美國國家半導體公司日前宣布率先推出高可靠性高功率密度同步降壓開關穩(wěn)壓器系統(tǒng)產(chǎn)品。這10款全功能的同步降壓穩(wěn)壓器可支持高效率的直流/直流電源轉換，尤其適用于通信設備、數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)、工業(yè)設備及汽車電子系統(tǒng)的負載點電源供應系統(tǒng)。這些高集成穩(wěn)壓器屬于美國國家半導體PowerWiseÒ高能效系列的最新產(chǎn)品，支持多種不同的輸入電壓和輸出電流，并具備順序供電、可調(diào)整開關頻率及時鐘同步等功能。在日前召開的媒體見面會上，本刊編輯就新產(chǎn)品的性能與使用與NS電源管理產(chǎn)品部產(chǎn)品開發(fā)總監(jiān)Mike Henry進行了溝通。
高能效 高可靠性 高功率密度
——美國國家半導體大力打造PowerWise系列高端地位
此次國半推出全新的LM201xx及LM202xx系列同步降壓穩(wěn)壓器均內(nèi)置兩個開關MOSFET，并設有2A、3A、4A及5A等不同輸出電流可供選擇，而且還可以利用外置補償?shù)姆逯惦娏髂Ｊ娇刂骗h(huán)路，為低輸出電壓的應用提供卓越的負載瞬態(tài)響應。該系列穩(wěn)壓器可以利用外置補償功能，只需兩顆元件， 配合內(nèi)置電流模式控制環(huán)路，便可針對選定的輸出電容器及電感器進行動態(tài)性能的優(yōu)化。可輸出3A及4A電流并具備時鐘同步功能的幾款產(chǎn)品都可異相同步操作，有助降低電源供應系統(tǒng)的輸入電容及輸入輸出紋波電壓。
同時，國半特別為上述各款全新的高可靠性低電壓同步降壓穩(wěn)壓器提供全套電源供應設計工具，讓工程師下載使用，無需手工進行繁復的計算。這套設計工具采用微軟的Excel電子數(shù)據(jù)表格式，可以根據(jù)用戶指定的設計參數(shù)計算元件數(shù)值，迅速確定電源供應系統(tǒng)的設計。系統(tǒng)設計工程師可以利用這套設計工具迅速分析供電系統(tǒng)的控制環(huán)路響應、散熱能力及效率。
《電源世界》：本次推出的LM2xxx同步降壓穩(wěn)壓器都屬于PowerWise高能效系列產(chǎn)品。據(jù)了解PowerWise是國半自2002年就開始打造的一個產(chǎn)品品牌。我想問一下，當初我們構思這個品牌的時候是否已經(jīng)預見到了綠色電源在五年后的今天會成為電源技術的主流？當初我們對PowerWise進行規(guī)劃時有哪些關鍵的技術目標，今天這些目標是否都已經(jīng)實現(xiàn)了？
Mike Henry：是的。高能效、高可靠的設計方案始終是我們追求的目標。領先的設計技術使得我們可以成為業(yè)界的先行者。Powerwise的核心就是“高能效“，我們會不斷跨越新的目標。
《電源世界》：本系列產(chǎn)品的一大特點就是“高可靠性”，這也是客戶對穩(wěn)壓器最看重的一點。與業(yè)內(nèi)同類產(chǎn)品相比，我們采用了哪些獨特的技術來體現(xiàn)“高可靠性”呢？
Mike Henry：BI-CMOS工藝技術的革新使得低功耗、高密度的設計變成可能。這系列產(chǎn)品具有+/-10%的精準過流保護、輸入欠壓保護、輸出過壓/欠壓保護、過溫保護和軟啟動等功能，而高集成度使得系統(tǒng)可在高可靠的環(huán)境下工作。
《電源世界》：LM20133/4 和 LM20154這三款產(chǎn)品可以支持同步異相操作。一般同步功能可以避免系統(tǒng)中多個電源之間的相互干擾。那么異相操作能帶來哪些好處呢？希望能結合具體的應用需求來談一談異相操作的好處。
Mike Henry：首先，對一個大電流應用的Buck電路來說，輸入的電流是不連續(xù)的，進一步表現(xiàn)為很大的輸入紋波電流。為了處理這些紋波電流，就需要比較大的輸入電容。如果異相操作，輸入電流會交錯疊加進而減小輸入端的紋波峰峰值，這樣，選用較小的輸入電容可以達到同樣的效果。
《電源世界》：LM20xxx系列產(chǎn)品是通過高精度使能端來實現(xiàn)順序啟動功能。實現(xiàn)順序啟動是否還有其它的方式呢？ 通過高精度使能端來實現(xiàn)順序啟動的優(yōu)勢是什么？
Mike Henry：除了使能端控制外，還可以通過控制軟啟動/跟蹤腳，Power_Good腳或外部順序控制器（如LM3880）來做時序控制，但是對一些設計，高精度的使能可以滿足大部分時序控制的要求，這使得設計更具靈活性。
《電源世界》：LM20145 采用了32mm2的封裝技術。這樣的封裝密度在業(yè)界是很領先的。但這么小的封裝會不會對產(chǎn)品的散熱以及效率有影響呢?
Mike Henry：我們從技術上進行了設計優(yōu)化，使得該器件具有很小的功耗，該器件具有很小的熱阻，完全可以處理散熱的問題而對整個系統(tǒng)的效率不會有影響。
《電源世界》：VOP (過壓保護)在穩(wěn)壓器中是一個很重要的功能。LM20xxx系列產(chǎn)品中，OVP功能與以前相比有什么改進之處？
Mike Henry：LM20xxx系列產(chǎn)品內(nèi)部集成了一個獨立的比較器，用于檢測輸出電壓，如果發(fā)現(xiàn)輸出電壓超過正常值的8%，就會直接關斷輸出。芯片級的過壓保護和傳統(tǒng)的分離器件方案相比，具有很高的可靠性和一致性。
《電源世界》：配合這次產(chǎn)品的發(fā)布，我們來推出了一系列的設計支持工具。其中基于 Excel 程序的元件計算工具讓我覺得耳目一新，它是否和WEBENCH的功能是互補呢？為什么單獨推出這個 Excel工具，而不是集成到WEBENCH中呢？以后還是針對其它產(chǎn)品開發(fā)單獨的Excel工具嗎？
Mike Henry：Excel 程序的元件計算工具是可以和WEBENCH的功能互補的。WEBENCH 是一個集器件選型、設計和仿真于一體的在線設計工具，而Excel 程序是專門針對元器件設計計算而制作的獨立的設計工具。實際上， WEBENCH 已經(jīng)包含了計算功能，Excel 給出更多的一些設計信息，比如，效率曲線、波德圖等。