现在，为了给新体系供电，咱们对电能的需求越来越大，新体系许多是移动的，它们前进了咱们的日子水平。与此一起，环保问题要求咱们愈加高效地运用动力。
尽管这些应战需求咱们运用多种政治和经济手法来有用应对，不过有一种技能手法正日益显示出其重要性。高压立异手法可以使电能的传输和转化愈加高效，然后下降电源和终端设备间的功率损耗。
这些立异手法为发电办法带来改动，例如引进可再生动力，而且前进电机和制冷设备等耗电量较大设备的节电功用。这使得动力功率稳步上升，下降本钱，并削减温室气体排放。
即便是细小的功率前进也能带来明显的影响。美国动力信息署(EIA)在其2015年中期猜测中估测：到2040年美国的发电量将添加24%——每年添加约1%。EIA还猜测，美国的发电量中，有大约6%的电能糟蹋在供电和装备方面——近几年每年糟蹋的电量超越1400万兆瓦时。经过前进功率，节省一部分糟蹋电量，便可下降所需的总发电量。
先进的半导体是使发电、输电和耗电愈加高效的最重要的技能之一，这项技能还在不断开展中。运用集成电路完成的智能操控和新式功率半导体资料可以在最小损耗情况下，完成电力转化。智能集成电路硬件可以让电网、工厂、住所、轿车和其他体系进行高效通讯，以及高效操控体系的电力运用。别的，作为电源和电池充电器的主干，电源办理电路是完成便携式电子设备快速开展的一个重要因素;在前进功率的一起，让日子愈加速捷。德州仪器(TI)充分运用其规划、制作和封装的专业技能，发明高压模仿和混合信号解决方案。这些解决方案在未来几年将把成效前进至全新水平。
为什么将要点放在高压上?
电压的改变规模很大，发电厂的电压可以高达几万伏，区域输电线路上则低至缺乏1伏，这些电压由嵌入式处理器等高速数字组件在内部运用。在配电线路上散布着许多中心电压电平，对顾客来说，最了解的是110/120伏和220/240伏电压。 关于住所、商业、工业和轿车运用而言，高压的规模从几十伏到几百伏不等;包括从比电子电路高出一点的电平到运送和工业设备中所运用的电平。
据商场调查公司IHS的研讨数据，在一切电压电平上运转的电源办理集成电路代表对集成电路供货商的巨大需求——这一范畴每年金额高达300亿美元。全新的集成电路产品商场不断涌现，比如说AC/DC转化器、逆变器、双向转化器和DC/DC转化器。可以供给高集成度、高功率密度以及高智能化的集成电路解决方案可以然后前进体系的全体功用。
功率转化是黄金开展范畴，因为从电厂到终端运用，每一次电压转化都触及功率损耗。别的，在相同条件下，输电过程中低压的功率损耗高于高压。出于这些原因，最有用的办法便是，在运用最大极限下降功耗的转化办法对高压进行降压操作之前，尽可能地使高压挨近乃至直接进入终端设备。设备和用户邻近存在高压时，也需求对机器和人体采纳额外的维护措施。
“设备”一词往往让人联想到工厂车间，实际上，比如电机、机器人和中心操控体系等工业运用也是电源立异的重要范畴。现在，全球的各个职业都在阅历智能自动化转型，这次转型的到来如此之快，以至于一些人将其称为“第四次工业革命”(前三次分别为蒸汽机、大规模出产和前期自动化)或工业4.0。在这次转型中，所谓的“智能工厂”起到了决定性效果，它代表了更高的机器智能性和更强的体系通讯才能。智能工厂的首要方针是经过运用更少的能量完成更多的功用，前进出产力，并下降本钱。
“设备”一词往往让人联想到工厂车间，实际上，比如电机、机器人和中心操控体系等工业运用是电源立异的重要范畴。现在，全球的各个职业都在阅历智能自动化转型，这次转型的到来是如此之快，以至于一些人将其称为“第四次工业革命”(前三次分别为蒸汽机、大规模出产和前期自动化)或工业4.0。在这次转型中，其间，所谓的“智能工厂”起到了决定性效果，它代表了更高机器智能和更强体系通讯才能的可行性。智能工厂的首要方针是经过运用更少的能量完成更多的功用，前进出产力，并下降本钱。
可是，工业并不是前进电源功率技能的仅有方针职业。可以从中获益的其它范畴还包括用于太阳能和风能发电的逆变器、数据中心与电信基础设施。电池电压约为400伏的电动轿车的充电和运转也依托高压电子器材。别的，各种新式的移动设备商场的迅猛添加也是新电源技能的首要推进力。即便像手机充电器这样不起眼的部件也需求高效运转，特别考虑到其运用量高达数十亿。简而言之，一切电气和电子体系，不管巨细，都将从安全、高效的电力转化中获益。
高压技能所带来的应战
为了继续满意未来更高的成效需求，技能开发人员有必要在减小尺度、坚持可靠性和操控本钱的一起，前进集成电路的功用。为满意这些要求，咱们需求对制作工艺、片上组件、电路规划和封装进行立异。可以招引设备开发者以及能加速增强型电源技能的推广运用的是供给具有深度硬件和软件规划支撑的集成一体化解决方案。TI在制作高集成低功耗解决方案方面具有悠长的前史，而且在这些范畴不断立异，推进技能前进，运用TI专业技能发明先进高功率解决方案，以满意当时和未来商场需求。
近几年，开关形式电源(SMPS)在电力转化范畴逐步开展壮大，其原因在于其固有用率高于传统电源规划。可是，不断完善SMPS规划是一项永不止息的艺术。这些电源在高频时发生电流，但有必要避免这些高频流入体系，而且避免其流回电源。别的，电源中的灵敏元器材的运转简单遭到内部阻抗和周围组件的影响。因为上述原因，SMPS解决方案尽可能地将体系集成，然后协助下降电源规划的杂乱性，而且削减制作本钱。假如这个解决方案可以将小外形尺度阻隔与功率电路包括在内，那么效果会更好，其原因是它有用将体系屏蔽于外界搅扰，而且避免高频从体系内部搬迁到线路上。
制作工艺精进。制作工艺技能不断地前进SMPS和其他电源规划中所运用的硅芯片的电压和频率处理才能。
开关形式电源的类函数
例如，TI的多用途高功率LBC7HV BiCMOS工艺现在用于额外电压高达600伏的集成式栅极驱动器电源开关解决方案。别的，制作厂商也正将注意力转向氮化镓(GaN，构建在硅基板之上)和碳化硅(SiC) 等全新资料，以便在高压下完成更快的开关速度和更高功率。除了很多的根据硅的解决方案，TI还开发了几种GaN开关栅极驱动器，并开端引进含有栅极驱动和GaN电源开关的高档多芯片模块(MCMs)。结合下面评论的立异组合，制作工艺前进不只使电源变得愈加高效，而且供给更大的功率密度，有助于下降体系本钱。
集成。新式高压电源的一项重要要求是从头调理尺度，使其可以封装在终端设备内的电路板上。
为了满意这一要求，TI方案规划集成很多电源组件的单芯片解决方案，在本钱和功用方面愈加有用。不管何时，假如因为运用了不同工艺进行功用构建，然后使全体系集成过于贵重，或许无法完成的话，那么将两个或更多器材集成到MCM中便是一种可行的解决方案。除了节省空间之外，体系级的单芯片和MCM解决方案可前进功率密度，而且削减了对绕组和散热片等无源资料的需求。这种解决方案还简化了规划，因为其可消除或最大极限地下降让电源设变得好不容易的杂乱内部阻抗。
阻隔。单芯片和MCM集成面对的一个巨大应战便是怎么进行阻隔。传统电源运用变压器进行阻隔，变压器是坐落集成电路外部的巨大组件。但是，处于开发傍边的全新的阻隔办法将革除外部变压器，直接从芯片或MCM内部对体系进行阻隔。为了用户安全和设备维护，这一点很重要，增强型阻隔是体系正常运转所需根本阻隔的2倍或许更多。跟着这些供给阻隔的集成办法在市面上不断出现，它们将关于节省空间的电源解决方案变得必不可少。
高频可编程操控器。假如没有准确操控，即便最好的栅极驱动器和电源开关关于SMPS来说，也毫无价值;不然，计时中的纤细方差将会很快扩大为巨大方差，然后下降体系功率。至少，新式SMPS规划的高频需求高功用状态机供给的数字操控。立异型软件东西协助电源规划人员了解怎么运用C2000 MCU或UCD3138数字操控器，开发数控SMPS体系的闭环操控功用，然后简化从传统模仿操控办法到数字操控的转化作业。
高档封装。集成电源解决方案要求立异型单芯片和MCM封装，以应对高压运转发生的电气功用完整性和热应力要求。封装专家们有必要了解的问题有：资料的类型、接合技能以及避免器材功用退化的维护办法。封装功用会因为高压至低压区域的电荷分散、高电流密度形成的电搬迁或许因而有必要从封装中去除的热量而下降。由器材运用寿命内的热机械应力以及其他原因形成的决裂也会导致功用退化。高功率水平常上述问题会被扩大，特别是当集成电路被运用于工厂车间、轿车或其他恶劣环境时。TI正在经过广泛的资料评价、综合性测验以及与资料供货商自动触摸和交流来应对上述应战。
供给面向未来的高压功率
跟着对更高效电源办理需求的不断添加，对立异技能解决方案的需求也在添加。前进功率有以下几种办法：开发运用代替动力、规划与制作功耗更低的设备以及优化和前进电力传输和转化技能。
立异的集成电路技能在上述一切范畴内发挥着决定性效果，在供给巨大节能潜力的运用中完成高压电力转化。
跟着制作工艺，电路，阻隔器、单芯片和MCM集成等组件以及封装的继续开展，电源办理半导体技能也将不断获得前进。规划还将从一体化解决方案中获益，最大程度削减规划SMPS和其他电源体系的作业量。作为职业界抢先的模仿集成电路制作商，TI在集成低压电源产品方面具有悠长前史。充分运用丰厚精深的专业知识和继续专心的技能立异，TI正在快速地向前开展，旨在开宣布高压解决方案，以满意客户需求、节省能耗、完成愈加夸姣的未来。
