电源管理IC是电子产品和设备中至关重要的一环，负责电子设备所需的电能的变换、分配、检测等管控功能。日新月异的电子产品应用和节能环保的要求对电源管理IC提出了更高的要求，提高功率密度更是电源管理行业一直以来的前沿趋势。

作为电源管理行业的领导企业，TI（德州仪器）在今年上半年陆续推出了一系列独具特色的电源管理IC。在近日举办的线上媒体沟通会中，TI又带来了新一代的高功率密度产品BQ25790和BQ25792，同时德州仪器降压DC/DC开关稳压器副总裁Mark Gary和德州仪器电池管理解决方案产品线经理Samuel Wong也为记者介绍了电源行业的趋势并带来了TI的最新整体解决方案及TI在氮化镓上的新进展。

电源管理行业五大前沿趋势

“从几年前开始，TI就一直在关注电源行业的前沿趋势。TI总结了五个在行业里重要的指标，我们认为这五个指标是接下来5-10年决定一个公司是否能够继续在电源管理行业保持领导地位的重要因素。”Mark Gary表示。

（1）高功率密度。简单来说，是在更小的面积或是在既有面积不变的情况下，提供更高的功率。

（2）低EMI（电磁干扰）。尽量减少对其他系统组件的干扰，并简化工程师的设计和鉴定流程。这是所有工程师都非常感兴趣的一点。

（3）低IQ。延长电池寿命与储存时间、实现更多功能。

（4）低噪度、高精度。衡量在一个器件、设计或本身的产品中不对其他系统或其他模块产生干扰的指标，通过降低或转移噪声可简化电源链并提高精密模拟应用的可靠性。

（5）隔离。未来前沿的电动车系统中，通常高压和低压系统同时存在，因此一个器件如何在非常严苛的环境下避免被其他系统或模块干扰，是隔离指标对产品所产生的帮助。

在TI看来，未来在这个行业里5-10年的趋势不会改变。Mark Gary认为：“全球对于视频、信息交换、数据互联互通的需求持续上升，根据这样的需求，对于分布式电源管理和产品如何在不断缩小的终端产品尺寸下，一样能够满足同样的功率甚至提高功率的需求，是行业中非常迫切且重要的话题。”

功率密度提高了50%，降压-升压电池充电器BQ25790/2

功率密度为何如此重要？Samuel Wong从两方面解释道：“第一，如果有高的功率密度，那意味着可以有更高的充电功率和充电电流，就会有更高的充电效率；第二，更高效的充电效率又代表着充电损耗会更小，在充电的过程中带来的热耗散会更小，因此充电过程中的温度提升会比较少。”

TI近日最新推出了一款新的升-降压充电IC产品BQ25790和BQ25792，可以支持5A的充电，1-4节充电电池；可以适配当前USB Type-C、USB PD的标准；同时支持无线双输入充电。它将传统的5W-10W输入端口提升到了100W，可以给更多种的应用来提供更大的功率进行充电。此外，还可以在降压模式与升压模式下工作，也可以根据需求工作在升降压状态下，提供更广泛的应用范围。

这款升降压IC集成了很多外部器件，是TI首个完全集成功率MOSFET、充电路径管理FET、输入电流和充电电流检测电路和双输入选择驱动器这些组件的器件。相较于传统的升降压IC的控制器，它的整体应用面积也会更小一些。例如，在30W场景下对电池进行充电，这颗芯片可以达到97%的效率，在整个充电过程中，几乎不会感受到它的发热。伴随着高功率密度，在充电的过程中可以提供50%甚至更高的能量。此外，这颗器件还有低 IQ的设计，它的静态功耗只有1µA。在一年的存储状态下，器件的电量损耗大概在0.05%。

高集成度可以让开发者在使用时节省整体开发的时间，同时，TI提供了更多的设计参考文件在官网上，能够帮助开发者尽快进行终端产品设计。

BQ25790/2的应用除了在智能手机、平板电脑等个人电子产品之外，也适合工业类应用，如医疗类产品，这些产品需要更大的功率的器件，USB Type-C、USB PD接口可以让医疗产品享受到更快速以及温度更低的充电体验，且不需要专门的适配器。

高电流、小尺寸、隔离，TI新品各具特色

除了近期推出的BQ25790/2，TI在今年上半年也陆续推出了多款电源管理IC，满足不同应用需求。

今年的3月发布的TPS546D24A是一款针对大电流、FPGA或处理器设计的产品，亮点是，它本身是可以堆叠的DC/DC转换器，单颗产品可以支持40A电流，当堆叠4颗时可以支持最高160A电流。其尺寸非常小，采用5 mm×7mm 方形扁平无引线（QFN）封装。同时开关频率高达1.5M，可以支持非常大的电流，在非常小的面积下，提高产品本身的效率。

TPS546D24A除了能够实现在设计上减少其他的外部元件，还能够减少最多达6个外部的补偿元件；由于它拥有了TI特别的QFN封装，使得热损耗更小，相比竞品在同等情况下，热损耗低13℃；这颗产品拥有非常小的导通电阻，整体设计上比其他业界同款产品效率提高3.5%；同时支持非常低的电压输出，输出电压误差小于1%，具有管脚复用可配置性，在非常高的精确度下，能够为产品提供更准确的设计。

TPS546D24A应用场景包括数据中心与企业计算、无线基础设施、有线网络等。在85℃的环境温度下，工程师可以更大限度地提高功率密度，并提供高达160 A的输出电流，比市场上其他功率集成电路高四倍。

今年2月份发布的TPSM53604是一个36V/4A的电源模块，内部集成了电感和其他器件，使得产品整体面积缩小30%。该模块采用5mm×5.5mm QFN封装，产品本身的高度是来自模块里集成的电感。这款产品可以支持效率高达95%、总面积为85mm2的单面布局设计。产品下有一块散热片，能够达到更高效的散热目的。在工业和其他应用方面，这个产品能够更优化EMI和运行，满足CISPR 11 B级标准。

TPSM53604适用于各种各样严苛的环境下的工业应用，包括工厂自动化和控制、电网基础设施，以及工厂需要的测试和测量仪器。对于设计工程师来说，可以将产品设计尺寸减少30%，并且功耗能够减少50%，也能够节省产品设计开发的周期，能够更快速地推出产品。

今年2月份发布的UCC12050/40特色在于集成变压器技术，能够将电力传输隔离开来，并且将这样的功效性能在非常小型的IC尺寸内封装，能够提供500mW高效隔离的DC/DC电源。这款产品是第一款采用TI新型专有集成变压器技术的产品，能够实现业界上更低的EMI效率。

UCC12050在运输、电网架构、医疗应用等需要隔离的场景下具有很大优势，能够确保产品在高低电位差里受到保护，并正常地运作。

TI GaN新进展

当前，以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体材料及相关器件芯片已成为全球高技术领域竞争战略制高争夺点。GaN具有独特的异质结电子结构和二维电子气，在此基础上研制的高电子迁移率晶体管(HEMT)是一种平面型器件，可以实现低导通电阻、高开关速度的优良特性。

据Mark Gary介绍，虽然业界在2015年左右才开始出现GaN的话题和需求，但布局超前的TI在2010年开始，就已经研发相关技术了。在2018年TI与西门子共同展示了首个10千瓦的云电网与GaN的连接。在2020年底，预计将会有超过3000万小时的可靠性测试，来增加对于新的产品和新的原物料的信心。

经过十年的积累，TI 150mΩ、70mΩ和50mΩ GaN FETs的完整产品组合已经进入批量生产阶段，最近TI也发表了其自主研发的一个对流冷却，能够提供900V、5kW双向AC/DC平台的产品，进一步扩展GaN 在汽车、并网存储和太阳能等领域的新应用。

TI的这款双向转换器能够支持900V，而且没有外围冷却风扇的情况下，峰值效率可以高达99.2%。该方案具有拓展性，是堆叠性的，它的功率密度能比传统的IGBT方案高出3倍左右。TI解决方案，包括C2000数字控制器产品，能够帮助客户实现完整的解决方案的设计。

TI一直是强调整体的解决方案，评估整个系统上能够带来成本的效益。Mark Gary指出：“当前大家看到GaN的成本是高于Silicon（硅）的，但长远发展上GaN更具有发展趋势，它的成本是能够低于硅的，以整体的系统和客户上面的效率来看，当产品尺寸缩小，减少热和功耗方面的损失，这个产品本身又能够实现比现有原物料更佳的成本基础。我们认为这是未来很重要的一个趋势。”

除了TI产品本身之外，TI提供的各种设计开发工具以及E2E平台，加速工程师和客户的产品开发过程。