【導(dǎo)讀】未來半導(dǎo)體在電源管理的應(yīng)用與創(chuàng)新主要在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子、可穿戴設(shè)備/便攜式醫(yī)療設(shè)備等方面。本文采訪眾多企業(yè)，分享其在電源IC領(lǐng)域發(fā)展趨勢及解決方案。
2014年，中國集成電路市場規(guī)模首次突破萬億大關(guān)，達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的10393.1億元，同比增長13.4%，如圖1所示。與此同時，2014年，中國中國電源管理芯片市場實現(xiàn)銷售額532.8億元，市場規(guī)模實現(xiàn)12.1%的大幅增長，如圖2所示。
賽迪顧問韓曉敏表示：未來半導(dǎo)體在電源管理的應(yīng)用與創(chuàng)新主要在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子和可穿戴設(shè)備/便攜式醫(yī)療設(shè)備等方面。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：十三五期間，伴隨著中國工業(yè)升級的需求釋放以及工業(yè)4.0戰(zhàn)略的實施，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將成為中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重點(diǎn)領(lǐng)域。屆時，從前端的傳感器到中后端的無線互聯(lián)、嵌入式處理器、智能電源管理等集成電路產(chǎn)品都將獲得巨大的市場機(jī)會。在工業(yè)領(lǐng)域，相比較與消費(fèi)電子產(chǎn)品的小型化集成化和低功耗趨勢，電源管理IC產(chǎn)品更加注重安全性與穩(wěn)定性。
網(wǎng)絡(luò)通信：以通信基站、數(shù)據(jù)中心等為代表的網(wǎng)絡(luò)通信市場在十三五期間仍將是電源管理IC重要的細(xì)分市場。中國4G LET網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面鋪開建設(shè)，未來將會進(jìn)一步升級到5G。隨著云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷推進(jìn)，十三五期間各種相關(guān)服務(wù)提供商對數(shù)據(jù)中心的建設(shè)將會是電源管理市場的重點(diǎn)之一。此外，小型基站設(shè)備將會是網(wǎng)絡(luò)通信市場的熱點(diǎn)之一，低功耗和高度智能化的電源管理IC將會是其中最主要的模塊之一。
汽車電子：中國的汽車工業(yè)發(fā)展迅速，汽車產(chǎn)品的升級換代加速，帶動汽車電子產(chǎn)品中的電源管理IC增長。尤其是新能源汽車的發(fā)展，電源管理IC將成為影響其普及程度的關(guān)鍵因素。高度集成的電源管理模塊將實現(xiàn)更低的系統(tǒng)成本、更高的可靠性以及更低的系統(tǒng)復(fù)雜性。
可穿戴設(shè)備/便攜式醫(yī)療設(shè)備：隨著智能手機(jī)的普及，移動終端在下一階段的方向?qū)⒏M(jìn)一步向小型化便攜化和專業(yè)功能化發(fā)展，目前的智能手環(huán)、智能手表就是代表之一。電源管理IC將進(jìn)一步在低功耗技術(shù)上取得進(jìn)展。無論是采取新的制造工藝還是采取更加優(yōu)化的設(shè)計策略，更低的功耗仍將是電源管理IC在消費(fèi)電子類產(chǎn)品上最為重要的指標(biāo)。同時，隨著大健康產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，作為集成電路產(chǎn)品在醫(yī)療行業(yè)最集中的體現(xiàn)，便攜式醫(yī)療電子設(shè)備市場也將進(jìn)入高速發(fā)展期。在傳統(tǒng)便攜式醫(yī)療電子之外，醫(yī)療電子與便攜式電子設(shè)備的結(jié)合也將成為行業(yè)的熱點(diǎn)。同樣，電源管理IC在該細(xì)分市場的應(yīng)用仍將以低功耗方向為主。
凌力爾特：能量收集
在我們的周圍存在著許許多多的環(huán)境能量，實現(xiàn)能量收集或節(jié)能的傳統(tǒng)方法一直是借助太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)。不過，新的收集工具允許我們利用各種各樣的環(huán)境能量源來產(chǎn)生電能。例如：熱電發(fā)生器可將熱量轉(zhuǎn)換為電力、壓電元件可轉(zhuǎn)換機(jī)械振動、光伏元件用于轉(zhuǎn)換陽光 (或任何光子源)、而流電元件 (galvanism) 則可從濕氣實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。這就有可能給遠(yuǎn)程傳感器供電，或者對電能存儲器件 (例如：電容器或薄膜電池) 進(jìn)行充電，以便微處理器或發(fā)送器能夠無需本地電源而接受遠(yuǎn)程供電。
然而，正是在功率譜的 “低” 端 (這里，WSN、IoT 和傳感器中的毫微功率轉(zhuǎn)換變得越來越普遍) 才需要那種可以使用非常低的功率和電流的電源轉(zhuǎn)換 IC。這些常常分別是幾十微瓦 (μW) 功率和幾十納安 (nA) 電流。不過，此類工作電流低于 1μA 的電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品 (包括電池充電器) 的供貨源卻是極其有限的。
一般地說，要想被上述這些應(yīng)用所接納和采用，電源轉(zhuǎn)換 IC 必需具備的性能特征包括：
- 低待機(jī)靜態(tài)電流 —— 通常小于 6μA，并可低至 450nA
- 低啟動電壓 —— 可低至 20mV
- 高輸入電壓能力 —— 高達(dá) 34V (連續(xù)) 和 40V (瞬態(tài))
- 能夠處理 AC 輸入
當(dāng)然，由環(huán)境收集源所提供的收集能量取決于電源工作多久。因此，比較能量收集電源的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)是功率密度，而不是能量密度。能量收集系統(tǒng)的可用功率一般很低、隨時變化且不可預(yù)測，因而通常采用了一種與能量收集器和一個輔助電能儲存器相連的混合結(jié)構(gòu)。收集器 (由于能量供給不受限制和功率不足) 是系統(tǒng)的能量源。輔助電能儲存器 (一個電池或一個電容器) 可產(chǎn)生較高的輸出功率，但儲存的能量較少，它在需要的時候供電，其他情況下則定期接收來自收集器的電荷。所以，在沒有可供收集功率的環(huán)境能量時，必須采用輔助電能儲存器給 WSN、IoT 設(shè)備或傳感器供電。當(dāng)然，從系統(tǒng)設(shè)計人員的角度來看，這進(jìn)一步增加了復(fù)雜性，因為他們現(xiàn)在不得不考慮：必須在輔助電能儲存器中儲存多少能量，才能補(bǔ)償環(huán)境能量源的不足。
LTC3388-1/-3 是一款能接受 20V 輸入的同步降壓型轉(zhuǎn)換器，其可提供高達(dá) 50mA 的連續(xù)輸出電流，采用 3mm x 3mm (或 MSOP10-E) 封裝，見圖 4。該器件在 2.7V 至 20V 的輸入電壓范圍內(nèi)工作，因而非常適用于多種能量收集和電池供電型應(yīng)用，包括 “保持運(yùn)作” 的傳感器和工業(yè)控制電源。
Dialog：尺寸小、功耗低和集成度高的解決方案
物聯(lián)網(wǎng)包含許多產(chǎn)品、技術(shù)和應(yīng)用。但就設(shè)備數(shù)量而言，物聯(lián)網(wǎng)市場的最大細(xì)分市場包含由微型電池或能量收集系統(tǒng)供電的小型便捷式或可穿戴電子設(shè)備。這些設(shè)備中有許多都會收集傳感器數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)處理后通過接入節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)關(guān)發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)，作為該數(shù)據(jù)鏈的第一個環(huán)節(jié)，需要使用一種或多種無線協(xié)議。
對于哪些無線協(xié)議有可能在物聯(lián)網(wǎng)世界占據(jù)主導(dǎo)地位方面，存在許多爭論。但是，大多數(shù)行業(yè)觀察家認(rèn)為Bluetooth® Smart(智能藍(lán)牙)將是許多應(yīng)用下的協(xié)議之選，尤其是對消費(fèi)性產(chǎn)品，因為這種情況下許多互聯(lián)網(wǎng)連接是通過智能手機(jī)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行的。智能手機(jī)、機(jī)頂盒、電視和許多其他消費(fèi)性電子產(chǎn)品已經(jīng)包含藍(lán)牙無線電收發(fā)器，Bluetooth Smart與Wi-Fi相比不僅功耗低，而且更安全。據(jù)分析公司IHS預(yù)測，到2015年底，每個移動平臺都將預(yù)裝Bluetooth Smart Ready功能。
半導(dǎo)體創(chuàng)新的焦點(diǎn)集中于降低傳感器、處理器和無線電收發(fā)器的能耗，同時維持足夠的處理能力和無線電性能，以滿足執(zhí)行任務(wù)的要求。功能集成是實現(xiàn)功耗最小化的重要策略之一。如果藍(lán)牙無線電收發(fā)器中的基帶處理器有充足的資源來同時運(yùn)行應(yīng)用程序，就不僅能夠最大限度減小解決方案的尺寸，還能同時降低其成本和能耗。當(dāng)然，集成必須與有效的電源管理結(jié)伴而行。執(zhí)行每項具體任務(wù)的片上資源必須在需要時得到充足的電力。甚至有可能按照任務(wù)需要的性能對處理器進(jìn)行‘調(diào)優(yōu)’，動態(tài)控制其時鐘速度，進(jìn)而控制其性能。
Dialog 半導(dǎo)體公司低能耗連接和VoIP市場總監(jiān)Mark Murphy：Dialog Semiconductor設(shè)計和制造SmartBond™系統(tǒng)芯片 (SoC)。這些芯片是全球尺寸最小、功耗最低的Bluetooth Smart解決方案，其中每個芯片都集成了藍(lán)牙低能耗無線電收發(fā)器和ARM® Cortex®-M0應(yīng)用處理器以及智能電源管理。這些器件的尺寸(2.5 mm x 2.5 mm，WLCSP封裝)和功耗只有最接近競爭產(chǎn)品的一半，并且只需要五個外部元件就能構(gòu)成完整的托管式 (hosted) Bluetooth Smart解決方案。對ARM®處理器的訪問可通過32個GPIO進(jìn)行。功耗要求如此之低，以致某公司甚至為糖尿病患者開發(fā)了一種智能筆式注射器，筆帽的卸下和重新安放就能產(chǎn)生足夠的能源來讓SmartBondSoC捕獲胰島素的精確注射劑量，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送至一個智能手機(jī)應(yīng)用程序。
ams：傳感器主導(dǎo)的超低功率系統(tǒng)將會脫穎而出
許多技術(shù)無論是從宏觀還是微觀上都將不斷取得飛速發(fā)展，包括更智能的電源管理IC和HVAC系統(tǒng)，都將取得突破性進(jìn)展，擁有巨大影響力的智能能源技術(shù)將變得越來越重要。由傳感器主導(dǎo)的超低功率系統(tǒng)解決方案將是企業(yè)在競爭中脫穎而出的關(guān)鍵。
環(huán)境光傳感、接近感知及手勢傳感技術(shù)將深入應(yīng)用于三大領(lǐng)域：針對智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備的消費(fèi)市場;車載娛樂及導(dǎo)航發(fā)展日益成熟的汽車市場;成像技術(shù)及傳感器集成快速發(fā)展的醫(yī)療/工業(yè)市場。ams發(fā)現(xiàn)各類低功率可見光傳感器正得到越來越多地應(yīng)用，未來傳感器也會擴(kuò)展到光譜其他領(lǐng)域，尤其是紅外線光。
此外，由超小型低功率主動放大技術(shù)和天線自動調(diào)諧技術(shù)實現(xiàn)的非接觸式支付，能夠帶來安全和可靠的NFC支付，適用于任何手機(jī)的票務(wù)，以及可穿戴產(chǎn)品等一系列廣泛的高度集成設(shè)備，引領(lǐng)又一次偉大的創(chuàng)新。
ams(艾邁斯)中國區(qū)總經(jīng)理張建臣：ams廣泛的先進(jìn)傳感器解決方案是解決一系列設(shè)計挑戰(zhàn)的理想選擇，可應(yīng)用于智能手機(jī)、最先進(jìn)的醫(yī)療及工業(yè)設(shè)備、智能家居和汽車、非接觸式支付、健康與保健等諸多領(lǐng)域，這些都將在高附加值的新興物聯(lián)網(wǎng)市場中起到至關(guān)重要的作用。面對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場的未來發(fā)展，ams認(rèn)為除了需要具備提供無與倫比的高精確度、寬動態(tài)范圍、高靈敏度及超低功耗解決方案的能力，也需要深入了解物聯(lián)網(wǎng)市場不斷發(fā)展過程中的特殊需求并思考該市場未來發(fā)展的需求。ams在光學(xué)傳感器領(lǐng)域具有強(qiáng)大的競爭力，主要來自公司對新的紅外光譜學(xué)領(lǐng)域的研發(fā)，以及傳感器與數(shù)字處理、擴(kuò)充的濾波器裝置、納米光子學(xué)以及先進(jìn)光學(xué)產(chǎn)品系列的集成。
ADI：智能化和物聯(lián)網(wǎng)兩個大方向
“十二五”計劃中很重要的兩個概念和工業(yè)市場有關(guān)，第一個就是智能化，智能能源和智能電網(wǎng)。“十二五”中重點(diǎn)建設(shè)的智能電網(wǎng)給了企業(yè)很多商機(jī)，特別是在電網(wǎng)的輸電和配電環(huán)節(jié)，對ADI來說是重點(diǎn)的垂直市場。第二個就是物聯(lián)網(wǎng)的概念，所謂物聯(lián)網(wǎng)就是把很多的傳統(tǒng)器件，包含工業(yè)器件，連接到數(shù)字化和互聯(lián)網(wǎng)這個平臺上來。所以，在工業(yè)自動化上，ADI會有比原來更多的投資，會看到更多的增長。
ADI公司市場經(jīng)理張鵬先生表示，ADI針對物聯(lián)網(wǎng)新近推出了AD9361無線收發(fā)模擬前端。AD9361是一款高性能、高度集成的RF Agile Transceiver™捷變收發(fā)器。該器件的可編程性和寬帶能力使其成為多種收發(fā)器應(yīng)用的理想選擇。該器件集RF前端與靈活的混合信號基帶部分為一體，集成頻率合成器，為處理器提供可配置數(shù)字接口，從而簡化設(shè)計導(dǎo)入。AD9361工作頻率范圍為70 MHz至6.0 GHz，涵蓋大部分特許執(zhí)照和免執(zhí)照頻段，支持的通道帶寬范圍為不到200 kHz至56 MHz。該器件可以用于small cell/Femtocell等微基站的設(shè)計。便于安裝調(diào)試以實現(xiàn)工廠自動化。
ADI對于智能化工廠的產(chǎn)品主要在工業(yè)組網(wǎng)上。ADI可提供從4~20mA、RS-232、RS-485、CAN、LVDS等多種工業(yè)通訊協(xié)議的芯片，可以支持隔離與非隔離、工業(yè)溫度范圍、含DC-DC隔離電源等技術(shù);還有一些支持短距離無線通訊技術(shù)，提供高性能的、可涵蓋不同頻段的射頻芯片;另外對于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，ADI也在新的處理器中加以考慮。這些芯片都給工業(yè)組網(wǎng)帶來很大的便利。
Intersil ：電源技術(shù)已在物聯(lián)網(wǎng)的推廣
日用電子產(chǎn)品的智能化和聯(lián)網(wǎng)最終將使物聯(lián)網(wǎng)成為一個價值數(shù)十億美元的商機(jī)。但物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在仍是一個不成熟的終端市場，需要針對各種終端設(shè)備的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)和完善的軟件生態(tài)系統(tǒng)。但有幾點(diǎn)是明確的：移動電話是物聯(lián)網(wǎng)的主要推動因素，它是訪問由互聯(lián)終端設(shè)備提供的數(shù)據(jù)中樞，另外我們需要大量骨干基礎(chǔ)設(shè)施來支持不斷增加的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和數(shù)據(jù)存儲。從更大的背景來看，據(jù)估計移動通信量將在五年內(nèi)(到2017年)增加12倍。到2017年，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量有望達(dá)到地球人口數(shù)量的三倍之多。
Intersil在電源管理領(lǐng)域的專長是許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重點(diǎn)所在。隨著系統(tǒng)功能的增加，電源效率變得尤為重要，電源管理成為目前最重大的設(shè)計挑戰(zhàn)之一。通過在過去十年間所累積的核心設(shè)計能力，Intersil的創(chuàng)新能夠為最挑剔的應(yīng)用節(jié)省功率。我們已經(jīng)將該知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化為能顯著延長電池續(xù)航時間的新產(chǎn)品。例如，ISL98611是首款將顯示電源和背光LED驅(qū)動器集成于單個芯片的電源管理IC。它顯著增進(jìn)了這兩項功能的效率，使智能手機(jī)電池續(xù)航時間增加一小時或更長時間。這對用于集中收集各種始終在線的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序來說至關(guān)重要。
對于像Intersil 這樣的半導(dǎo)體公司而言，物聯(lián)網(wǎng)的骨干很有可能成為最具挑戰(zhàn)性和富有成果的應(yīng)用領(lǐng)域之一。電源的有效設(shè)計就是要克服既要使網(wǎng)絡(luò)高效運(yùn)行，又要保持其冷態(tài)并且仍然維持系統(tǒng)的可靠性和高密度之間的矛盾。
隨著互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備越來越多的得到了最大的關(guān)注，行業(yè)開始充分理解這些終端設(shè)備對帶寬和存儲需求的影響，物聯(lián)網(wǎng)所需的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量和節(jié)點(diǎn)增加也同樣受到了同等程度的重視。就網(wǎng)絡(luò)的這兩個方面而言，Intersil的電源技術(shù)已在物聯(lián)網(wǎng)的推廣方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
金升陽：新能源汽車DC-DC發(fā)展趨勢
新能源汽車主要包括插電式混合動力汽車、純電動汽車等。與傳統(tǒng)汽車相比，這些新能源汽車更多地需要DC/DC轉(zhuǎn)換器對電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換、逆變。新能源汽車DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的技術(shù)走勢主要是基于終端客戶的需求。目前，除了TS16949體系要求汽車電子企業(yè)滿足汽車終端客戶需求外，各大車企還制定了自己的汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
廣州金升陽科技有限公司 FAE高級工程師奉啟珠表示，終端客戶比較關(guān)注以下幾個方面的技術(shù)發(fā)展趨勢：
(1)工作環(huán)境要求：因為電機(jī)等發(fā)熱器件的原因，工作環(huán)境溫度較高，要求DC/DC轉(zhuǎn)換器操作環(huán)境溫度從常規(guī)的85度至少升級到105度，最終要求125度;可以參考ISO16750環(huán)境可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
(2)輸入電壓：在汽車點(diǎn)火時，車載電池電壓會跌落，導(dǎo)致DC/DC轉(zhuǎn)換器啟動電壓低于常規(guī)電壓的輸入范圍，例如12V電池設(shè)計為6.5-18V(常規(guī)為9-18V);
(3)抗震性：汽車行駛的路面可能不平，因此要求DC/DC轉(zhuǎn)換器抗振動性強(qiáng)。一般要求10-55Hz, 10G, 30 Min. along X, Y and Z。
(4)EMC：因為汽車內(nèi)部的電氣設(shè)備非常多，靠近人體，且人在車內(nèi)的停留時間長，因此對于電磁兼容性要求極高。這塊可以參考的標(biāo)準(zhǔn)也非常多，如：ISO 7637、ISO 11452，GB/T 17626、GB 13837。
(5)器件規(guī)范：汽車級DC/DC轉(zhuǎn)換器內(nèi)部使用的器件滿足AEC-Q100/101/200的測試規(guī)范。
金升陽是最早在混合動力汽車和電動汽車市場發(fā)力的DC/DC轉(zhuǎn)換器廠商，自2008年開始，金升陽就與海外一線汽車廠商合作開發(fā)汽車級DC/DC轉(zhuǎn)換器，積累大量研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、應(yīng)用與失效分析經(jīng)驗，產(chǎn)品和方案都非常成熟穩(wěn)定可靠，得到了市場的認(rèn)可，這些都不是短時間能夠做到的。例如：電機(jī)控制器解決方案
- 使用溫度-40℃~+105℃
- 隔離電壓3000VAC、隔離電容10pF
- 正負(fù)輸出：15V/-8.0V
- 高容性負(fù)載能力，支持峰值電流正負(fù)5A
- 開環(huán)設(shè)計無過沖
- 輸出短路保護(hù)自恢復(fù)
除此之外，金升陽為新能源汽車行業(yè)提出BMS產(chǎn)品解決方案、空調(diào)控制器ECU解決方案和智能充電機(jī)解決方案等較為典型的隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器解決方案，汽車產(chǎn)品的可靠性要求高、需求各異，具體設(shè)計時多與FAE溝通，可以借鑒很多應(yīng)用經(jīng)驗，規(guī)避應(yīng)用風(fēng)險，提升整個系統(tǒng)的可靠性。
Altera：下一代FPGA的供電挑戰(zhàn)
作為電子系統(tǒng)的心臟器件，電源一直以來都是應(yīng)用市場關(guān)注的焦點(diǎn)。電源的發(fā)展方向可以歸結(jié)為三方面：小型化;高效、高可靠性;智能化或者數(shù)字化。其中數(shù)字化尤為重要。因為現(xiàn)在處理器的性能大大增強(qiáng)了，同時其電壓數(shù)值也大大降低了。例如，以前一個FPGA的內(nèi)核電壓供電是2V或者1V，現(xiàn)在很多FPGA的核心電壓只有0.9V或0.8V。如何確保電源穩(wěn)壓器能夠輸出如此低的電壓值，同時又能夠達(dá)到0.5%或者1%的電壓穩(wěn)壓精度?挑戰(zhàn)在于電壓精度越來越難實現(xiàn)，例如1V電壓，若達(dá)到0.5%精度，需要穩(wěn)壓的電壓值只有5mV，很可能一個噪聲(即紋波)就可能要達(dá)到5mV。而傳統(tǒng)的模擬控制環(huán)境很難實現(xiàn)這么高的穩(wěn)壓精度，或者在時效上有一些誤差。只有通過數(shù)字化的電源管理可以解決這一點(diǎn)。
例如，對于Altera第十代FPGA和嵌入式處理器來說，一個是對電流的要求越來越高，對功耗要求更低，二是高速系統(tǒng)對噪聲控制更嚴(yán)格，三是隨著工藝節(jié)點(diǎn)到達(dá)20nm和14nm后，電壓在不斷下降。
所謂數(shù)字電源，是在其中加入了數(shù)字的內(nèi)核(例如DSP和處理器)，有一個通信的接口和主處理器相連接，它可以和主處理器進(jìn)行雙向通信。而模擬電源使用的是模擬控制器。數(shù)字電源可能還有內(nèi)存，內(nèi)存事先儲存了多個預(yù)先設(shè)置的配置。和傳統(tǒng)的模擬的解決方案相比，它的效率更高，波紋更低，對瞬態(tài)響應(yīng)速度更快。
Altera在其FPGA Enpirion電源解決方案中增加了30A PowerSoC DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器。30A EM1130是其集成數(shù)字DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器系列的第一款產(chǎn)品，為Altera的第10代FPGA提供電源管理功能，特別是Arria 10和Stratix 10 FPGA內(nèi)核以及收發(fā)器電源軌。Altera公司全球業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)Patrick Wadden稱，該產(chǎn)品也可以支持其他廠商的FPGA，還有一些高端的ASIC/SoC、嵌入式處理器、內(nèi)存和SSD廠商等。
TI：組合方案可滿足差異化需求
數(shù)字電源
談到數(shù)字電源，德州儀器(TI)非隔離電源全球市場總監(jiān)James MacDonald說，數(shù)字電源的優(yōu)勢是可實現(xiàn)復(fù)雜的電壓調(diào)節(jié)。一般分為數(shù)字電源控制器、帶數(shù)字接口的電源穩(wěn)壓器，數(shù)字電源時序器和數(shù)字熱插拔控制器等。TI的優(yōu)勢是有業(yè)內(nèi)廣泛的數(shù)字電源IC產(chǎn)品組合，并且有市場上唯一一款PMBus負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓器，具有電流高達(dá)30A的集成式FET。
為了簡化數(shù)字電源設(shè)計，近日，TI推出了數(shù)字電源BoosterPack，與TI的F28069 LaunchPad開發(fā)套件組合使用，即可簡化對降壓轉(zhuǎn)換器的控制。其集成了C28x實時處理內(nèi)核以及精密控制外設(shè)的TI F2806x MCU，由9V電壓供電運(yùn)行，消除了高電壓系統(tǒng)開發(fā)的風(fēng)險，并由powerSUITE圖形化軟件工具提供支持，可助力功率調(diào)節(jié)器、不間斷電源、AC/DC電源和太陽能逆變器等數(shù)字應(yīng)用。
寬Vin DC/DC轉(zhuǎn)換器
另外，TI還在模擬電源技術(shù)上不斷突破，包括兩款新的寬Vin(輸入電壓) DC/DC轉(zhuǎn)換器。具體地，支持Fly-Buck™ 功能的65V同步降壓轉(zhuǎn)換器號稱業(yè)內(nèi)首款，它在無需光耦合器(因無需光耦，因此英文是“Fly”)的情況下，仍可提供高達(dá)15W的隔離式偏置電源。作為Fly-Buck電源產(chǎn)品組合的部件之一，LM5160A提升了功率密度，并且以更高效和可靠的方式解決了工業(yè)和汽車應(yīng)用中較高的功率需求。例如，LM5160A轉(zhuǎn)換器特有無需環(huán)路補(bǔ)償?shù)暮愣ń油〞r間控制，并用快速瞬變響應(yīng)支持高降壓比。此外，相對于傳統(tǒng)反激式解決方案，這款轉(zhuǎn)換器也簡化了設(shè)計工作。
零待機(jī)功耗：適合75W AC電源的PSR
電源適配器插在插座上，即使沒有給手機(jī)、平板電腦等用電器充電，仍在耗電。因此，在高功率AC/DC電源的低待機(jī)功耗PSR(初級側(cè)穩(wěn)壓)方案方面，現(xiàn)有初級側(cè)穩(wěn)壓電源的主要設(shè)計局限在于：如何在保持低待機(jī)功率的情況下仍然保證較高的瞬變響應(yīng)性能。為此，TI推出了業(yè)內(nèi)首款可應(yīng)用于75W功率的AC/DC反激式電源的零待機(jī)功耗控制器芯片集，待機(jī)功耗堪稱業(yè)內(nèi)最低。新的UCC28730初級側(cè)穩(wěn)壓 (PSR) 反激式控制器具有700V啟動開關(guān)和UCC24650喚醒監(jiān)視器，可將電源效率提升到全新水平。它還支持5~24V輸出電壓，能夠幫助設(shè)計人員為電視、家用電器、AC適配器、通風(fēng)供熱和空調(diào)系統(tǒng) (HVAC)，以及樓宇自動化系統(tǒng)創(chuàng)造更小巧、更高效的電源。
首款采用QFN封裝的GaN半橋功率級
GaN被稱為第三代半導(dǎo)體材料，相比于第一代Si和第二代GaAs等，GaN的優(yōu)勢是可以最大限度地提高功率密度。但是，過去基于GaN的電源設(shè)計面對的一大挑戰(zhàn)是與驅(qū)動GaN FET有關(guān)的不確定性，以及由封裝方式和設(shè)計布局布線所導(dǎo)致的寄生效應(yīng)。為此，TI近日發(fā)布了業(yè)內(nèi)首款80V半橋GaN FET模塊LMG5200，是全集成GaN FET功率級原型機(jī)，可幫助電源設(shè)計人員迅速了解GaN的極致優(yōu)勢。此次原型機(jī)由位于四方扁平無引線 (QFN) 封裝內(nèi)的一個高頻驅(qū)動器和兩個采用半橋配置的GaN FET組成，使之非常易于設(shè)計，為空間有限且高頻的工業(yè)應(yīng)用和電信應(yīng)用提供更高的功率密度和效率。
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