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近日，德州儀器（TI）推出了兩款具有業(yè)內(nèi)最高性能指標(biāo)的DC-DC轉(zhuǎn)換器，它們分別是業(yè)界最高電流的40A/16VIN轉(zhuǎn)換器TPS548D22和業(yè)界最高功率密度的12V/10A/10MHz DC-DC轉(zhuǎn)換器TPS54A20。那么，這兩款轉(zhuǎn)換器的開發(fā)背景如何，其中的關(guān)鍵技術(shù)是什么呢？TI模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理趙向源向我們做了介紹。 趙向源說，TPS548D22和TPS54A20都屬于TI的SWIFT（Switcher With Integrated FET）家族，這是一系列面向36V以下電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用、集成FET管的開關(guān)電源產(chǎn)品，它們針對DSP、FPGA和ASIC供電進(jìn)行了優(yōu)化，具有高功率密度、高級封裝、高級特性、簡化設(shè)計等特點(diǎn)。其應(yīng)用領(lǐng)域包括服務(wù)器、電信和數(shù)據(jù)通信、醫(yī)療和測試測量等行業(yè)。 TPS548D22 據(jù)介紹，TPS548D22是輸出電流最大的單相降壓16Vin DC-DC轉(zhuǎn)換器，可輸送高達(dá)40A的持續(xù)負(fù)載電流。不僅如此，其整體輸出精度高，不需要外部補(bǔ)償，易于用戶進(jìn)行電源設(shè)計。TPS548D22在全工作溫度范圍（-40ºC至125ºC）內(nèi)的容差為±0.5%，具有差分遠(yuǎn)端檢測功能，優(yōu)化穩(wěn)壓效果。尤其是，它采用了TI最新的D-CAP3控制拓?fù)洌行诵逼律善鞯钠啤?br /> 
所謂D-CAP是TI發(fā)明的直接電容式控制技術(shù)，是一種恒導(dǎo)通時間控制方式，可減少外部輸出電容數(shù)量，消除了采用回路補(bǔ)償?shù)穆闊-CAP技術(shù)從最初的D-CAP到D-CAP2再到D-CAP3不斷完善。最新的D-CAP3內(nèi)部集成RC，可自適應(yīng)Fs設(shè)置、自適應(yīng)紋波以實現(xiàn)快速響應(yīng)、自適應(yīng)恒定導(dǎo)通時間，支持陶瓷輸出電容，可消除Vout過半的模擬紋波偏移。如圖所示，采用D-CAP3可顯著改善Vout的精準(zhǔn)度。
TPS54A20 TPS54A20的特點(diǎn)功率密度高，電流密度超過50A/cm3，是業(yè)內(nèi)其他12-V電源管理解決方案的4倍。TPS54A20采用小型 HotRod QFN 封裝，每相可配置2MHz到5MHz的電感器，成本低、體積小，解決方案整體尺寸僅為131mm2，占位面積僅相當(dāng)于500kHz轉(zhuǎn)換器設(shè)計的一半。該方案的高度小于2mm，尺寸和重量也更小更低，可將穩(wěn)壓器布置在PCB的后側(cè)。
TPS54A20轉(zhuǎn)換方案之所以可以做得這樣小是因為它采用了最高的運(yùn)行頻率。開關(guān)的導(dǎo)通時間最短可低至14ns，可在不影響效率或EMI性能的情況下實現(xiàn)4/7/10MHz的工作頻率。 TPS54A20采用了獨(dú)特的兩相串聯(lián)電容降壓拓?fù)洌肯嗟念l率最高可達(dá)5MHz，而且無需特殊的磁性或復(fù)合半導(dǎo)體。由于工作頻率高，該方案可以采用更小的電感和電容，其尺寸僅相當(dāng)于常規(guī)500kHz轉(zhuǎn)換方案的八分之一。
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