作者：Tim Goodrow 德州仪器
在进入TI以来，我花了无数时间帮助世界各地的客户采用 TI 电源产品进行设计。一般来说，客户将了解工作条件情况以及电源需要达到什么样的性能水平，了解尺寸、效率、频率、组件数量、成本以及特性。
优化电路解决方案并保持高可靠性是良好电源设计需要的。我们的电源设计服务团队经常与客户合作，一起设计和构建电源参考设计，帮助他们实现激进的设计目标。
例如，你能否将 10W 充电器做成一英寸方块，能否以低成本实现不足 30mW 的待机模式功耗！？
是的，我们可以，而且已经做到了。请看一下 PMP8286。一个冰块外形的内部是 AC 至 USB 充电器。
电源设计服务团队和我已经创建了数千个类似于 PMP8286 的电源参考设计，而且都构建成功并通过了测试。
去年，我们创建了免费使用的 Power Lab 工具，PowerLab 是一个电源参考设计库，包含简单易用的搜索工具，可帮助您根据输入…
正如我同事Brian 在他博客中提到的那样，如今每个人都有智能手机或平板电脑。它们是收发商务电子邮件、接打个人电话以及跟上时代发展潮流的必备工具，而且总是有新潮的游戏提供，愤怒的小鸟、糖果大爆险以及填字游戏等等。我们的智能手机不仅支持天气预报，而且还可为我们指引方向。所有这些特性与功能可让我们的生活更轻松、更高效。
如果您像我一样，也会为您的设备充电一整宿，以满格电池开始新的一天。但是，由于屏幕尺寸与显示器亮度等耗电元素的原因，现在电池很少能维持到我所需要的使用时长。
解决这一问题的便捷方法是在往返路上给电话充电。车载 DC/DC 充电器不仅正在不断普及，而且也很必要。
DC/DC 充电器有几种不同种类。很多汽车都有内建 USB 端口，其可用来给这些设备充电。此外，配件市场收音机及储存收音机在实现收听设备中存储的音乐的同时，也可带来这种便利性。最后，如果这些选项都没有，还可在配件市场中找到符合附件端口或点烟器要求的充电器…
作者：Brian King
今天，开关电源将把 MOSFET 作为电源开关几乎是意料之中的事情。但在一些实例中，与 MOSFET 相比，双极性结式晶体管 (BJT) 可能仍然会有一定的优势。特别是在离线电源中，成本和高电压（大于 1kV）是使用 BJT 而非 MOSFET 的两大理由。
在低功耗（3W 及以下）反激式电源中，很难在成本上击败 BJT。大批量购买时，一个 13003 NPN 晶体管价格可低至 0.03 美元。该器件不仅可处理 700V VCE，而且无需过大的基流便可驱动几百毫安的电流。使用 BJT，增益和功率耗散可能会将实际使用限制在低功耗应用中。在这些低功耗标准下，MOSFET 与 BJT 之间的效率差异非常细微。下图 1 对比了两个相似 5V/1W 设计的效率。第一个设计是 PMP8968 使用 MOSFET，而另一个设计则是 PMP9059 使用 BJT。这并不是完全公平的对比，因为这两个电源在设计上采用不同的输入电压运行…
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| 下面是 2013 年 TI PowerLab™ 参考设计库中排名前 12 的经过全面测试的电源参考设计，其中包括测试报告、原理图、材料清单 (BOM)、PCB 布局、Gerber 文件和相关器件。 | |||||||||
| 2013 年最佳电源参考设计 | |||||||||
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对于电源设计人员来说，PCB 布局是最重要的工作之一。每位从事电源工作的工程师都犯过导致电源无法正常工作的相关 PCB 错误。此外，如果让对电源一无所知的人尝试执行电路板布局，那将后患无穷！
事情并不像看上去那么糟糕，封装与 IC 技术的进步已经创建了有助于解决这些问题的全新产品类型。具有集成型电源开关 (FET) 的电源控制 IC 正在快速占据负载点市场。DC 至 DC 负载点转换器通常用于从中间总线（5V 至 12V）生成低电压轨（1V 至 5V）。近 10 年前，还很难找到能够提供 3A 以上输出电流并具有集成型 FET 的器件。而今，支持达 30A 电流处理能力的低电压输入（3V 至6V）及中间电压输入（高达 30V）器件已经非常普遍了。
与传统控制器加外部电源开关相比，集成型 FET 电路可提供大量优势：
| 细数TI 经全面测试的 LED 照明电源参考设计 |  |
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| 下表囊括了德州仪器 (TI) PowerLab™ 参考设计库中经全面测试的 LED 电源参考设计，内容涵盖测试报告、原理图、材料清单 (BOM)、PCB 板面布局、光绘文件与相关器件等。 | |||||||||||
| LED 参考设计 | |||||||||||
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我有一个 10 个月大的女儿。许多有小孩的人都知道，有孩子的人睡觉安排有点麻烦。有时候我发现自己到深夜了还在看电视购物广告。我看的内容已经非常多了，甚至都能准确预测下面将要发生的事。我最喜欢的内容包括：“请稍等！还不止这些！”以及“如果现在拨打电话，我们将双倍奉送！”我没买过任何东西（除非几个月后我在商店里看到了），但是这些主意非常好，而且通常很有娱乐性。
PowerLab 笔记推出已有大概六个月了，而 PowerLab 本身已超过一年，但我还没有介绍过典型 PowerLab 设计具体包含什么内容，也没有解释过其中原由。我想现在应该说明一下，而且用电视购物广告的方式。也许您会受到极大诱惑而想尝试一下，“毕竟这是免费的！”
PowerLab 中包含的每个设计首先都有一套来自真实应用的性能规范。这些性能规范由为系统寻找合适电源解决方案的工程师提供…
作者：Brian King 德州仪器
我在上一篇 PowerLab 笔记博客文章中分享了一款用于调节低输出电压隔离式电源的简单电路。然而，如果您使用的是具有极低输出电压的非隔离式电源那又该如何呢？您可能会做的第一件事就是花一天时间在互联网上寻找一款参考电压低于您所需要输出电压的控制器。如果输出电压是 0.8V 或者更高，那么找到合适的控制器可能问题不大。但如果低于 0.8V，您的选择余地就将变得非常有限。不过可以采用两个其它组件来避开这一限制。
如图 1 所示，您所需的一切就是一个外部参考和一个用来向该参考提供偏置电流的电阻器。要让这种方法行之有效，外部参考电压必须高于控制器的内部参考。控制器现在可通过连接外部参考的反馈分压器和输出电压来实现将输出调节为低于内部参考的电压。
图 1.该 0.5V 降压稳压器电路说明了控制器怎么能够用于将电压调节为低于内部参考的电压值。
外部参考会影响输出电压的精确性。如果应用要考虑这种影响…
作者：Jim Bird 德州仪器
工程师的生活中少不了装满各种老旧电源适配器和电池充电器的箱子、袋子及抽屉。这些适配器或充电器仍然可以使用，但它们曾经供电的设备早就没有了。这些珍藏品耐心地等待着能做些事情，成为一个供电负载。
过去，我曾使用一款旧调制解调器适配器替代摇篮中的电池，现在我又采用旧 WiFi 基站适配器供电，挽救了一台带显示屏的跑步机。
我多年来精心收集的个人收藏据一位专家评估，价值在 1.38 美元以上。你可以假装觉得没什么，但这样做没用。
最近，我坐下来一边享用新鲜的奶油夹心饼和普通咖啡一边回顾这些收藏品，并回想这些旧物件以前所供电的所有设备。这时，我突然闪念想到这些小“可爱”聚在一起，会给电路健康带来巨大风险。它们都有 120V AC 线路输入，但输出却是参差不齐，AC 输出、正极 DC 输出、负极 DC 输出、6V、9V、12V、18V、19.5 V……。虽说这些电压通常认为不具有明确危险性，但是如果电路针对不同电压而设计…
作者：Joe DeNicholas 德州仪器
在动态调节高功率线性稳压器发明之前，LED 电子产品设计人员配置多个 LED 串主要有两种选项：
使用开关稳压器调节每个 LED 串（通常在降压配置中）可针对电源波动、LED 堆栈电压波动以及故障保护提供最高级别的灵活性。但是，为每串提供开关稳压器可能成本很高，而且在 LED 串之间正向电压匹配相对较好时也没有必要。另外，以串并联配置安放 LED 串，还需要各串正向电压与动态阻抗的更好匹配，否则就会导致严重的串电流不匹配问题以及更低的可靠性。此外，这种需要还会增加 LED 成本，因为需要对 LED 实施正向电压分级处理。
作为德州仪器 (TI) 的员工，我们总在不断寻找各种方法，以便在降低成本的同时保持或提高 LED 照明系统的性能。我们的高功率线性稳压器器件系列（即 LM3463、LM3464 以及 LM…
作者：Robert Taylor1 德州仪器
双数据速率同步动态随机存取存储器。哇！真够拗口的。很多人甚至可能都不认识这个全称；它通常缩写为 DDR 存储器。图 1 是 PC 中使用的 DDR 模块图。在该图中，我在其中一个 DDR 芯片上画了一个红圈。随着设备日益缩小，已经没有空间或没有必要安装这些完整的模块了，因此，可能只需要在设备的主电路板上直接安放一个或多个这样的芯片。
大多数人很可能没有意识到他们拥有多少带 DDR 存储器的产品或设备。一些带 DDR 存储器的设备实例包括：服务器、PC、平板电脑、智能手机、GPS、汽车导航、电视、AV 接收器、电子阅读器、IP 电话以及数字摄像机等。由于 DDR 用处如此广泛，因此应用和要求也会变化多端。
DDR 芯片需要 2 伏电源。VDDQ 和 VTT 是两种电源轨的名称。VTT 电压需要跟踪一半的 VDDQ 电压。此外，VTT 还需要能够源出／吸入电流。VDDQ…
作者：Thomas Lewis 德州仪器
经理：“你听说过 IEEE 委员会正在讨论的有关该最新 PoE 标准的什么事吗？”
员工：“是的，我刚刚在TI 网站上读了一篇有趣的博客文章就是关于这个问题的。”
经理：“哦，我正在考虑我们新一代瘦客户端平台应该有一个支持 PoE 的 SKU。我们可将其销售给需要快速建立时间与低开销的呼叫中心。”
员工：“有道理。PoE 电源级正在不断拉高，该标准应该很快就能支持我们所需的电源水平。”
经理：“不过，我刚刚看到我们的一个竞争对手已经发布了一款支持 PoE 的产品，因此我们已经落后了。我们要的不是‘很快’，而是‘现在’。无论如何要赶在 2014 年年底之前。”
如果这番对话真的存在，那么 TI 工具正是您的理想之选…
作者：Chris Glaser 德州仪器
您可能已经看到了这篇精彩的博客。宽泛 Vin 转换器固然很好，但如果你的输入范围能得到更好的控制，就很可能存在更理想的更低 Vin 解决方案。根据大家的反馈，这里有几款适用于电池供电的可调光 LED 驱动电路。希望你能喜欢！
1.1 至 2 节 AA 电池或纽扣电池应用
先从小的开始，在我们将 1x AA、2x AA 或纽扣电池用作电源驱动单 LED 时，这类能源肯定不会达到 80 或 100V，但它们会降至同样难以处理的 1V 甚至更低水平。这些要求需要擅长处理低 Vin 的专用 LED 驱动器。TPS61261 是我最钟爱的器件，因为它不仅非常简单，可实现便捷的调光，而且还可在 100mA 的电流下为 LED 实现极高的亮度。我特别喜欢这种电路，因此我决定在我的第一篇博客中写关于它的内容。查看 EVM：TPS61261EVM-208。
2.单体锂离子电池应用
对于那些使用…
作者：Brian King 德州仪器
TL431 并联稳压器或许是隔离式开关电源中最常见的 IC，其可提供低成本的简单方式精确调节输出电压。图 1 是 TL431 及典型应用电路（用于调节隔离式电源输出）的方框图。TL431 在单个三端器件中整合一个内部参考和一个放大器。R3 和 R5 电阻分压器以及 TL431 的内部参考电压可设定输出电压。在 TL431 内部，误差放大器输出可驱动晶体管的基极。晶体管集电器不仅可连接 TL431 的 K （阴极）引脚，而且还可驱动一个光耦合器，其可将隔离边界的误差信号发送至主控制器。反馈环路的频率响应由位于 TL431 阴极与 REF 引脚之间的补偿组件形成。
图 1. 常用于调节隔离式电源输出电压的 TL431 电路。
在转换器输出电压小于 5V 时，该电路开始出现一些局限性。阴极的最小推荐工作电压等于参考电压，标准版 TL431 为 2.5V。光耦合器内部光电发射器支持约…
LED 正在寻找其扩充产品应用范围的途径。汽车照明、电视背光灯以及平板电脑只是几个需要多个 LED 的应用。使用恒流驱动大量 LED 即可通过长长的串行连接完成，也可通过并行驱动多个 LED 串完成。但是，将大量 LED 连成长串会导致高电压及单点故障问题。同样，以并联形式为多个串供电需要多个电流调节器，每串一个，这可导致更高的复杂度与成本。当前的趋势是让多个串并联工作，本文将探讨实施电路系统达到这一目标的方法和原理。
LED 与标准二极管类似，也是电流驱动型器件。它具有 I-V 曲线，其中电流与电压为非线性，而且正向电压的一个小小变化就会导致一个大的电流变化。由于 LED 电流差不多与 LED 光通量成正比，因此对于电视等应用来说精确控制电流至关重要。但并不是所有应用都必须要求 LED 亮度匹配的高精度。如果 LED 采用单串形式驱动，那么亮度肯定匹配，因为每个 LED 具有相同的电流强度。随着所用 LED 数量的增加，就必须使用并联串…
有很多拓扑都可用于为 LED 供电。您或许已经知道，在开始选择之前首先要明确设计要求，否则，您最后得到的设计方案可能就不够理想，甚至更糟的是无法确保长期正常工作。例如，在驱动一个或多个 LED 时，LED 的最小及最大正向压降、电流等级以及工作温度可决定所需的转换器输出电压范围。例如，在查看典型红光 LED 产品说明书时，我发现在其理想的驱动器电流下正向压降的变化幅度为 35%。如果 LED 制造商针对正向电压将部件进行“分组”或“收纳”，那么变化幅度将下降到更加合理的 6%。此外，相对正向压降可随工作温度的变化而产生 13% 的相应变化，而为 LED 选择设定电流则有助于将此变化提升 16%。
那么，这都代表什么意思呢？了解完这些信息之后，就需要确定转换器的最小及最大输出电压。这只是将所有 LED 正向压降与传感电阻器电压相加的总数。可根据转换器输入电压范围确定输出电压是否始终保持较大值…
作者：Vijay Choudhary86929 德州仪器
恒定导通时间 (COT) 稳压器可为实施具有几乎固定频率的降压稳压器提供一种简单、低成本的方法。COT 稳压器不需要环路补偿，能够以最少的设计工作量提供优异的瞬态性能。非同步工作可减少极轻负载下的开关频率，实现比可比固定频率转换器更高的效率。
在很多应用中，必须通过外部控制信号动态控制转换器的输出电压。有些低电压转换器及控制器提供专用控制或跟踪输入来达到这一任务目的，但是大多数宽泛 VIN 转换器都不提供。在这篇博客文章中，我将讨论一种通过反馈引脚动态控制 DC/DC 转换器输出电压的通用方法。COT 转换器非常适合可变输出电压应用，因为输出电压变化不会影响转换器的闭环稳定性。
支持动态输出电压控制的降压应用电路
反馈节点的电流注入
输出电压与应用控制电压的关系如以下方程式所示
或以另一种方式表示
以上方程式表明，当 VDAC 为最小值时…
作者：Jim Bird 德州仪器
如今的普通工作人员常常身兼装配工和安装工两种工作，这就意味着您的设计（无论好坏）需要简单易用，并需要良好的保护。平心而论，所有技术就摆在那里，而我们大多数人却对技术细节一点都不熟悉。这就是说，我们要继续装配我们的最新环绕音响系统、家庭办公网络，甚至在我们钟爱的汽车中装配最新的信息娱乐系统。在这方面与对功率密度、效率、精确度及小型化等不断增长的需求之间，电源保护向导非常繁忙。
在过去几年里，我目睹了电路保护方案需求的增长，其可针对反向连接、浪涌钳位以及反向电流保护进行防御。这些要求主要针对电压绝对值范围介于 12 至 48V 之间的正极 GND 与负极 GND 两种系统。
那么，这些听起来让人害怕的多元素威胁到底是什么呢？！
作者：Winter Cheng 德州仪器
自从上世纪 60 年代开关模式电源 (SMPS) 问世以来，出现了几种我认为足以让设计人员为之兴奋的技术，即：磁集成（70年代）、软开关（70 年代）、MOSFET（70 年代）和数字控制（70 年代）。除了数字控制是为了提高电源智能性以外，其它几项技术都是为了从更小的尺寸中获得更多的电源。
从另一个角度来看，1980 年之后 SMPS 的发展趋于平缓。我所说的“平缓”实际上是指有点乏味。因此，每当有工程师告诉我说他开发了某项电源革命性突破技术时，我的第一反应就是“老兄，天底下哪还有什么新事物哟。”
图 1：很多令人关注的发展都在 70 年代，随后直到现在都很乏味。
在 1999 年我开始自己电源设计人员职业生涯时，就相信这个行业永远不会停止其向更高功率密度发展的脚步，而且明白我手上有几种工具可以帮助我在这一方向全速行进，这分别是…
作者：Ian Bower 德州仪器
依本人之见，示波器是调试模拟电源的最好工具，对于数字控制电源而言也是如此。通过代码进行单步执行不是一个可行的办法，因为这很容易烧掉 FET。然而，数字系统的挑战在于很多信号在芯片内部消失。敬请使用 UCD3138 PFC EVM 用户指南，这里有几个可演示固件控制 PFC 的方框图实例。
首先是芯片外部硬件中所发生情况的原理图：
您可以看到固件外部仍有可使用示波器进行监控的模拟信号。另外，您是否注意到方框底部输出的信号？这些信号将进入 UCD3138 数字控制器并由固件处理，请看下图。
方框中的每个箭头都代表一个通过下面所述方法送出到器件引脚并由此送到示波器的内部信号。但始于 COMP_D、E 及 F 这 3 个比较器的信号除外，它们全都是代表变量的“模拟”信号。
用于送出信号的两种简单方法：
降压稳压器的效率／尺寸权衡
作为一名应用工程师，我知道降压稳压器的实施不可避免地要涉及效率与尺寸的权衡。尽管这一原理适用于众多开关模式 DC/DC 拓扑，但当应用需要低输出电压和高输出电流（例如 1V 和 30A）时，这一原理就不一定适用了，因为这需要可平衡效率与尺寸的小型电源解决方案。
高效率是重要的性能基准，不仅可减少功率损耗与组件温度上升，而且还可在给定气流与环境温度条件下带来更多有用功率。从这个观点来看，低开关频率非常具有诱惑力，但同时需要大型滤波器组件来满足输出纹波与瞬态响应等目标规范的要求，因此成本和尺寸会随之增加。
专门用于电源管理的 PCB 面积是系统设计人员所面临的一个巨大制约条件。对于这个问题，我们先来回顾一下高开关频率的各项优势。首先，电感和电容需求会随频率上升而降低，从而可实现更紧凑的 PCB 布局以及更小的尺寸外形。更低的电感不但可实现更快的大型信号电流变化以及更高的控制环路带宽…
作者：Brian King 德州仪器
谐振 LLC 半桥转换器非常适合离线大功率应用 (200-800W)，因为一次侧 FET 可从零电压开关 (ZVS) 中获得极大的优势。LLC 转换器需要相当窄的输入范围，因此通常伴随有 PFC 前端。在这些功率级下，输出整流二极管中的损耗会成为一个大问题，其可降低输出电压。使用同步 FET 替代二极管似乎是一个缓解这些损耗不言而喻的办法，但应该如何控制同步 FET 呢？
幸运的是，LLC 半桥中的二次电流及电压波形非常适合使用 GREEN Rectifier™ 控制器。该款绿色环保整流器控制器一般用在图 1 所示的反激电源中，用来监控同步 FET 上的漏-源电压。
图 1.反激转换器中使用的绿色环保整流器控制器
在体二极管开始导通时，该绿色环保整流器控制器会感测到正向压降并接通 FET。在 FET 接通时，控制器继续感测漏-源电压，并在电流降到接近 0 安培时关闭 FET…
作者：Vijay Choudhary86929 德州仪器
如图 1a 和 1b 所示，只需对降压转换器原理图进行简单修改，便可将同步降压转换器 IC 用于反相升降压配置。反相升降压转换器可生成负极输出电压，计算公式如下：VOUT= -D/(1-D) x VIN
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1a. 同步降压转换器 |
1b：反相升降压转换器 |
图 1. 将降压稳压器 IC 用作反相升降压转换器
反相升降压转换器的工作情况如图 2a 和 2b 所示。在 TON（Q1：导通；Q2：关闭）期间，电感器储存能量；而在 TOFF（Q1：关闭；Q2：导通）期间，电感器为输出电容器充电。
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2a：TON（Q1：导通；Q2：关闭） |
2b：TOFF（Q1：关闭；Q2：导通） |
图 2. 反相升降压工作情况
反相升降压配置下降压…
作者：Ramanan Natarajan 德州仪器
智能电表的部署正在全球范围内如火如荼地开展。通常，像你我这样的消费者只支付为空调以及支持互联网功能的大屏幕高清电视等所有家用电器供电所用的电量（kWh：千瓦时)。但事实上，对于所有不支持功率因数校正 (PFC) 的设备来说，从插座消耗的电能要高得多，得用千伏安时 (kVAh) 来表示。而这之间的成本差异则由公用事业公司慷慨承担了。
智能电表即可测量我们消耗的 kWh，也可测量公用事业公司最初产生及输送的 kVAh。值得注意的是这些智能设备能够显示我们不好的消费习惯。我们最好尽快校正功率因数，以免电力公司醒悟过来决定向我们索取他们应得的那份利益。
免受公用事业公司“复仇”之苦的一个办法是使用TI 全新功率因数校正控制器 UCC28180。该产品在连续导通模式下工作，支持从几百瓦到数千瓦的宽泛功率级，进而可用于广泛的家庭及办公电器设备，例如电视…
作者：Brian King 德州仪器
有些工业应用中包含分支电路，需要小型电源为跨隔离边界的噪声敏感型电路供电。在 PLC、数据采集以及测量设备等应用中，该隔离边界可提供抗噪功能。需要这种隔离式电源的典型分支电路包括隔离式 RS-232 和 RS-485 通信通道、线路驱动器、隔离式放大器、传感器以及 CAN 收发器。此外，我们在其它应用中也发现了类似的电源需求，它们需要隔离式电源为 IGBT 提供栅极驱动器电源，而且在一些医疗应用中也需要隔离技术来确保安全性。
下图是这类系统电源需求的简单方框图。低电压轨（通常 3.3V 或 5V）适用于主系统电源。可将该电压轨用于生成隔离式低功耗电压轨，其通常需要低于 2W 的功耗，而且未经稳压。
在这些系统中，非对称半桥或 fly-buck™ 拓扑可提供良好稳压的高效率解决方案。下图是 fly-buck 拓扑的简化原理图。这张图乍眼一看似乎很复杂，但进一步观察后会发现它其实很简单…
模拟
汽车
DLP® 技术
嵌入式处理
工业
电源管理
