TI：我家的數(shù)字電源芯片直指80PLUS鈦金牌

電源管理一直是系統(tǒng)架構師和電源設計者的重點關注領域之一。從技術角度來看，數(shù)字電源在可控因素較多、實時反應速度更快、需要多個模擬系統(tǒng)電源管理的、復雜的高性能系統(tǒng)應用中，相比模擬電源具有優(yōu)勢，并且能夠消除由離散元件引起的不穩(wěn)定和電磁干擾等優(yōu)點。從市場角度來看，數(shù)字電源更具靈活性，減少分立元件的數(shù)量、降低整體占位面積、提高功率密度和監(jiān)控能力，從而降低總體材料生產(chǎn)成本，幫助加快許多產(chǎn)品的上市速度。

 

 

德州儀器工業(yè)類隔離電源市場經(jīng)理吳萬邦

 

因此，數(shù)字電源在高精度電源中的應用越來越廣泛，成為現(xiàn)代電源技術發(fā)展的一個重要方向。IHS公司旗下的IMS Research 報告曾預計，2017年全球數(shù)字電源市場營業(yè)收入將增至124億美元，數(shù)字電源IC市場也會急劇增長到26億美元。

 

服務器現(xiàn)在是數(shù)字電源的最大單一市場，F(xiàn)acebook、Google等服務器、數(shù)據(jù)中心非常耗電，對電源效率、集成度和整體性能的要求越來越高。LED照明解決方案的使用也在不斷的增長，尤其是需要滿足切相調(diào)光解決方案適合采用數(shù)字電源控制來實現(xiàn)對不同相位調(diào)光器的兼容性。同時，筆記本與平板電腦、家用電器、智能手機、電動汽車等領域對數(shù)字電源的需求也成爆炸式增長。從中可以看出，未來幾年內(nèi)數(shù)字電源的營收增長勢頭將遠遠超過模擬電源。

 

 

不同的應用適用不同的拓撲結構設計

 

近日，美國德州儀器公司（TI）推出了一套數(shù)字電源IC產(chǎn)品組合，據(jù)稱是業(yè)內(nèi)首款具有智能數(shù)字控制和獨一無二的體二極管感測功能的數(shù)字電源管理芯片組。該公司工業(yè)類隔離電源（AC/DC, DC/DC, 新能源）市場經(jīng)理吳萬邦介紹說，此次推出的數(shù)字電源管理芯片組包含UCD3138A數(shù)字控制器和 UCD7138低側柵極驅動器，廣泛適用于通訊電源、服務器電源、游戲機電源、PC電源以及各種工業(yè)類電源。測試數(shù)據(jù)也表明，UCD3138A與UCD7138組成的電源芯片組比UCD3138A控制器單獨使用在電路中會提升將近2%的效率。

 

“現(xiàn)在市場上每個供電電源都希望盡可能的節(jié)省成本，如果供電電源很消耗電源的話，其背后數(shù)據(jù)中心的消耗和費用就會更大。而在降低功耗方面，80 PLUS電源比普通電源有著更高的轉換效率，而TI此次推出的電源芯片組則有助于實現(xiàn)業(yè)界最高標準的80 PLUS鈦金牌認證。”吳萬邦強調(diào)說。

 

80PLUS認證目前分為白牌、銅牌、銀牌、金牌、白金牌和最高端的鈦金牌，電源產(chǎn)品對于電源80PLUS認證非?？粗?。鈦金牌認證要求很高，它要求10%負載、20%負載、50%負載、100%滿載時，轉換效率分別達到90%、92%、94%和90%的高標準，鈦金牌的嚴苛要求對于電源制造商來說又是一個挑戰(zhàn)。TI芯片組可優(yōu)化下一代AC/DC電源中的次級側同步整流，極大的改善了系統(tǒng)效率，與其他數(shù)字電源解決方案相比，可將同步整流 MOSFET電壓應力銳減一半，能夠幫助電源廠商應對鈦金牌認證。

 

吳萬邦表示，UCD3138A為高集成度且可定制的數(shù)字電源管理控制器，其3x3mm的小型封裝中整合了強大的32位ARM7處理器、多個可編程硬件控制環(huán)路、高速高精度數(shù)據(jù)轉換器以及兩個通用異步收發(fā)器（UART）+PMBus接口，可為服務器、電信整流器以及大功率的DC-DC模塊中包括LLC在內(nèi)的所有電源拓撲提供電源密度和高可靠性。

 

他還進一步表示，與其他數(shù)字電源解決方案相比，該芯片組在同步整流器內(nèi)對死區(qū)時間的精準控制可最大限度地減少功率損失，同時降低MOSFET故障的風險。死區(qū)控制在很多的脈沖信號控制芯片中都得到應用，該芯片組在快速數(shù)字控制算法中采用體二極管電壓信息來動態(tài)地優(yōu)化死區(qū)時間，并可以補償功率級組件變化，消除傳統(tǒng) MOSFET VDS ON 感測器件的信噪比難題，從而無需在批量生產(chǎn)中進行校準或篩選，提高了效率和可靠性。