随着便携电子产品的小体积多功能发展趋势愈演愈烈，便携式电源设计已成为诸多电子设计工程师十分关注的问题。便携产品添加的高数据速率无线功能，以及支持低功耗模式处理器这些需求对功率有了更高要求；而诸如支持投影仪或闪光灯中的LED驱动器、通信调制解调器、DLP pico投影仪及应用处理器则要求电源设计中要有更多的电源轨数量。另外对便携式电源的设计来讲，电池也是一个不断在演进的方向，电池在单位体积里面的能量密度越来越高，小型化设计需求对空间也有很高的要求。
面对如此复杂的电源要求，德州仪器(TI)稍早前推出了一款4A开关升降压转换器TPS63020，以因应便携设备功能多样化的演进趋势。这款单芯片产品据称为业界最小型、最高性能的4A开关升降压转换器，效率可达96%，能够帮助智能电话、便携式医疗设备、DLP微型投影仪以及其他电池供电多媒体设备更高效地撷取和应用电池能量，延长电池使用寿命。
TI 电源管理业务部高级副总裁 Steve Anderson 指出：“手持电子设备的设计人员不断努力提高电池的使用效率，特别是现在他们将为其手持电子产品添加支持更高数据速率以及更多特性的无线连接功能，电池效率问题就更加突出了。TPS63020等更高电流升降压转换器可更有效地进行设备供电管理，并实现最小的板级空间。”
TPS63020有助延长便携电子产品电池使用寿命，在宽电流范围内效率高达 96%pOUesmc
单端输入 DC/DC 转换器，在宽电流范围内效率高达 96%
德州仪器中国区电源产品业务拓展工程师吴涛pOUesmc
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在专门为此产品举行的推介会上，德州仪器中国区电源产品业务拓展工程师吴涛向《国际电子商情》记者表示，TPS63020升降压是指输出是正压，这是一款是正压输出的产品。“作为市场中的领导者，这个产品性能是业界最好的，效率可以达到96%，而且轻负载时效率也非常高，在1mA时效率甚至超过90%。”
TPS63020的输入电压介于1.8V至5.5V之间，可将锂离子电池放电至2.5V或更低。手持装置的锂离子电池从最初使用的4.2V放电至3.3V时，大约会耗掉电池中85%的能量。过去，为了撷取剩余的15%能量，必须设法降低系统电压，但这通常会造成输入电压范围过大，并增加整体系统成本。现在，许多手机的I/O电压都开始从3.3V降低到2.8V，甚至2.6V，因此，可支持宽广输入电压的TPS63020，便可协助这类装置更有效率地运用电池能量，从而延长电池使用寿命。
TPS63020轻负载效率非常高，在1mA时超过90%。pOUesmc
TPS63020 在降压模式下的3.3V电压可产生3A电流，而在一般情况的升压模式下，3.3V电压可产生超过2.0A的电流。吴涛介绍，该组件的动态输入电流限制可有效地保护电路与系统；省电模式可在轻负载时维持高效率。此外，TPS63020还支持单节锂离子电池或2节与3节的碱性、镍镉或镍氢电池应用。
动态的输入电流限制、节电模式，以及具有一点smart特性的良好指示（PG）性能是TPS63020比较有特色的功能。“动态输入电流限制意味着在一般情况下输入电流限制是恒定的，但是当到输入电压非常低（如2.5V以下），或者是当负载突然出现一个高峰值的脉冲且持续时间比较长（如输入电压跌到比较低）以后，我们会把输入电流降下来，保护电池，省得过度放电。” 吴涛表示。因此，动态输入电流限制是指输入电压低到一定阀值以后进行的一些动态调整。
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小巧、高效率且易于使用，可锐减板级空间达60%
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小巧、高效率且易于使用，可锐减板级空间达60%
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单电感的2.4MHz TPS63020转换器采用3mm x 4mm x 1mm封装，可实现100平方毫米完整DC/DC转换器解决方案，吴涛表示，对于4安培的开关管来讲，这个封装是很小的，相较目前的同类竞争产品，可减小60%以上的电路板面积。“这主要归功于TI有很好的工艺，才能不断地减少尺寸。” 吴涛说道，“我们设计这款芯片的目的是小巧、高效率，而且易于使用。如果看外围典型应用，一个输入电容、一个输出电容、一个电感，再加上一个上压电阻，从元件个数来讲是四个。”
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TPS63020采用H-bridge 架构，内部整合了多个MOSFET，能够以单级实现升降压转换。这个架构并不是秘密，但过去难以实现的原因，是如何在升压和降压这两个转换器中进行高速转换。相较于其它双组件解决方案平均约80%的效率，单芯片的TPS63020大幅将效率推升到了96%。
这让TI得以将TPS63020瞄准需要高效电源管理的新兴应用，如DLP微投影装置。目前微投影设备的亮度正从过去的20流明逐渐提升到50流明。无论是LCOS或DLP技术，都采用LED作为光源，更大的流明意味着更高功率和必须提升电池中的能源密度，而TPS63020 正好能满足这类需求。
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责编：Quentin
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