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TI推出多款新型电源管理芯片 可提高个人电子设

2019-11-03 14:25

据悉,UCC28780是业界第一个量产的有源钳位反激式控制器,UCC24612则是第一个针对有源钳位反激式拓扑的同步整流控制器。

高效率:多模态控制在满载情况下可实现高达95%的效率,待机功耗小于40mW,超过CoC Tier 2和美国能源部VI级能效标准。对于75W以上的设计,工程师还可以将芯片组与新款6引脚功率因数校正控制器UCC28056进行搭配。该控制器针对轻载效率和低待机功耗进行了优化,符合强制性国际电工技术委员会61000-3-2 交流电流谐波限制规定。

图3:UCC28070无桥PFC方案

拥有全球顶尖人才,锐意创新,塑造技术行业未来。今天,TI 正携手超过 10 万家客户打造更美好未来。

灵活的系统设计:即使将电池放置在系统充电器之外,差分电池电压检测线也可以通过绕过PCB中的寄生电阻实现快速充电,提供更精确的电压测量。

图2:PFC输出电容纹波电流

其中,UCC28780的特性是高频率、无散热器,且提供1MHz GaN或Si FET的支持,拥有先进的保护功能。

简化设计:通过使用自适应零电压开关控制等功能,工程师可以通过结合电阻设置和自整定控制器,轻松设计系统。

UCC28070提供了多种独特的系统控制与保护特性,以提高整体系统可靠性。输出过压保护方案配合开环检测特性,可避免系统出现常见的电路板故障。每相位电流都得到了准确的平衡,借助独立的电流感测功能,可避免组件在双相工作模式下过热。此外,UCC28070还提供了欠压锁定、逐周期峰值限流以及系统过温保护特性。

在科学技术日新月异的今天,人们对包括手机、电脑等在内的移动电子设备有了更高的要求。一款易于携带,且拥有超强续航能力的移动电子设备几乎是众多电子发烧友的一致追求。所以,市场对电子产品的功率要求越来越高,而这意味着电源适配器的体积也会随之变大。从目前来看,电源适配器的发展已经到了一个临界点,开发出功率大且易于便携的充电产品已成当务之急。

更快的充电速度:bq25910可以实现95%的充电效率,可在不到30分钟的时间内将标准智能手机电池从空电量充电至70%。

图1:TI大功率电源解决方案

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小尺寸解决方案:bq25910集成了MOFSET和无损电流感测功能,可减少印刷电路板空间,并允许设计人员使用小型0.33μH电感器,从而节省更多空间。

随着虚拟货币的崛起,针对虚拟货币算法优化定制的电脑主机设备“矿机”掀起一阵热潮,2017下半年以来,比特币价格飞涨,也推高了矿机的行情。矿机生意的火爆也成就了矿机电源,特别是对1kW~3kW高效率电源的需求。

TI系统及应用工程经理John Stevens表示:“一般高频里的半导体开发会有损耗,TI的有源钳位反激式方案把不必要的应用功耗省下来。通过有源钳位,没有把漏极作为热能散出来,反过来把漏极功耗转成能量,再回归到输出端里,使整体功耗降得非常低。”

有源钳位反激式芯片组符合现代效率标准

随着比特币全网挖矿难度提高,业界对矿机电源的可靠性及效率提出了更高的要求,长期工作稳定直接关系到挖矿收益,转换效率关系到挖矿成本。相对于传统PFC全桥整流而言,无桥PFC节省了由二极管整流桥导致的损耗,进一步提高电源转换效率,SLUA517应用手册 给出了使用UCC28070实现无桥PFC方案。对于2KW的矿机电源,无桥方案可以减少整流桥损耗20W,以0.3元每度电费计算,每台矿机挖矿周期2年为例,可节省电费105元。

TI推出的新款芯片组将UCC28780 UCC24612相结合,两款芯片加起来可将开关工作频率提高到1MHz,并可帮助AC/DC适配器和USB PD充电器的电源尺寸缩小一半。

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交错PFC 移相全桥架构已经被广泛的用在大功率电源的场合,非常成熟可靠,TI提供全套解决方案。PFC方案采用UCC28070,它是一个二相交错的CCM PFC控制器,能实现很高的PF值和效率,业界很多大功率的模拟PFC方案都采用这个器件。PFC后级高压DCDC采用 UCC28950,它是具有同步整流的移相全桥控制芯片,特别适合高压,高效率以及低EMI的应用。一次侧驱动采用UCC27714, 它是600V4A 高侧/低侧栅极驱动器;同步整流驱动采用UCC21520, 它是5.7 kVrms 双通道隔离式栅极驱动器。

UCC28056的应用市场非常广泛,从数字电视、游戏台式电脑、适配器到电动工具以及其他AC/DC的应用,TI可以提供整套的解决方案。

德州仪器近日推出了多款新型电源管理芯片,可帮助设计人员提高个人电子设备和手持工业设备的效率,缩小电源和充电器解决方案的尺寸。

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为解决这一难题,TI日前推出多款新型电源管理芯片,可帮助设计人员提高个人电子设备和手持工业设备的效率,缩小电源和充电器解决方案的尺寸。

UCC28780同时支持氮化镓和硅FET,先进的自适应功能使有源钳位反激式拓扑结构满足现代效率标准要求。采用基于输入和输出条件改变操作的多模态控制,将UCC28780与UCC24612搭配后,可以在满负载和轻负载条件下实现并保持高效率。

UCC28070的可选编程频率抖动模式使设计人员能在一定范围内扩展开关频率,从而最小化电磁干扰 (EMI) 的生成。这一抖动特性有助于缩小电容器尺寸,使设计人员使用体积更小、价格更低的 EMI 滤波器。

最后,设计简单,通过使用自适应零电压开关控制等功能,工程师可以很容易设计一个非常高效率的有源钳位反激式方案。

TI推出的新款芯片组将UCC28780有源钳位反激式控制器和UCC24612同步整流器控制器相结合,工作频率高达1MHz,可帮助将AC/DC适配器和USB PD充电器的电源尺寸减半。对于需要在小尺寸解决方案中最大化充电效率的电池供电电子设备而言,TI新推出的bq25910 6A三级降压电池充电器可在智能手机、平板电脑和电子销售终端中将解决方案尺寸减小60%。

UCC28070 PFC控制器工作在CCM 模式,采用独特的 180°交错技术,可以最大限度的提高PFC的效率,降低损耗,使功率器件的发热更加分散,散热设计也变得简单,与单端PFC相比,它极大的降低母线大电解电容的电流纹波,从而减小母线电容的体积。

UCC24612的特性则是高性能、简化设计,Si FET可以支持1MHz开关频率,通过普通规格的开关标准。同时具有宽电压操作范围及智能控制提供接近理想的二极管仿真系统等特点。

探索这些新款电源管理器件,了解TI为工程师提供的其它创新、设计和学习辅助工具,欢迎于当地时间2018年3月4日至8日亲临在美国德克萨斯州圣安东尼奥市举行的应用电力电子会议501号TI展台。

PR779是一款 1.2kW 通用输入交错 PFC 转换器参考设计,它具有 390 VDC 输出。在 115 Vac、20% 至 100% 负载的情况下,它的效率可达到 95% 以上。对于同一负载组,如果输入电压是 230 Vac,则效率可达到 97% 以上。对于相同的负载范围,无论是 115 VAC 还是 230 VAC 输入,功率因数都大于 0.98。此设计符合当前 EN61000-3-2 要求。该设计包含两块电路板。主板 PR779和子板 PR780。子板包含驱动动力系统所需的所有控制电路。该控制基于 UCC28070 连续电流模式交错 PFC 控制器。

那么,芯片组UCC28780 UC24612为何能在达到超高功率的同时,又可以将功耗减少约一倍呢?

TI高压电源解决方案副总裁Steve Lambouses表示:“消费者希望以更小的尺寸实现更快速的充电,这些新解决方案不仅能够实现这一目标,而且还能使设计人员以更低的功耗实现比之前更多的功能。”

首先,因其本身损耗非常低,可精准控制功率输出。比如要输出30W,则会将功率范围锁定在30W左右,不会有太多的余量需求,可使变压器缩小。

封装和供货

除了推出UCC28780 UCC24612的芯片组外,TI还推出了一款新的UCC28056 PFC控制器,可最大程度帮助工程师的设计达到最高效率、最低待机功耗以及简化系统设计等需求。UCC28056待机功耗非常低,只有25mW,允许将PFC永远打开。在以往的设计中,轻载或待机时PFC会断掉,UCC28056则不需要。

功率密度提高一倍:该芯片组可在高达1MHz的频率下实现高效运行,与目前的解决方案相比,可将尺寸缩小50%,而且功率密度更高。

简言之,前者为整套方案,包括UCC28780、UCC24612以及MOSFET,而后者为单品,主要被用于研发同步整流开关等。

采用创新的三级功率转换技术,bq25910与传统架构相比,可显著降低热损耗,将充电速度提高50%。

此外,TI还展示了UCC28780EVM、UCC24612EVM两款开发板,分别售价499美元和100美元。其中,499美元为整套EVM板,里面包含氮化镓的驱动及整个方案,而售价100美元的则主要针对UCC24612小型的EVM板。

所有这些新款器件现均有提供,封装和评估模块供货情况如下表所列。

最后,TI还为客户提供 65W USB Type-C 的参考设计,这款参考设计可达到30W/立方寸的功率密度,实现92%的峰值效率。

三级降压电池充电器可实现更高的充电效率

据悉,该芯片组的待机功耗小于40mW,符合全球每一个国家地区的待机标准。并且,TI提供的整套解决方案还可让客户快速地投入量产。

关于德州仪器

其次,通过多模式控制实现超高效率。目前,已经超过欧美主要的几个国家的效率标准,比如欧洲的CoC Tier2和美国的DoE Level VI。

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关键词: 效率 功耗 功率 芯片组