品如何在更小的應用和更小的終端產品尺寸下，一樣能夠滿足同等功率甚至更高功率的需求，就成為這個行業里非常迫切、重要的話題。

日前，德州儀器（TI）針對上述五個趨勢一口氣介紹了五款創新電源器件。今天，EDN就帶大家了解下它們相比既有器件實現了怎樣的性能提升。

升降壓電池充電器BQ25790/2：功率密度提高50%，充電速度提高3倍

“為什么功率密度對于功率器件，尤其是小封裝產品，會非常重要？”德州儀器電源管理解決方案產品線經理Samuel Wong表示，可以從兩點來看：

首先，如果有高功率密度，那么就可以有更高的充電功率和充電電流，也即可以在30分鐘的時間里將電池充滿或者充70%左右的電量。

其次，高功率密度可以有更高效的充電效率，也即充電損耗會更小，在充電的過程中所帶來的熱耗散也更小，充電過程中的溫度提升也會比較少。

BQ25790和BQ25792是新一代升降壓充電IC，可以支持高達5A的充電，1-4節充電電池?？梢赃m配當前USB Type-C、PD的標準，同時支持無線雙輸入充電。它將傳統的5到10W輸入端口提升到了100W，可以給多種應用提供更大的充電功率。此外，這款IC可以在降壓模式與升壓模式下工作，也可以根據需求工作在升降壓狀態下而滿足更廣泛的應用范圍。

“這款升降壓IC集成了很多外部器件，包含功率MOSFET、電池FET、電流檢測電路和雙輸入選擇器。它有著很高的功率密度，比同類產品高50%，達到155mW/mm2，其整體應用面積也會更小一些。例如，如果在30W場景下對電池進行充電，這顆芯片可以達到97%的效率，而在整個充電過程中，幾乎感受不到它的發熱。“

除了很好的功率密度設計之外，這顆器件還具有1μA的低IQ設計，也即在一年的存儲狀態下，其電量損耗僅有大概0.05%。

這顆器件除了智能手機、平板電腦之外，也可以去支持更多的工業類應用，比如醫療類產品?！艾F在一些醫療產品也會需要更大的功率器件，因為內部具有電機。這款產品可以讓醫療產品享受到更快速、溫度更低的充電體驗，并且不需要專門的適配器，可直接使用USB標準下的通用適配器來完成快速充電?！盬ong解釋說。

可堆疊DC/DC降壓轉換器TPS546D24A：實現大電流FPGA和處理器電源功率密度更大化

TPS546D24A是一款針對大電流FPGA或處理器設計的DC/DC轉換器。這款產品的亮點是它可以堆疊，單顆產品可以支持40A電流?！爱斈愣询B4顆時可以支持最高160A電流。本身尺寸也非常小，是一個5mm×7mm的無引腳QFN封裝。同時，這款產品開關頻率高達1.5MHz?！钡轮輧x器降壓DC/DC開關穩壓器副總裁Mark Gary介紹說。

TPS546D24A具有以下優勢：

1. 電源更?。嚎蓽p少電路板中多達6個外部補償元件。

2. 熱性能更佳：實現8.1℃/W的低熱阻，工作溫度比其他DC/DC轉換器低13℃。

3. 在高開關頻率下提高效率：采用0.9mΩ低邊MOSFET，比其他DC/DC降壓轉換器效率高3.5%。

4. 滿足嚴格的電壓精度要求：輸出電壓誤差小于1%，具有管腳復用可配置性，可幫助用戶針對故障報告實現更精確的電流監控。

“在85℃的環境溫度下，這款產品可以堆疊4顆，提供高達160A的電流支持。現在市場上有許多有線網絡、5G基站基礎設施、企業級的數據中心都是建設在比較嚴峻的環境下，但是同時卻需要提供非常大的電流和功率密度。這款產品能夠4顆堆疊，因此與市場上的同類電源IC相比電流高出4倍?！盙ary補充說。

TPSM53604：小尺寸36V、4A電源模塊將解決方案尺寸減小30%

TPSM53604電源模塊產品是個5mm×5.5mm QFN封裝，這個產品的高度取決于模塊里集成的電感。這款產品可支持效率高達95%、總面積為85mm2的單面布局設計。

TPSM53604的優勢：

1. 電源更小更簡單：采用標準的QFN封裝，可為常見的24V、4A工業應用提供最小解決方案。

2. 高效散熱：能夠在高達105℃的環境溫度下工作。

3. EMI優化設計：滿足CISPR 11 B級標準。

TPSM53604的亮點：

在工廠自動化設計、電網基礎設施建設等各種嚴苛的工業應用中，這款產品可以幫助工程師有效地將產品設計尺寸減少30%，并且將功耗減少50%?！斑@樣的設計能夠提供更大的效益，包含它們本身也能夠節省產品設計開發的周期，并且能夠讓產品更快速地推出到市場?！盙ary表示。

UCC12050/40：變壓器集成技術將隔離式供電做到IC內部

UCC12050/40采用變壓器集成技術，將隔離式輸電做到了非常小的IC封裝內部，能夠提供500mW高效隔離式DC/DC電源。

“在業內所有的電源設計EMI都是一個很重要的課題。這款產品能夠實現業界最低的EMI，它也是第一款采用TI新型專有變壓器集成技術的產品。”Gary介紹說。

UCC12050的優勢：

1. 提高功率密度：其功率和功率密度是市場同類解決方案的2倍。

2. 低EMI：集成式變壓器具有更低的初級和次級電容，能夠優化EMI的性能。

3. 增強隔離、寬溫度范圍：具有8mm爬電距離和電氣間隙的增強隔離，可在地電位不同時提供保護和魯棒性。

UCC12050的亮點：

1. 可以提供更小的器件尺寸，進而將終端產品或應用解決方案尺寸縮小。

2. 在業內，運輸、電網架構、醫療應用都非常需要這樣的隔離解決方案，從而對220V輸入和低壓輸出提供隔離。這樣的隔離方案能夠確保產品在這樣的高低電位差下受到保護，并能夠正常地工作。

GaN最新的規劃與進展

首先來看下TI GaN的三個方面：

1. GaN能夠讓DC/DC電源實現更快的開關速度。在開關的過程中，就會產生功耗和熱量損失。因此，如果把開關速度加快，就能夠把功耗以及過沖減少。目前，GaN可以達到150V/ns的速度，開關頻率高達2MHz甚至10MHz以上。

2．可靠性。TI內部已經有超過3000萬小時的可靠性實驗資料，能夠確保這種產品終身的可靠性。

3. TI對于GaN新元素和概念的規劃。TI的GaN會在自己的工廠和供應鏈生產，適用于TI現在對客戶所支持的不間斷業務。再以長遠規劃來說，雖然現在GaN的成本是高于硅的，但從長遠來看GaN更具有發展趨勢——它的成本是能夠低于現在的硅的，并且它還具有把產品尺寸縮小，減少熱和功耗損失的優勢。

現在TI已量產150mΩ、70mΩ和50mΩ GaN FET產品。在2018年TI也和西門子一起展示了業界首個采用GaN的10kW云電網鏈路。最近TI也展示了其自主研發的對流冷卻、900V/5000W的雙向AC/DC平臺。這一平臺將能進一步拓展GaN在汽車、電網儲能、太陽能等新型應用中的采用，Gary介紹說，“雖然業界在2015年左右才陸陸續續有這樣的話題和需求，但是TI從2010年就開始了自主研發，因此TI在過去十年已有非常好的積累?！?/p>

基于TI GaN的900V、5kW雙向轉換器，可以在無風扇的情況下實現高達99.2%的峰值效率。這個方案可拓展、可堆疊，其功率密度能比傳統的IGBT方案高出3倍左右。這樣的解決方案，也包括C2000數字控制器產品，能夠幫助用戶實現完整的方案設計。