在新設(shè)計(jì)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)下 數(shù)位電源即將爆發(fā)

德州儀器 ( TI )日前首度將微控制器和可配置狀態(tài)機(jī)整合在單晶片中，開發(fā)出針對(duì)隔離式電源的新一代單晶片數(shù)位電源控制器，并表示，透過結(jié)合收購(gòu)自美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的可支援高電壓PMBus系統(tǒng)的電源管理和保護(hù)IC，以及TI的負(fù)載點(diǎn)類比PWM控制器和MOSFET驅(qū)動(dòng)器等元件，能為開發(fā)者提供一個(gè)單一的PMBus通訊線路，而且能透過整合的單一GUI來進(jìn)行所有設(shè)計(jì)。

數(shù)位電源技術(shù)已經(jīng)超越新興技術(shù)階段，接下來的3~5年內(nèi)，我們將看到數(shù)位電源應(yīng)用真正爆發(fā)，TI高性能隔離電源產(chǎn)品經(jīng)理Brian McCarthy指出，盡管在今天的伺服器、電信等電源設(shè)計(jì)中，類比仍是主流，但“新設(shè)計(jì)已經(jīng)有90%都開始采用數(shù)位電源設(shè)計(jì)了。”

從技術(shù)上來看，這代表著數(shù)位電源再向前跨進(jìn)了一大步。特別是因應(yīng)云端趨勢(shì)，新一代資料中心將更需要數(shù)位電源技術(shù)，McCarthy說。“新一代伺服器電源設(shè)計(jì)需要達(dá)到更低的總諧波失真(THD)、更好的功率因數(shù)，以及在各種負(fù)載條件下都能達(dá)到更好的效率，但傳統(tǒng)的類比設(shè)計(jì)很難做到這些，因此，今天的伺服器電源設(shè)計(jì)，都開始轉(zhuǎn)向數(shù)位，或是在其中包含更多的數(shù)位設(shè)計(jì)。”

TI展示了針對(duì)伺服器、電信設(shè)備和基礎(chǔ)架構(gòu)電源設(shè)計(jì)所提出的完整解決方案，包括 PMBus介面的高壓系統(tǒng)電源管理和保護(hù)元件LM5066 ；隔離式數(shù)位電源控制器UCD3138；閘極驅(qū)動(dòng)器UCC27210/UCC27254、偏置電源開關(guān)UCC25230；PMBus負(fù)載點(diǎn)類比PWM控制器TPS40422；以及NexFET CSD87350Q5D。 UCD3138 是TI 力推的新一代隔離式數(shù)位電源控制器。它在單晶片上整合了一個(gè)包含ARM7核心、12位元ADC和記憶體的完全可編程32位元微控制器(MCU)；以及同樣是完全可編程，用于回路控制的狀態(tài)機(jī)。

這種組合的好處在于其專有的硬體架構(gòu)能分別進(jìn)行回路控制/輕載管理、監(jiān)控和通訊等任務(wù)，進(jìn)而提高整體運(yùn)作效率。 McCarthy表示，許多電源設(shè)計(jì)師在從類比轉(zhuǎn)換到數(shù)位架構(gòu)時(shí)，都要經(jīng)過很長(zhǎng)的評(píng)估期，因?yàn)橘Q(mào)然改變?cè)O(shè)計(jì)可能帶來極大風(fēng)險(xiǎn)。因此，TI以UCD3138為基礎(chǔ)，提供了AC/DC和隔離式DC/DC參考設(shè)計(jì)，以加快轉(zhuǎn)移到數(shù)位電源架構(gòu)的腳步。

在類比世界中，客戶通常都希望某種設(shè)計(jì)能提供某種特定功能，而在轉(zhuǎn)移到數(shù)位設(shè)計(jì)后，我們?nèi)匀荒茏尶蛻魧?shí)現(xiàn)這些特定功能，以滿足他們的需要，McCarthy說。這是因?yàn)門I一直保持著對(duì)類比技術(shù)的投資，這讓該公司的解決方案能同時(shí)享有數(shù)位技術(shù)的高整合度和降低系統(tǒng)成本好處，以及保有類比技術(shù)快速反應(yīng)等優(yōu)勢(shì)。

此外，TI最近也推出了針對(duì)高密度電源轉(zhuǎn)換器中MOSFET與氮化鎵(GaN)功率場(chǎng)效電晶體(FET) 使用的低側(cè)閘極驅(qū)動(dòng)器LM5114和UCC27511。LM5114 可驅(qū)動(dòng)同步整流器與功率因數(shù)轉(zhuǎn)換器等低側(cè)應(yīng)用中的GaN FET與MOSFET；UCC27511則是接腳相容的4A/8A低側(cè)閘極驅(qū)動(dòng)器。 LM5114 可透過5V電源電壓的獨(dú)立源極與汲極輸出驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)MOSFET 與GaN FET。