美國國家半導(dǎo)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(guān)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(zhuǎn)換，尤其適用于通信設(shè)備、數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備及汽車電子系統(tǒng)的負載點電源供應(yīng)系統(tǒng)。這些高集成穩(wěn)壓器屬于美國國家半導(dǎo)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(guān)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(dǎo)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(guān)MOSFET，并設(shè)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(yīng)用提供卓越的負載瞬態(tài)響應(yīng)。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�？奢敵�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(yīng)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(yīng)設(shè)計工具，讓工程師下載使用，無需手工進行繁復(fù)的計算。這套設(shè)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(shè)計參數(shù)計算元件數(shù)值，迅速確定電源供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計工程師可以利用這套設(shè)計工具迅速分析供電系統(tǒng)的控制環(huán)路響應(yīng)、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(gòu)思這個品牌的時候是否已經(jīng)預(yù)見到了綠色電源在五年后的今天會成為電源技術(shù)的主流？當初我們對PowerWise進行規(guī)劃時有哪些關(guān)鍵的技術(shù)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(shè)計方案始終是我們追求的目標。領(lǐng)先的設(shè)計技術(shù)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(shù)來體現(xiàn)“高可靠性”呢？

Mike Henry：BI-CMOS工藝技術(shù)的革新使得低功耗、高密度的設(shè)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(jié)合具體的應(yīng)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(yīng)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(shè)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(shè)計更具靈活性。

《電源世界》：LM20145 采用了32mm²的封裝技術(shù)。這樣的封裝密度在業(yè)界是很領(lǐng)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(shù)上進行了設(shè)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(guān)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(shè)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(shè)計和仿真于一體的在線設(shè)計工具，而Excel 程序是專門針對元器件設(shè)計計算而制作的獨立的設(shè)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(shè)計信息，比如，效率曲線、波德圖等。