在计划写本篇博客时，我在谷歌趋势中输入了“Type-C”。如图1所示，自2015年以来对这一词语的兴趣一直在上升。
图1：谷歌趋势上的兴趣走势图（关键词：Type-C）
USB Type-C设备在现实世界中也越来越流行，许多流行的手机和平板电脑采用USB Type-C接口。我预计在未来几年采用USB Type-C接口的产品将迅速增加。
为什么功率为15W（5V3A）？
除了具有正反都可插的插头，USB Type-C可提供比以往任何USB版本更大的功率。虽然对于USB 3.1和USB充电，USB Type-C可支持高达100W的功率，但是系统设计者必须仔细选择功能，保持合理的整体成本。
USB Type-C接口采用了15W功率，是标准USB 2.0充电速率的六倍。
对于大多数智能手机和平板电脑，15W已经足够…
如今，系统设计师需要对电源管理更加精通。因为功能和应用数量不断增加，对电池容量的要求也会更高。用户也要求较短的充电时间，这需要更快的充电电流。
但是，由于半导体封装的热限制，单个充电器可能不能支持所需的高充电电流。没有人喜欢握住一个摸起来发热的设备。通过添加一个与主充电器并行的辅助充电器，您可将总充电电流升到75％-100％。这就是所谓的双充电系统。它一般可作为一个很好的解决方案用于支持大于5A的充电电流并穿过电路板散热。
一般来讲，一个双充电系统包括一个主充电器和一个并行充电器。正如图1所示，主充电器需要控制整个充电过程，而并行充电器默认为禁用，通常只有当高充电电流必要时才会操作。
图1：双充电器系统简化框图
对于双充电器应用来讲，没有必要使用两个全功能的充电器集成电路。专用、专门设计的并行充电器集成电路仍然可完美运行，并节省部件成本，因为并行充电器无需主充电器的所有功能。作为一个专用并行充电器，其充电在默认情况下应禁用…
移动电源正变得越来越受欢迎，因为电池容量胜过诸如智能手机和平板电脑的个人电子设备的运行功率。高性能CPU、大尺寸和高分辨率的显示面板也使得运行时间缩短。这催生了诸如移动电源的快速备用电池的需求。
传统上讲，一个5V USB是智能手机和平板电脑等移动设备的标准电源。由于迷您USB的电流容量限制，一个5V电源只能至多提供10W电力，这可能需要6个多小时的充电时间。随着移动设备的电池容量的增加，电池充电时间过长成为困扰消费者的一个难题。
为了改进用户体验，高电压（> 5V）充电方法提供了更多的输入功率并缩短充电时间，同时保持2A的相同的电缆电流。除了高电压充电，许多移动电源厂商也通过集成电池电量计创造更加智能的移动电源，这使得用户可以看到移动电源状态、预期的充放电时间。这让移动电源变得更加智能。它使得用户能够知晓移动电源的状态、估计充电和放电时间。验证也正成为一种趋势。终端应用和移动电源充电前需要身份验证。该理念可保持应用程序的整体电池寿命…
C型USB改变USB生态系统的一种重要途径是通过USB电缆两端互换（不只是翻动）。这使得诸如膝上型电脑或智能手机的USB设备取决于其所连接的其它USB装置具有不同的行为，因为数据角色和功率角色可独立交换。USB开发者论坛已经发布了C型USB 1.2版本规格。其在1.1版本上做出几个关键变化，我将在此博文中总结，但最大的区别是用来描述这种新型USB生态系统的术语变化。您可能会说了C型USB术语通过此版本进行了“返工”。
新的术语更好地解释了这一新型USB世界，旨在澄清并强调数据角色和功率角色是彼此正交的（除了初始功率角色确定初始数据角色）。换句话说，USB完全融入这一新型二维生态系统。下述表格具有一些需了解的关键术语。
|
术语 |
说明 |
|
DFP |
朝下端口（数据角色） |
|
UFP |
朝上端口（数据角色） |
|
DRD |
作者：Chonghyuk Kwon，德州仪器
数字照相电子设备变得越来越便携，集成到高质量的解决方案。照相机应用的高性能与小型尺寸常常受到照相机中为互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器供电的低压差（LDO）稳压器的影响。图1为智能手机中照相机电路示例。
图1：智能手机中照相机电路
我们都听说过“像素”这个词，但是像素对消费者而言意味着什么呢？像素大小能帮助确定CMOS图像传感器中光检测器的大小。很有必要知道光检测器的大小，因为正是光检测器捕获光线，记录下完美的照片。图2为照相过程。
图2：高质量照片的产生过程
因此，您所需的就是较大的图像传感器来捕获高质量的照片，对吗？不完全如此。由于CMOS图像传感器对噪声的敏感性，需要以特殊的方式供电。CMOS图像传感器的组件特别容易被电源引起的瞬态过电所损坏。电源噪声会影响像素正常捕获光线的能力，导致照片质量不佳。图3是为CMOS图像传感器供电的高级树状电源模块图示例…
此博文最初发表在EPC的GaN谈论博客。点击此处了解更多有关LMG5200和TI GaN解决方案的信息。
Alex Lidow，Ph.D.，CEO和共同创始人，EPC
David Reusch，Ph.D.，应用工程执行总监
John Glaser，Ph.D.，应用工程总监
人类社会对信息的需求正以前所未有的速度增长。随着诸如云计算和物联网（IoT）这些新兴技术的发展，更快地接触更多的信息这一趋势并未显示任何放缓迹象。高速率传输信息成为可能得益于机架和服务器机架，它们多数处于集中式数据中心。
2014年，数据中心（设在美国）所消耗的能量约为1000亿千瓦时（kWh），而国家科学研究开发公司（NRDC）预计到2020年，数据中心电力消费量每年将增至约1400亿千瓦时，相当于50个发电站的年产量。
支持这一快速增长需求所需电力来自我们的电网，并经过多次转换阶段，然后其才真正地将剩余能量馈进数字半导体芯片。图1所示为这一…
当我第一次听说电影《蝙蝠侠大战超人：正义黎明》时，我的内心是疑惑的，因为这两位可都是“好人”。而适用新一版USB功率输送（PD）规则（版次：1.0a）的USB已限量发布，这就导致了一个类似问题：究竟哪个版本的USB PD可以适用你的设备？
USB PD 3.0的发布并不意味着USB PD 2.0的完结和过时。尽管现在USB 3.1都有了，很多应用仍在持续使用USB 2.0。同样的，无论是3.0还是2.0，他们都是进行USB功率输送的靠谱选择，且二者具有一定的互操作性。
我们需摒弃USB PD 2.0和3.0遵循的是不一样的电压分布或幂规律的错误想法。对于这两种PD来说，所遵循的幂规律都是一样的。其中最重要的规律包括：
哪个含硅量更高：一粒沙子还是TI最新的FemtoFET产品？坐在沙滩椅上，看着大西洋的浪潮拍打着泽西海岸，我的脑海中反复萦绕着这个问题。TI新发布的F3 FemtoFET，声称其产品尺寸小至0.6mm x 0.7mm x 0.35mm（见图1），但含硅量却轻松超过大西洋城人行板道下飞扬的沙砾。
图1：F3 FemtoFET组合尺寸
查看最新产品，加入下表包括超低容量产品CSD15380F3在内的FemtoFET产品组合，。
|
部件编号 |
N/P |
Vds |
Vgs |
Id Cont. (A) |
典型的导通电阻 (mohm) |
输入电容 (pF) |
||
|
4.5V |
2.5V |
1.8V |
||||||
|
N |
20 |
10 |
0.5 |
1170 |
220… | |||
在本文上篇中，我谈到了一个模糊的想法——一台物联网模块灯——这个想法可用于布置我新生宝宝的房间。准备工作已经完成，现在就开始动手制作原型机吧！
制作原型机
如前文图一方块图所示，一个与TPS92512 连接的TI SimpleLink™ Wi-Fi® CC3200无线微型控制器(MCU) LaunchPad™工具包可用来驱动LED光束。我用了一个12V的开关电源器作为电源供应，并用Energia为CC3200撰写了固件。你也可以使用代码生成器™集成开发环境（IDE）撰写固件，这是我最喜爱的工具，但在这里，代码示例和Arduino界面可大大加快我们制作原型机的进程。
我用最新的固件创建了CC3200无线微型控制器LaunchPad工具包，并编程工具箱使之可在MQTT（消息列队遥测传输）代理器上就某特定话题进行对话。MQTT是一种小型传输协议…
便携电话、平板电脑等联网设备（物联网）的广泛使用极大地提升了世界范围内的无线通信流量。相应的，这也对通讯基础设施——如基站、远端频射单元（RRUs）、小型基地台（蜂窝）等——提出了增容要求，以处理更多的信息流量。在下班路上，我们一路可以看见在各类公办楼、水塔、体育馆等建筑设施顶部、边上矗立着多少基座和天线，它们数量众多，无处不在。
鉴于基站的数量是如此巨大，缩小单个基站的面积便成了关键。基站内的电源供给设施相比以前变得更小，我们因此可以增加数据通道，提升基站的信息流量。但是，在同样面积的区域内增加数据通道也意味着更多的设备产热，因此基站内的温度也会相应上升，这同样是个问题。相比线性稳压器（LDO），降压式DC/DC变压器产热更少，可保证基站内温度不会过快上升；考虑到全局系统信号和功率密度都大幅增加，控制温度则显得尤为重要。
图一所示的是基站内降压式DC/DC电源模块的能效典型图…
如今，为了给新系统供电，我们对电能的需求越来越大，新系统很多是移动的，它们提高了我们的生活水平。与此同时，环保问题要求我们更加高效地使用能源。
虽然这些挑战需要我们使用多种政治和经济手段来有效应对，不过有一种技术手段正日益显示出其重要性。高压创新手段能够使电能的传输和转换更加高效，从而降低电源和终端设备间的功率损耗。
这些创新手段为发电方式带来改变，例如引入可再生能源，并且提升电机和制冷设备等耗电量较大设备的节电性能。这使得能源效率稳步上升，降低成本，并减少温室气体排放。
即使是微小的效率提升也能带来显著的影响。美国能源信息署（EIA）在其2015年中期预测中估测：到2040年美国的发电量将增加24%——每年增加约1%。EIA还预测，美国的发电量中，有大约6%的电能浪费在供电和配置方面——近几年每年浪费的电量超过1400万兆瓦时…
试想你在离家1,000英里远的地方，却能够监测和控制家里和办公楼中的每一度电。你能运用这种能力做什么呢？
你有时或许想要远程调节恒温器，开灯或启动咖啡机。但同时你也可以设想，基于对电网能力和成本的实时了解来对用电进行实时决策。试想拥有这样的了解和控制，你可以通过优化能源使用和和节能情况来节省自己的荷包或公司成本。只要一部智能手机，你就可以轻松拥有一个每时每刻创造财富的工具。
几年前，这些场景还只是幻想。而今天，它们变得越来越真实，屋主对能源使用的控制达到了前所未有的水平。电力的每一阶段都变得更加智能，从集中式或分布式发电到智能住宅和建筑中电气设备的使用，包括在家、工作中和路上使用的各种设备。
先进半导体技术促进了电力监控、连接和控制（合称为智能电力）的发展。TI是致力于智能电力发展的技术创新者之一。系统开发人员可以依靠TI深入的专业知识和在电源、网络通信与控制电路方面长期的产品开发经验让发电…
作者：Dick Stacey
工业应用设计师们刚开始领会到无线电源对于其系统的价值。以电子销售点(ePOS)终端为例；使用无线电源，省去了（通过电缆或电线）连接系统的麻烦，并且不用担心充电线的腐蚀问题。这些灵活性会大大提升客户满意度，因为客户关键在意的还是速度与准确性。试想一下您所见过的所有使用这种终端的地点——饭店、杂货店、大型超市、家居装饰店、甚至是汽车租赁店。
我们都首肯的一件事是，便携性让生活变得更轻松。使用无线电源后，不用担心电线会断掉或妨碍终端的正常使用，可以大幅改善用户体验。另外，您不需要连接电缆来启动无线电源，不需要考虑使用何种USB连接器、连接何种直流适配器、额定电压和电流是否正确等问题。如果和我一样，您家里（或者办公室）的某个抽屉里也会装满旧的（无用的）电源适配器，因为没有电子装置，所以无法使用。而使用无线电源可以解决上面提到的许多问题。
一旦移除了电线，您就需要考虑如何延长电池寿命以及如何延长便携设备的运行时间…
作者：Nagarajan Sridhar
在当今计算机时代，对信息传输和检索的需求无处不在。无论是在杂货店排队结账或是等待火车时，我们都使用智能手机浏览我们的社交媒体账号、发送短信或邮件。但是您是否想过这些信息从何而来？答案是云，实现全球实时连接的主力军。云需要隔离是因为像音乐播放单和视频数据，信息的检索和储存过程是在后台进行的且要求高电量支持。
但是，首先，我们要知道云的物理位置处于数据中心。光纤、同轴电缆或无线通信基站和数据中心进行信息双向传输。
现在，让我们一层一层详细分析云，看一下云内部是什么。第一层是供电单元，通常称为电源。为什么电源如此重要？因为所有的信息都存储在被称为云服务器的服务器中，而服务器需要电来存储和为客户检索信息。供电单元的功率范围在几百至几千瓦之间。服务器独立于电网运行，其交流电压范围为几百至几千伏，因此被认定为高压单元。
因为供电单元的高压和高电量，因此确保人员安全是不容忽视的。服务器系统有用于电压调节…
在设计电源时，设计人员面临的挑战之一是如何处理瞬态电压。保护电路不受高于集成电路(IC)额定输入电压（VIN）的电压峰值破坏非常重要。在处理瞬态电压时，设计人员可以选择在系统前端使用输入电压范围较宽的DC/DC转换器保护所有瞬态电压，或者使用输入电压较低的DC/DC转换器再加上钳位电路来提供瞬态电压保护。
乍一看，选择第一种解决方案，额定输入电压为36V或60V、VIN范围较宽的DC/DC转换器会更贵，因为1ku的价格比额定输入电压更低的转换器要高。但是，低输入电压转换器瞬态电压保护所需的电压钳位电路会增加10至12个外部元件，会增加材料清单（BOM）数和成本以及解决方案的尺寸。本文将对比SIMPLE SWITCHER® LM43603 36 VIN、3A降压转换器解决方案与17 VIN、3A转换器加吸收浪涌电压的钳位电路解决方案的尺寸和成本。
图1中的电路图为一种解决方案的例子…
每次看电视、听广播或看大街上的广告牌时，都能看到推销产品比竞争对手更加可靠的广告。从汽车公司、工具公司到半导体公司的每个人都在尝试证明他们公司生产的产品是唯一可信赖的产品。有如此多的营销以可靠性为焦点说明可靠性是一项重要的问题。但是，到底最可靠意味着什么呢？
可靠性最基本的定义是测量的一致性。如果能在相同的条件下连续生产出相同的产品，那么产品就是可靠的。简单也是一项重要因素。减少系统中的部件数量能够降低部件发生故障对性能产生负面影响的风险。例如，在汽车行业中，一个主要的问题就是内燃机的可靠性。内燃机发挥功能需要依靠数百个运转部件准时完美地相互作用，为了确保汽车能够正常使用10年以上，可靠性是非常重要的。同样，在电力电子行业，大多数DC/DC转换器依靠外部元件配置设备，获得客户需要的性能。但是，需要的每一个外部元件都会增加系统的风险。
因为，可靠性与简单相铺相成，最简单的部件通常是最可靠的。这是因为简单的产品减少了材料清单（BOM…
在中国深圳，我最近遇到了一位在一家信息娱乐系统制造商任职的设计师。“你碰巧在你的设计中用过60V的负载开关吗？”我问。他说用过，并告诉我他的电路板包含了大约10个30V-60V的小外形尺寸晶体管(SOT)-23，漏源导通电阻RDS(ON)通常100mΩ左右。“在这些电路板上，你有空间受限的问题吗？”我问。他承认有，于是我让他看TI新型CSD18541F5 60V FemtoFET MOSFET的技术信息，RDS(ON)不到60mΩ，占位面积5mm × 0.8mm (1.2mm2) （参见图1），是专为诸如信息娱乐系统等空间受限的应用情况设计的。
图1：CSD18541F5l与网格阵列封装
相比您的那些家用电器采用的SOT-23 (6.75mm2) 封装（参见图2…
应用Impedance TrackTM技术的电池电量计同时采用了库伦算法和电池电压算法进行电量计算，可为目前市面上各种类型的蓄电池提供最精准的充电指示。
在电池管理电量计论坛中，我们发现这样一个问题：有时在电池管理系统中设计电量计时，很难知道该从何处下手。我们在监测参数计算器（GPC）工具、循环学习、低温性能调整（RbTweak）、热模型下量产文件（Golden file）的生成等很多方面均碰到了问题。
我将在本文逐一解释上述术语和工具。希望在您读完本文后，可以从TI商店购买一个评估模块（EVM），完成一次循环学习，并为您的电池生成一份专属量产文件。
我们先简要介绍一下电池。电气工程师通常将锂电池视为直流（DC）电源，亦或是复合模型下带部分内阻的直流电源。但很多情况下，电池的复杂程度却与复合模型相当。在读研究生期间，我曾经学习过电池方面的知识，但直到进入TI工作之前，我也是仅仅将电池视为是一种简单的直流电模型…
随着在晶体管制造中引入诸如氮化镓 (GaN) 等新型宽带隙材料，品质因数的显著改善转化为电源的潜在改良。
在这篇包括两个部分的博客系列中，我将讨论这些新型宽带隙材料是怎样能让新设计从中受益的。
采用带隙高于硅半导体的新型材料可缩减芯片尺寸，同时保持相同的隔离电压。
较小的芯片产生较低的寄生电容，并降低了晶体管栅极电荷 (Qg) 及输出电容 (Coss)。相比于标准的硅 MOSFET，在给定的频率下，这直接转化为较快的转换速度以及较少的转换损耗、较少的 Coss 耗散和较少的驱动 Qg 损失。
然而，在高于几百 kHz 的电源应用中设计人员并不驱动硅 FET（因为开关损耗变得过大），较低的寄生电容使得基于 GaN 的 FET 能够在高出 10 倍之多的频率下工作，同时保持相似的开关和驱动损耗。
这种在较高频率条件下运作的能力降低了纹波电压和电流，这等同于传导和磁芯损耗的减低，并有可能缩小电感和电容性组件的尺寸…
在过去，当板级空间充裕和机械外壳很大的时候，可以容易地直接把一个低压差稳压器 (LDO) 安放在印刷电路板 (PCB) 上，使用额外的铜箔，并增设一个用于管控热量的散热器。但是在 Industry 4.0（工业 4.0）系统中，工作流程就不是这样了。此类智能型系统采用了更加精细复杂的处理器，并在没有气流的较小外壳中需要更多的电源。因此，倘若回到过去 10 年里您一直在使用的线性稳压器，这种情况的挑战性要大得多。现在，您必需考虑运用更加高效的电源技术。
为了提高系统效率，可以使用 LDO 或开关稳压器。输入电压越接近输出电压，LDO 的效率改善幅度越大。开关稳压器专为提升效率而特别设计，但是需要承担更多的设计工作量，并为电感器提供额外的板级空间。
市面上的一种新型选择是集成电感 DC/DC 转换器，其整合了高开关频率稳压器与小型片式电感器…
USB Type-C™ 功率输出（Power Delivery，PD）标准允许在任何地方通过一个USB Type-C端口输送7.5W (5V, 1.5A)至100W (10V, 5A) 的功率。但在任一特定系统内，可用的输入功率总是受限的。那么在多端口系统中，应该如何在不同端口之间进行功率分配呢？
一种显而易见的电力共享方法是限制每个端口的功率，从而确保输出的总功率不超过输入功率。但在这种情况下，由于功率被平均分配到各个端口中，插入系统的任何器件都无法充分利用可用的输入功率。
另一种方法是为其中一个端口提供高功率输出，但对其余端口的供电实行严格限制。采用这种方法，可以让用户对功率较大的电子设备进行快速充电。但是，大多数用户不会去阅读相关的产品标签和说明书。他们也许会疑惑：为什么电子设备在某些端口的充电速度要比在其他端口要慢？这样一来会造成糟糕的用户体验，导致退货，进而影响用户的忠诚度。
更好的解决方案是在系统内的各端口间智能分配可用输入功率…
您是否憧憬过一个所有事物都高度智能并且互通互联的世界？在这里，住宅、办公室和工厂之中都部署了成千上万的传感器网络，以实现更好的决策、保障人身安全、更高的自动化、降低成本，并提升每个人的整体生产率和生活质量。如果您的回答是肯定的，那么好消息是，这个被称之为“物联网（IoT）”的世界指日可待。
物联网究竟是什么呢？从概念上我们可以理解为，几乎地球上的每一个“事物”（甚至其他星球）都将被赋予一个独特的地址。这个地址能够帮助每个事物通过互联网与所有其它事物实现沟通与互动。
目前，这样的“事物”被定义为一个能够连接至互联网的设备。这些设备包括手机、智能电视、冰箱、咖啡机、喷气式发动机、核反应堆以及其它任何可以通过电源开关控制的设备。实际上，物联网能够连接的“事物”远不止于此。随着通信技术，尤其是无线技术正变得越来越先进，世间万物的“智能化”也成为了一股无法阻挡的趋势。虽然电视、冰箱和咖啡机已经面世多年…
随着汽车和工业电力需求的增加，针对多相和基于模块化设计的需求也在增加。多相或多模块板的设计繁冗而耗时。在这篇Altium技巧博文中，我将向您介绍如何通过轻松复制、粘贴现有原理图和布局创建多相或多模块设计。
步骤1：在Altium中建立一个简单的降压转换器原理图（图1）。
图1：Altium原理图
步骤2：更新印刷电路板（PCB），并布局部件。按照常规方法灌铜，并连接所有的网格（图2）。
图2：Altium中的布局
步骤3：通过点击和拖动选择您想要复制的部件；然后右键单击并选择复制（图3）。
图3：步骤3的屏幕截图
复制后，Altium会要求提供一个参考点；点击一个部件。
步骤4：如图4所示，在现有部件旁粘贴新部件。Altium将在每个参考标志旁添加“_1”，表示它是一个复制的部件。
图4：显示复制组件的Altium中的布局
现在，您已成功将部件复制到布局，您需在原理图窗口执行同样的操作…
在成功的电源设计中，电源布局是其中最重要的一个环节。但是，在如何做到这一点方面，每个人都有自己的观点和理由。事实是，很多不同的解决方案都是殊途同归；如果设计不是真的一团糟，多数电源都是可以正常工作的。
当然，这其中也有一些通用性规则，例如：
除了这些基本的布局规则，我通常首先会识别开关回路，然后确定哪些回路具有高频开关电流。图1所示为针对降压电源（原理图和布局）的简化功率级的一个示例。
图1：降压电源原理图和布局
降压电源中存在两种状态（假定连续传导模式）：控制开关（Q1）接通时和控制开关断开时。当控制开关接通时，电流从输入流至电感器。当控制开关断开时，电流继续在电感器流动并流经二极管（D1…
作者：Akshay Mehta
欢迎回到DC/DC变换器数据表博客系列。在本系列最后一期文章中，我将讨论DC/DC稳压器元件的传导损耗。
传导损耗是由设备寄生电阻阻碍直流电流在DC/DC变换器中的传导产生的。传导损耗与占空比有直接关系。当电流较高一侧的MOSFET打开后，负载电流就会从其中通过。漏源通道电阻(RDSON)产生的功率耗散可以用公式1表示：
对于LM2673这样的非同步设备，在MOSFET关闭时，二极管被正向偏置。在此期间，电感电流通过输出电容、负载和正向偏置二极管。负载电流流过二极管产生的功率耗散可以用公式2表示：
其中VF是选定二极管的正向电压降。
除了集成MOSFET与环流二极管中的传导损耗，电感器中也有传导损耗，因为每一个电感器都有有限的直流电阻（DCR），即线圈中导线的电阻。公式3表示电感器中的功率耗散：
传导损耗取决于负载电流。负载增大时，MOSFET中的传导损耗会增加…
模拟
汽车
DLP® 技术
嵌入式处理
工业
电源管理
