工业4.0下创新不止步 业界首款40A单相降压传感器

随着工业4.0、中国制造2025相继提出，代表着第四次工业革命已经在世界各地拉开了科技角逐的帷幕。那么以智能制造为主题的革命背景下，电源作为现代科技产品工作的主要动力来源，又需要哪些技术升级或创新?

讨论工业革命下电源技术的创新，首先就要明确工业4.0所强调的技术重点——自动化、智能化和互联化。要落实这三点技术就需要提高云计算、云储存以及大数据处理的能力，就不得不提支撑着“云”发展的电源管理技术，而电源管理的关键就在于电源转换。受工业4.0的影响电源功率转换主要呈现四大趋势：更高的能源转换效率、更高的集成度、承受更高的电压以及更高的功率密度。

顺应上述电源功率转换趋势，TI推出了业内首款单相DC-DC降压传感器——TPS548D22，该款产品可以处理40-A持续负载电流，为高电流单相降压转换设定了新标准。TI 模拟产品业务拓展经理赵向源介绍：“目前单相降压传感器最大电流只能做到30-A到35-A。如果业界真的需要40-A到50-A，大家就会采用用两相来做，这意味着控制要分布在两端，外围需要两套器件，特别是需要两个电感。而TPS548D22只使用一个电感，这样将会加大提升电源功率密度。”

(TI 模拟产品业务拓展经理 赵向源)

相较于传统的传感器，TPS548D22创新性的单相设计减少了多余的内部集成部件，使得传感器有了更大的空间用来集成其他器件。而这也是TPS548D22另一项创新——全面集成。TPS548D22也是第一颗集成MOSFET管的单相处理器，548D22利用了TI独有的MOSFET制程，在其内部集成了两颗MOSFET管，上管只有2.9毫欧、下管1.2毫欧。MOSFET管跟控制模式联系起来，简化外围复杂补偿，不需要复杂的R、C网络，全部在芯片内部实现。

集聚高集成和多功能于一身的TPS548D22采用了TI独有的堆栈(PowerStack)技术，使得芯片之间走线缩短，在5mm封装内实现高集成，从而保障高达40A的大电流高效输出。我们都知道，DSP供电需要很高的电压精度，电压变化，处理器的处理频率也会跟着变化。TPS548D22要保障大电流的输出不仅仅只靠封装技术，差分远端检测技术也是保障TPS548D22能够输出电压稳定的重要创新技术之一。TI将PPB走线上的压降损耗考虑在内，进行差分远端检测，直接检测负载端电压，进行反馈，由此保证了系统整体的输出精确度。加之这颗传感器内的无缓冲设计，使得它在40A大电流工作时不会产生过压现象，保证了芯片的安全。

(堆栈封装技术结构)

在此次活动中TI还发布了另一款新产品——功率密度最高的10MHz串联电容降压转换器TPS54A20。TPS54A20在业界普遍使用的降压处理器的基础上增加了一个串联电容，通过这个电容，实现10-MHz高频转换。

增加了电容的降压转换器的电容电压只需要是输出电压的二分之一，这给系统带来了更高的效率以及安全性。54A20通过两相交错工作，举例来讲若工作频率为10-MHz，则对于每一相来说，只需要5-MHz，功而达到优化效率的目的。值得一提的是54A20把最小导程时间仅为14纳秒，较目前业界最低导程时间还要少17纳秒，也正是54A20只有14纳秒的导程时间才保障了10-MHz工作频率成为了可能。

我们通过对比TI 前代产品54020与54A20来看54A20的独特优势，这两个产品都是10-A转换器。54020是500KHz，54A20是10MHz。K方频率从500K提升到了10M，从下图两个产品的对比图中可以看出，54A20与之前产品相比体积缩小了八分之一、面积缩小了二分之一、电感高度从4.8mm变成了1.2mm，满足了电源转换器小尺寸、高效高频转换的需求。

无论是业界首款单相降压传感器还是工作频率最高的电源转换器，电源管理技术都在推动着工业革命的发展。