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近日，德州儀器（TI）推出了兩款具有業(yè)內最高性能指標的DC-DC轉換器，它們分別是業(yè)界最高電流的40A/16VIN轉換器TPS548D22和業(yè)界最高功率密度的12V/10A/10MHz DC-DC轉換器TPS54A20。那么，這兩款轉換器的開(kāi)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(shuō)，TPS548D22和TPS54A20都屬于TI的SWIFT（Switcher With Integrated FET）家族，這是一系列面向36V以下電源轉換應用、集成FET管的開(kāi)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(jiǎn)化設計等特點(diǎn)。其應用領(lǐng)域包括服務(wù)器、電信和數據通信、醫療和測試測量等行業(yè)。 TPS548D22 據介紹，TPS548D22是輸出電流最大的單相降壓16Vin DC-DC轉換器，可輸送高達40A的持續負載電流。不僅如此，其整體輸出精度高，不需要外部補償，易于用戶(hù)進(jìn)行電源設計。TPS548D22在全工作溫度范圍（-40ºC至125ºC）內的容差為±0.5%，具有差分遠端檢測功能，優(yōu)化穩壓效果。尤其是，它采用了TI最新的D-CAP3控制拓撲，有效消除了斜坡生成器的偏移。 
所謂D-CAP是TI發(fā)明的直接電容式控制技術(shù)，是一種恒導通時(shí)間控制方式，可減少外部輸出電容數量，消除了采用回路補償的麻煩。D-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內部集成RC，可自適應Fs設置、自適應紋波以實(shí)現快速響應、自適應恒定導通時(shí)間，支持陶瓷輸出電容，可消除Vout過(guò)半的模擬紋波偏移。如圖所示，采用D-CAP3可顯著(zhù)改善Vout的精準度。
TPS54A20 TPS54A20的特點(diǎn)功率密度高，電流密度超過(guò)50A/cm3，是業(yè)內其他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，占位面積僅相當于500kHz轉換器設計的一半。該方案的高度小于2mm，尺寸和重量也更小更低，可將穩壓器布置在PCB的后側。
TPS54A20轉換方案之所以可以做得這樣小是因為它采用了最高的運行頻率。開(kāi)關(guān)的導通時(shí)間最短可低至14ns，可在不影響效率或EMI性能的情況下實(shí)現4/7/10MHz的工作頻率。 TPS54A20采用了獨特的兩相串聯(lián)電容降壓拓撲，每相的頻率最高可達5MHz，而且無(wú)需特殊的磁性或復合半導體。由于工作頻率高，該方案可以采用更小的電感和電容，其尺寸僅相當于常規500kHz轉換方案的八分之一。
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