工业4.0的关键技术需求之电源管理创新

标签:创新工业4.0半导体德州仪器电源管理TPS548D22TPS54A20

访客:112059  发表于:2016-06-30 16:23:49

实现工业4.0的五大关键技术

工业4.0和中国制造2025,是科技创新和产业变革的时代产物,其核心是生产的自动化、智能化和互联化,这也给半导体行业提出了五大关键技术需求。

第一是感测,传感器可以对工业现场信息进行采集,是智能化的基础。

第二是高精度模拟,工业领域需要非常精密的信号采集、信号处理和信号控制,相对应的就需要高精度器件,如高精度的放大器、数模转化器。

第三是嵌入式处理与通信,包括有线、无线的接口技术,如工业以太网,包括CAN。这种无线技术构成了整个工业4.0环境的互联化基础。

第四是隔离。工业现场比较嘈杂,环境恶劣,隔离是实现工业智能化的关键技术,可以确保系统安全可靠运行。

第五是电源管理。电源无处不在,工业4.0需要与之匹配的先进电源技术,如在工业环境中很多传感器都需要电池供电,要求电源必须小尺寸、低功耗、省电,不需要经常更换传感器。

工业4.0的关键技术需求之电源管理创新

TI 模拟产品业务拓展经理赵向源

TI电源管理创新实现高效的电源转换

电源管理的关键是将电源高效转换,如何减小损耗是个问题。德州仪器模拟产品业务拓展经理赵向源向记者介绍,TI在电源设计方面拥有三十多年的专业技术经验,所开发的强大、易用的设计工具能够帮助用户加快产品推向市场的时间,高效率、高集成度、更高电压、更高安全度、更高功率密度将是电源创新设计的主要体现

近期,TI的创新电源解决方案又多了两款新产品,分别是业界首个带有真差分远程电压感测功能的40-A, 16-VIN同步降压DC/DC转换器——SWIFT TPS548D22;以及业界首款12-V,10-A,10-MHz串联电容降压转换器——TPS54A20。

工业4.0的关键技术需求之电源管理创新

TPS548D22 SWIFT™ 转换器的四大优势

TPS548D22为高电流单相降压转换设定了一个新基准,TPS548D22 SWIFT™ 降压转换器可在5mm x 7mm的空间内输送高达40-A的持续负载电流。TPS548D22带有一个小尺寸PowerStack™封装和集成金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),可在空间受限的应用中驱动专用集成电路(ASIC)和数字信号处理器(DSP)。它采用D-CAP3™控制模式拓扑结构,在不同温度下具有0.5%的基准电压精度和真差分远程电压感测功能,真差分远程电压感测可改善负载调节,以提高整体系统精度,可以满足深亚微米处理器的电压要求。

赵向源介绍,TI在传统电源管理的优势不是产品的创新,而是电源方案的创新,TPS548D22的最大的特点,一是单相40-A,这是业界最大的电流;二是最高传输精度,常温下±0.5%;三是动态响应比较快,因为应用了特殊的控制技术;四是利用特殊的封装技术,实现5mm x 7mm的最小封装。

工业4.0的关键技术需求之电源管理创新

TPS54A20 SWIFT™ 转换器的四大优势

TPS54A20的电流密度超过50 A/cm3,相当于行业内其他12V功率管理部件或电源管理解决方案的4倍。TPS54A20还具有独特的两相、串联电容DC/DC降压拓扑结构,它将开关电容电路和多相降压转换器集为一体。这种拓扑结构在输入输出电压方面做出了牺牲,换来了高效运转;缺点是它不能实现很高的占空比,输入、输出电压的范围有了局限性,好处是这个产品是给DSP、ASIC这样的核电压、存储器供电,电压一般情况下是1.2-V、1-V,甚至更低在服务器、工业、通信等对体积、高度要求比较高的领域,具有非常好的应用。

此电容转换技术可以实现高效、高频操作,同时其尺寸也比传统转换器小7倍之多,可在每相高达5 MHz的条件下高频运作,而无需特殊磁性元件或复合半导体,设计者可在8 V至14 V的输入和10-A输出应用中使用。TPS54A20的产品高度小于2mm,尺寸、重量和物料清单(BOM)均有所缩减,可在印刷电路板(PCB)背面放置微型10-A稳压器,工程师能够在工业服务器或其他空间受限应用中使用。

文/烨岚

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