原创 电源做主——电源管理风靡2005

2013-7-5 10:14 679 1 1 分类: 电源/新能源

       2005年,在半导体应用领域,点击率最高的莫过于电源和电源管理,电源管理相关的产品也成为各厂商的研发和市场重点。

  中国市场上,过去的2004年,电源管理器件在半导体领域获得高速增长。便携式数码产品是电源管理器件市场的一个主要推动力。便携产品体积日益缩小而对功能的要求却越来越多,同时其在低功耗方面也有着更为苛刻的要求,这些因素都在向电源技术提出新的挑战。另一方面,随着锂电池在便携式产品中的广泛应用,对锂电池充电IC的需求量将会持续增长,同时相关的充电管理和充电保护器件也会得到更多的关注。中国作为世界经济增长最快的地区,无疑也会成为电源管理市场众多厂商争夺的焦点。

       据iSuppli公司预测,2008年全球电源管理芯片销售额将上升至295亿美元,2003年到2008年的年复合增长率为12.7%。其中,2005年销售额增长速度将会放缓,而2006年则将停止增长,随后开始进入新的增长周期。在2005年全球半导体市场进入调整期之时,得益于

 

移动通信、消费电子产品的快速增长,我国电源管理芯片市场将仍然保持较高的增长率。随着3G时代的到来,手机多媒体应用等诸多功能的集成为电源管理增加了新的课题:半导体厂商面临哪些挑战?各家策略又是什么?带着这些问题,本刊采访了电源及电源管理相关厂商。

       TI:电源市场的职业赛手

  “作为电源管理器件的顶尖厂商,TI给电源和电源管理市场注入了巨大的力量。” 德州仪器(TI)中国区模拟产品销售总监王剑指出。现代化的便携式设备均采用诸如彩色显示器、立体声音频与连接解决方案等复杂的功能。因为功能和复杂度的增加与提高,理所当然地会使便携式设备设计电源时可用的空间及电池容量却更小。

  在空间极其有限的设计中运行系统应控制在尽可能低的能量预算范围内,并要求其释放的热量达到最低,否则可能会导致散热问题,这就要求必须使用不仅能够显著延长电池使用寿命,而且还能最大限度地缩小板级空间的更复杂、更低功耗的开关模式DC/DC转换器。王剑认为,“TI的高集成度电源管理解决方案、高级验证技术以及智能化的电源转换等,使TI在电源及电源管理市场上得到广泛采用而独领风骚。”

  “TI推出的TLC5940 16通道恒流电流吸入式LED驱动器(constant-current sink LED driver)用于Daktronics全色发光二极管(LED)视频显示系统,极大增强了图像分辨率、校准LED亮度,并卓有成效地降低了ProStar体育场馆记分板与广告显示板的功耗。”

  Daktronics视频产品工程师Brett Wendler则指出,“我们与TI的密切合作促使TI开发出可满足或超越我们LED显示屏系统电源要求的芯片。”

  针对缩小通信与多媒体设备的板级空间并延长电池使用寿命,TI自然不会放弃这一具美好前程的热门市场。TI具有“智能充电”功能的高性能电源转换芯片TPS65800就是代表器件之一,它在单个器件上集成了所有必需的功率管,并比离散解决方案占用的板级空间缩小了70%,同时能够以多种电压为通信与多媒体设备,如智能电话、便携式音频与媒体播放器、卫星无线电广播以及GPS系统等,提供极高的DC/DC转换效率以及出色的电池管理。

       王剑透露,为了最大限度地延长电池使用寿命及系统运行时间,TI将重点放在了系统的三个关键方面。第一是先进的电池管理技术。先进的电池管理技术能够智能化地对电池充电并准确测量其电量;第二,采用开关模式电源转换。开关模式电源转换能够尽可能高效地转换电池电源,以便为系统组件供电;第三,开拓新的电源技术。TI在系统电源与性能管理方面取得了新的进展,如SmartReflex技术,不仅能够分析与管理处理器域的功耗,同时还能通过软件实现电源的自适应控制,以优化使用电池电源。

  对于便携设备的电池安全性识别,TI也无遗漏。TI推出的一款智能电池管理 IC bq26150 器件,是TI系列电池组安全产品家族中的第一款电池管理IC,其能够获得基于循环冗余码校验(或CRC)架构的重要安全性数据信息,能够轻松识别未经消费类电子产品制造商批准而用于其产品中的存在潜在不安全因素的电池,这无疑又给电源管理市场加大了保险系数。

 

       安森美:挤出电池里的最后一粒电子

  随着各种终端产品的日益普及和功能的不断增加,如家电、数字消费电子产品等,电源管理已成为设计人员生活的一部份,其中存在的突出问题是力求提高电源效率,以及降低待机能耗,并符合世界各地的节能环保规范和标准。而问题的存在处恰恰成为安森美的无限商机所在之处。安森美半导体亚太区模拟产品部业务总监郑兆雄指出,仅就电视机电源IC产品来说,2005年的全球市场销售额应达1.5亿美元,预计到2008年,会增加至2亿美元。手机IC产品方面,2005年的全球市场销售额应为6.3亿美元,预计到2008年,会增加至8亿美元。

  作为全球领先的电源管理芯片厂商,安森美自然不会错过这一市场机遇。“在开关电源、DC-DC转换及背光/音频等市场上,我们的电源效率、降低待机能耗夺得先机。”

       在DC-DC器件方面,安森美具有广泛用于台式电脑的NCP3418等。其创新的双缘(Dual-Edge)PWM控制器技术迈入VR11应用市场,协助DC-DC转换电源产业的发展,为计算与消费电子应用带来高效有源模式能效。

  在背光/音频方面,安森美半导体的NCP5006/5007升压转换器,精简了彩色LCD的白色背

 

光LED驱动电路,提供体积小且效率高的背光驱动方案。

  对便携应用电源管理来说,提升供电转换的效率是非常重要的,安森美日前推出的系列DC-DC产品NCP1508/09/10A/11,该系列降压DC-DC转换效率全部达93%。

  在降低待机能耗方面,安森美的开关电源(SMPS)适配器NCP12XX系列,广为世界各地的领先厂商采用……。

  作为能效认证机构如中国中标认证中心和美国能源之星的技术伙伴,安森美提供可设立的标准的建议,而安森美自己设计和生产的电源管理芯片,能够节省多达90%的待机能耗。以彩电为例,中国电视机待机能耗的平均水平为8.07W,中标认证中心和美国能源之星的彩电待机能耗标准要求实不大于3W。如中国所有彩电的待机能耗均达至3W标准,到2010年将可节约60亿人民币或120亿度电(资料来源: 中标认证中心)。

  “从供电电池的角度,安森美力图把电池里的最后一粒电子挤出来。” 郑兆雄指出。以锂电池为例,一般最低的可靠电压为2.7V,但安森美的IC可做到低至2.5 V。针对碱性电池及镍氢充电池的放电特性,安森美亦开发了很多升压芯片,工作电压可低于1V,最新的芯片NCP1423更能低至0.8V工作,甚至带150mA负载,仍可低于1V启动。这些特性能够更好配合单电池供电的产品, 如MP3、无线光学鼠标等。

  2000年,作为国际能源署(IEA)降低待机能耗的积极倡导和推动者,安森美推出了到2010年将所有产品的待机能耗降到1W以下的“1W计划”,有效地推动了降低待机能耗技术的发展,节约了能源资源。提供增值的解决方案

  在过去的几年中,由于中国经济的快速增长,世界主要电子和半导体厂商纷纷到中国投资设厂,使中国的电子产品生产占全球的市场份额由2000年的10%左右增长到2004年的约20%。

  为更好地服务客户,安森美设立了解决方案工程中心,与客户一起解决问题,协助他们开发下一代的新产品。安森美与设计公司IDH的合作,可以更快地为不同的拓扑、不同的瓦数开发更多的解决方案,如ATX 80PLUS 方案,谋求应用拓扑发战的突破。在中国,安森美  与海尔等客户设立共同电源实验室,共同推动新技术的应用与上市。

  “中国人口众多,用电总量相对很高,大力推广节能产品非常必要。安森美将会为在中国普及待机节能产品的认证、推动实施高效节能电源、低待机能耗产品的应用中不遗余力。 ”郑兆雄指出。

       飞利浦:人文关怀  稳健设计

  对于目前电源产品市场存在的突出问题,任涛表示,无论是AC-DC、DC-AC还是DC-DC,它们共同存在着电压转换的问题。而电压转换过程中会有效率的损失。这就是现在电源产品市场需要解决的问题:如何将能源的损失减到最小,或者如何尽量提高电源的使用效率。

       任涛认为,电源管理器件目前在两个方面得到了极大发挥:一是便携产品方向,如手机、PDA、MP3等。另外一个是无线方向,如蓝牙、WLAN等。这两个方向确立了DC-DC的重要性。“现在要解决的问题就是,如何在仅有电池的条件下,如何充分利用电池的能量。”任涛说。

    “集成度提高可以改善电源的合理使用。”任涛指出。集成之后的电源成为一个被密封起来的模块,可以减少电源连线之间的电感、电磁干扰等。而且,由于电气连接点减少,焊点数减少,从而使发生热损耗的地方减少。但是集成度提高也带来明显的缺点,就是大量的热集中在较小的范围内,容易引起温度过高,散热问题凸现出来。同时,随着消费设备的体积越来越小而功能却越来越强大,在这些应用中更有效地进行热管理的需求就变得越来越重要。

       飞利浦在电源的热量管理方面是领先的。飞利浦CMOS管热分析模块建立了热量模型,可以在研发人员开始设计工作之前,就对电源进行热量分析,从而节约研发人员的研发时间,并减少人力和物力的投入。

  同时,制造商们正在逐渐转向采用热建模软件来仿真这些设备的热性能,从而在构建原型之前就能解决与热管理相关的设计问题。因为一个典型的“真实”原型的构建和测试可能需要长达两个星期的时间,而热模型仿真方法只需要两天甚至更短的时间就可以完成。另外,重新设计和制作新的原型并完成必需的测试则需要工程师再花费两个星期的时间。正是意识到热模型的趋势以及这种方法为客户所带来的好处,飞利浦公司在业界第一个为客户提供其半导体产品的热模型,这些热模型可在目前使用最广泛的热建模软件包即Flomerics公司的Flotherm上使用,并且结合了器件片芯、芯片粘接安装

 

和内部引线框等特色功能,以帮助客户精确地预测其器件的热性能,所需时间仅占构建和测试原型所需时间的一小部份,这使得客户能够更简单地解决复杂的设计问题,并优化其设计的热管理。对于笔记本电脑和移动电话等互联消费应用的电源中所使用的DC/DC变换器来说,这一点尤其重要。

        飞利浦的热管理器件在手机的电源管理中得到极致发挥。一个成功的例子是,飞利浦的9@9+手机的待机时间长达40多天,是目前待机时间最长的手机,仰仗的正是飞利浦的热管理器件。

  任涛强调,飞利浦的产品不在于时尚,而在于人性化。对于设计与需求的矛盾,飞利浦会优先考虑以人为主。

  现代的用电产品功能较多,引起的功耗就会增大。然而,用户却希望功耗尽量小,待机时间足够长。飞利浦充分了解这一事实,并在研发的时候就充分考虑用户的需求,给产品以尽量宽的使用范围。“容易知道,在一个比较窄的范围内设计产品是比较容易的,因为所涉及的限制条件少。在较宽的范围内设计,难度会增加,但是客户需要的,就是飞利浦所努力的。”任涛说。

        为更好地做到人性化设计,飞利浦每年至少参加两个个电源展会,与客户及用户进行面对面的交流。此外,飞利浦一直与其他合作伙伴保持齐头并进,对很多具有特殊要求的客户,飞利浦与之建立起密切的研发合作关系。飞利浦积极从展会反馈、调研公司的预测及与客户端直接接触的销售团队了解用户声音。如今,以客户为导向为中心的飞利浦已经是电源半导体市场中的稳健的领航者。

  对未来的电源市场,任涛认为,除了高集成度、高效率、小型、无线及高能量密度外,在中国地区还存在以下的独特的趋势:一是精简化,也是飞利浦“精于心,简于形”理念的体现。二是低的竞争性成本。三是产品本土化,即量中国市场之体裁中国市场之衣。

  当采访接近尾声,任涛风趣地总结说,如果把Apple比作美国20多岁、充满干劲儿的小伙子,那么飞利浦就是欧洲成熟、稳重的中年男人。

  是的,Apple的iPOD风靡全球,可有谁想到每个iPOD中都在运转着飞利浦的电源管理芯片呢?也许,这就是我们看到的阅历丰富、真实的飞利浦。

       国际整流器:双管齐下  提高电源效率与节能并重

  国际整流器公司(IR)中国区总经理邢安飞认为,电源管理的瓶颈与挑战是怎样提高效率、延长寿命和降低成本。他说,这三点不仅针对电源管理产品本身,也针对所支持的产品系统。

  首先,提高电源管理的效率,就是提高产品的系统效率。这不仅体现在优秀的电源管理产品可以使产品系统的用电得到优化上,对便携产品来说,提高电源管理的效率体现在同样的电池具有更长的使用时间,而对数量大、能耗高的产品,则体现在对电力的极大节约上;其次,很多产品的使用周期长,优秀的电源管理产品可以降低产品系统的失效率,同时减少系统消耗产生的热量,从而降低热量对系统性能的破坏;第三,所有的努力都应该在不提高产品系统总成本的前提下进行。

    解决上述挑战是一个复杂的系统工程。作为一家半导体公司,IR从技术角度解决问题的关键是:根据需求开发创新理念,将创新理念整合到芯片制造、芯片封装等流程。邢安飞认为,IR的经验有三点:一是根据不断变化的应用环境,不断提出新的设计理念和架构。2005年IR推出了AC-DC领域的PFC产品,它采用单周期控制的架构和无桥电路,对比传统方案,大大降低了对组件数量的要求和成本,在1KW AC/DC应用中,采用IR MOSFET和PFC器件的方案在功率损耗方面降低了15%;二是不断提升产品的生产工艺水平。在2000年至2004年的短短四年中,IR MOSFET的单位面积电流通过能力提升了8倍。三是采用创新的封装技术。DirectFET封装方式就是IR精彩的封装例子之一,它可以让热量从器件的顶部和底部同时散去,并把功率密度提高一倍,封装电阻也降低了10倍。

  “新产品的推出过程中有技术挑战,也有技术之外的挑战。” 邢安飞称,“但是,与挑战对决,我们乐在其中。”

  技术挑战主要是如何将IR产品与合作伙伴的方案相结合,并适应中国市场的特殊需要。为应对这一挑战,IR采取了“业界联盟”或合作的策略,与有实力的上下游厂商、研究机构联手优势,共同开发适合本地市场的先进方案。目前,哈尔滨工业大学、浙江大学、清华大学等一流高校均成为IR的核心伙伴。

  非技术挑战则更为重大。据统计,目前电机消耗的电量占人类总耗电量的60%。而IR iMOTION的推出,正是要大幅度降低人类在电机方面的能源消耗。“我们不能

 

总是到了夏天就想起了节能,到了秋天就忘了夏天的痛。”邢安飞指出,“然而,这类电源管理技术的真正推广,有赖于全社会、广大用户和企业对能源短缺局势的高度认识和积极行动。”拉闸限电和将室温提高一度等都是以牺牲经济发展和人民生活水平为代价的,而节约能源决不是不使用能源,关键是如何合理、高效地利用能源;节约用电也不是不用电,关键是如何合理、高效地使用电。IR的iMOTION正是合理、高效地利用能源的有力推动武器。对冰箱、空调、洗衣机等家电的运动控制产品,“iMOTION电机运动控制设计平台”将极大改善能源利用问题。

  “IR的电源及电源管理产品得到了业界的肯定并获得广大用户的广泛支持,而良好的收益又支持了IR公司的大规模科研投入,形成IR与用户之间的良性循环。而节能技术与节能产品更将IR与各个应用领域的合作伙伴紧密团结在一起。”

  为推广节能技术和节能产品,尤其是节能的运动控制技术,IR联合了更多的包括企业、高校、研究所和行业协会等合作伙伴,共同致力于各种应用领域的合作,推动各种低损耗、高效率、节约能源的先进方案和产品,为节约能源而努力。“几个月前,我们宣布了一个旨在推进中国节能创新的业界联盟计划。”邢安飞透露,“除IR之外,该联盟还包括中国的三所一流高校:哈尔滨工业大学、浙江大学和清华大学和Nidec、大金两家业内领先的公司。该联盟的创建目的是,在学术界与工业界之间构筑一个持续合作的平台,推进高效率、低成本节能技术在中国的开发,共同推进中国节能技术和节能产品的创新。这有助于联合业界的力量,为节约能源而共同努力。此外,我们还与著名电器制造商美的建立了联合实验室。”

       对于未来电源及电源管理市场的发展方向,邢安飞认为,随着通信设备、计算机、汽车电子、照明设备、电机控制的迅速发展,国际半导体制造工业正在向亚太地区特别是中国转移,这给中国的电源管理行业和市场带来了前所未有的机遇和挑战,“高能效”、“小型化”将成为

       电源管理的两大趋势

  对“高能效”的要求更集中地体现在家电领域。由于能源短缺问题的日益加剧,家用电器已经在影响整个电力的供需关系。未来家电市场能否做到高能效、低成本、高可靠性,电源管理的性能指标将起到举足轻重的作用。“iMOTION 集成设计方案改进算法,可以帮助家电生产厂商在不提高整体系统成本的前提下,节约一半的电能,是目前直流变频家电的首选驱动方案。”

  “小型化”主要针对数字消费及便携电子产品。它们的功能越来越多,外观和尺寸则越来越苛刻(小、薄)。如何实现更低的功耗、更长的电池使用时间、更小的产品体积,电源管理十分关键。IR高度集成的、高效率DC/DC转换模块iPOWIR,与分立器件设计的同类电路相比,可节省59%的空间;在额定功率范围内工作不需要散热片,也不需要考虑EMI问题,为“小型化”提供了实现的保证。

  对IR的电源及电源管理的地位,邢安飞笑称,“如果没有电源技术的不断进步,电脑可能不会运行得这样快,便携设备可能不会做得这样轻巧,卫星可能不会这样多,飞船可能也不会飞得那么远。而IR无疑是这一切的推动力之一。”

 

       Linear:唯一的专注:高性能模拟集成电路

  “高性能模拟集成电路是我们唯一专注的领域。”凌特公司(Linear Technology Corporation)电源业务部产品市场经理Tony Armstrong如是说。

  凌特的产品目标是生产最新、最先进、满足客户需求的高稳定性产品。比如,目前的电源市场存在三种需求:对没有资源或不具备技术专长,而无法为自己设计具有PWM(Pulse Width Modulation)集成电路、电感器和支持性组件的电源的客户,他们需要完全装配合测试的DC/DC解决方案;对要集中精力提供能利用自己竞争优势的先进产品的客户,快速上市的压力不容许他们为优化电源而对电路板设计进行额外的推敲;对于电路板面积宝贵的设计,紧凑和薄型DC/DC解决方案成为这些客户的首选。针对这种分析,凌特日前为这些特殊需求提供解决方案——μ

       Module系列产品。

  LTM4600内部集成了凌特公司DC/DC控制器和功率MOSFET、板上电感器、板上旁路电容器及板上补偿,同时,LTM4600微型电源模块实际上相当于完成了复杂的电源设计,从而免除了系统设计师们的电源设计负担,使他们集中精力发挥自己的核心专长。别具特色的还有它的μModule封装,15mm×15m

 

m的占板面积、扁平(2.8mm)焊盘网格阵列(LGA)封装,允许将LTM4600焊接到电路板的背面,节省了宝贵的线路板空间,并可以像标准集成电路一样使用和装配。“我们2005财年的销售收入超过了10亿美元,比上一财年增长了30%,为公司带来了41%的销售回报,增长率超过了竞争对手,专注于电源市场正是我们的法宝。” Tony Armstrong非常自豪地表示。

  凌特的个性也许在于对数字电源的热情并没有随着其他厂商的趋之若鹜而增加。“人人都认为未来是数字器件一统天下的时代,我们可不这么认为。因为数字器件处理的无非是1、0信息的转换,而真实世界是千变万化的,必须要有适应不同条件的模拟器件来完成向1、0的转化,过载、过压和过流情况的发生都给模拟器件的生产提出了更高的要求。”凌特创始人之一兼首席技术官Robert Dobkin认为。他指出,数字器件生产要求大量、技术相对简单,准入门槛较低,市场竞争激烈。“相比之下,模拟器件的生产则不同,经验非常重要,要求IC工程师有较长的从业经验,随着新一代模拟产品对更低工作电压、更高带电能力和热处理能力的要求,这一行业的准入门槛越来越高,相对而言,这一行业具有更高的技术含量。而我们的工程师恰恰长于此项。”

  凌特最初的工程师平均有超过20年的模拟器件设计经验,涵盖从精密设计到高端测试的各个领域。Robert Dobkin强调:“在这一领域,钱并不是最重要的,最重要的是经验。”以手机为例,它使用不同的模块,可能需要5~6种不同的工作电压,而如何准确地提供这些电压,并兼顾电源体积的要求,经验就成为一个关键性的解决问题的途径。其他应用产品同样存在着这样的要求。这就需要模拟器件公司加大研发力度。

       “中国市场对于凌特很重要。我们现在有北京、上海、深圳及香港四个办事处,只要有5~10名合格的模拟工程师,我们就将在中国开设设计中心——虽然目前很难,但是我们希望高性能电源IC能在中国得到更广泛的应用。”Tony Armstrong对中国市场充满希望。

       NS:创新产品赢得市场

  根据iSuppli于2005年所做的稳压器/电压参考电路市场调查显示,美国国家半导体(NS)的电源管理集成电路市场占有率高达14.1%。在2004年的财政年度,美国国家半导体的电源管理产品营业额比前一年上升37.3%。美国国家半导体拥有各式各样的创新电源管理产品,其中包括领先同业的线性稳压器、电源监控、控制及电压参考等集成电路以及各种开关转换器,例如高压直流/直流转换集成电路、开关电容转换器、灯光管理集成电路以及电感式开关转换器。

  日前,美国国家半导体又推出一款可以均分负载电流的控制器芯片,其优点是可以平衡不同的电流输出,确保并行连接的电源供应器能够输出等量的电流,因此最适用于需要分配电源的设备,例如电信及数据通信系统。

       美国国家半导体电源管理产品部策略市场总监Paul Greenland表示:“一般的解决方案采用主/从方法主动均分负载电流,其特点是最高输出电压决定其他的输出电压。而LM5080芯片不同,它的主动负载均分控制方法非常独特,其优点是可以根据一个平均值调节每一模块的输出,使系统设计工程师可以将多个电源供应器并行连接一起,确保不同的电源供应器输出等量的负载电流。即使系统的供电要求有变,也可随时增加或减少电源供应数目,因此采用这种模块式的设计可以节省开发时间。”

       飞兆半导体:全方位支持消费电子节能应用

  “随着便携式设备市场的爆炸性增长以及能量饥渴型新功能的不断涌现,电源供应和电源管理半导体行业正经历一场前所未有的技术挑战。”飞兆半导体公司亚太区总裁兼董事总经理郭裕亮说。

  作为功率专家,飞兆半导体对于功率产品及其应用领域具有深入的了解,并能够不断解决复杂的设计挑战,提供创新电子应用解决方案。比如,随着市场趋向把多种功能聚集到消费电子产品中(例如带相机、MP3播放器和PDA的智能手机)业界对飞兆半导体IntelliMAX负载管理器件的重要保护和控制功能的需求也愈来愈强劲。飞兆先进负载管理产品IntelliMAX系列集成了一个具有多种重要保护和控制功能的功率管理开关。这种集保护、控制和故障监控功能于一个小型 SOT-23封装中的独特设计,能解决简化功率管理设计、结合先进的控制和保护功能以支持最新一代的技术和架构等许多关键性问题,并能获得1.8V~5.5V、最大6V ABS的大范围工作

 

电压。

  绿色FPS产品是飞兆不断创新的成果之一。其中,FSCQ0765RT、FSCQ1265RT和FSCQ1565RT是专为准谐振离线开关电源(SMPS)而设计,可处理100~250瓦特的功率范围。这些功率开关的设计目的是降低待机模式功耗,从而达成政府和有关机构颁布把待机功耗降到1瓦以下的倡议。  对于家电和白色商品,FPS提供了强有力的解决方案,例如其智能功率模块 (SPM) 套件是针对低功率逆变驱动应用、部分因数校正开关转换器和低功率电器电机驱动的高度集成解决方案。2005年,飞兆半导体推出了用于吸尘器的开关型磁阻电机 (Switched Reluctance Motors) 的SPM,与分立解决方案相比,可节省高达40%的电路板空间,并提供绝佳的热性能和可靠性。

  飞兆半导体还推出采用部分功率因数校正开关转换器 (PFC) 电路拓扑的PFC-SPM,适用于1~3kW的空调,并符合强制性的PFC规范。对许多分立解决方案需要更长的装配时间和额外的散热器来说,PFC-SPM是个不错的选择。它在单一的高热效模块中集成了4个整流二极管、2个IGBT、1个栅级驱动IC和1个热敏电阻。这样的两个模块并排放置以共用一个散热器,可以简化设计、加快装配速度及提高总体系统可靠性。

  针对AC/DC市场,飞兆半导体FPS产品具有脉冲工作模式,能将待机模式下的功耗降至最低。这种脉冲工作模式也可执行功率SenseFET的开关功能,从而减小待机模式下的开关损耗。FPS还具有频率调制功能,通过将能量在更宽频率范围上分布来减少EMI(电磁干扰)。利用飞兆半导体绿色FPS器件设计的开关电源,可以显著节省功率,满足效率要求并符合规范条例。例如,一台普通电视机每年消耗的待机功率是55.2 kW,而使用了绿色FPS的电视机每年消耗的待机功率仅为 7.3kW。因此,使用FPS,客户每年可以节省47.9kW的能源。从事环境教育的非官方非盈利机构北京地球村曾估计,每节省1千瓦小时,就能够给25瓦的灯泡供电40个小时;冰箱可以运行一整天;普通电扇运行14个小时或者是电视运行10个小时。

  针对DC/DC市场,飞兆半导体提供高效率的1.5A同步DC/DC降压稳压器 (buck regulator) FAN2011和FAN2012。这些稳压器为业界提供了极佳的效率、性能、功率密度及尺寸组合。FAN2011和 FAN2012能通过提高功率密度及减少占用系统板卡的空间如机顶盒、硬盘驱动器、负载点 (POL) 电源和通信设备等,满足关键的应用要求。

  随着便携式产品日益复杂,负载电流必须限制以保护内部功率总线、负载外部电池和外部器件或插入的附件。飞兆半导体IntelliMax内置过电流保护功能,还具备热限制功能,可以在温度过高的情况下提供保护,为超便携式应用如手机等提供了独特的保护、控制和故障监测功能组合。

  为提高市场竞争力,飞兆半导体FPS系列产品把高压MOSFET开关和电源控制器整合在一个组件中,从而去掉许多多余的部件,且能满足当前的待机功率要求。在提供一切所需半导体元件以构建完整电源 (包括二极管、光耦合器及电压参考) 的能力方面,飞兆半导体处于独特的有利地位。

    “飞兆半导体深知强健和持久的合作关系对于半导体产业非常重要,并坚信在当地建立业务及维系和谐关系之关键。”秉承这一理念,在中国,飞兆半导体和多家知名院校达成合作协议,如与北京清华大学联袂创立了集成电路研发实验室,并开展了学术超越计划(academic outreach program);在中国建立制造厂房,强化飞兆半导体在中国的实力,巩固与中国公司的合作关系。此外,飞兆半导体还在中国建立了一个设计中心网络,藉此与客户密切合作,共同解决设计问题。所有这些构成了飞兆半导体的全球功率资源 (Global Power Resource)——个全球设计中心网络,由系统设计专家负责,并与客户保持密切合作的平台。

       郭裕亮认为,未来功率管理市场将继续朝着更高效率、更高电流需求和更低输出电压的趋势发展。“飞兆半导体作为功率专家,重点发展系统功率优化产品,并且继续转向更高价值的功率分立和模拟器件解决方案,这些都会对中国的功耗问题产生影响。”

       ROHM:可靠性理念塑造可靠性产品

  对于各种电器产品,对电源的需求都是不可欠缺,且有几种产品,就可能会有多少种需要。电器型号变化的速度越来越快,随之而来的是对低电流、高效率化的电源需求。而在许多应用领域正在加快数字化的进程,处理速度在寻求高速化和低电压化,从而导致消耗电流的增加。

  “在这

 

样的背景下,电源管理理所当然地必须要保证操作的稳定性。”ROHM株式会社POWER LSI担当表示。“无论在怎样的环境中使用都不会损坏的产品,正是顾客所希望的。因此,产品的可靠性是非常必要的。”

  ROHM正是以可靠性著称的电源产品供应商,并将可靠性的理念始终贯彻于设计、生产的阶段。为了能够生产出即使在严峻的环境下也可以放心使用的产品,ROHM公司专心致力于大幅度提高电源IC的静电耐压性(相当于其他公司普通产品的2倍以上),通用产品也可实现同样标准。ROHM肖特基势垒二极管适用于手机、笔记本电脑等电源电路的耐压50V以下的系列化产品。另外,ROHM确立了独有的高耐压技术,自行开发出了200V高耐压的肖特基势垒二极管。“籍着可靠性的美誉,在全球范围内拥有大量用户。”

  高可靠性成为ROHM区别于其他同类产品的特点。“但是,善于为满足客户的特殊需要而开发设计定制产品,不能不说是ROHM的另一特色。ROHM在新产品开发进程中始终同客户保持着密切的关系,能够对用户的需求时刻保持关注与了解。”“我们非常清醒地认识到,要制造出高可靠性的优质产品,构筑同合作伙伴之间、公司与客户之间的的可靠关系是非常重要的课题,也是ROHM愿意继续为之努力的方向之一。”POWER LSI担当指出。

  目前,ROHM同中国客户之间的合作在不断增加。

       Zilker Labs:电源转换与管理合二为一

  中国庞大的电源管理市场不仅仅吸引着众多耳熟能详的国际公司和本土公司的热情,对更多的新的公司来说,中国也是个无法抗拒的世界。

  Zilker Labs, Inc.,混合信号电源管理与转换IC解决方案供应商,日前在中国推出了它的第一款电源管理芯片ZL2005。

  Zilker Labs创始人兼营销副总裁Jim Templeton指出,现代数字电源存在两个问题,一是因为需要软件支持,造成使用困难;二是由于需要较大的过滤器,造成效率较低。而Zilker的电源管理产品使这样的问题迎刃而解:由于不需要编写专用软件,非常容易使用;Zilker电源管理器件基于状态机进行整体设计,通过电流感应器监控电压系统,通过总线监控电源管理部分,且不需要DSP与处理器,从而提升了使用效率。

  Jim Templeton认为,Zilker Labs 的 Digital-DC技术可实现一流的高效率,与其他同类数字解决方案不同的是,Digital-DC技术无需进行软件开发。基于Digital-DC技术的ZL2005不再需要编程,极大简化了电源设计,缩短了嵌入式电子系统设备制造商的上市时间。

  ZL2005将电源转换与管理可以合二为一。ZL2005具有数字技术的可配置性、控制及管理功能的电源管理与转换IC。通过简单的引脚带连接、电阻选择或通过该器件上的板上串口,使用业界标准 PMBus(电源管理总线)命令集可针对各种应用对ZL2005进行全面配置。ZL2005还将高效的小型降压控制器、高电流自适应驱动器以及完整的电源与热管理功能集成在单个封装中,因此无需使用复杂的电源管理器芯片和大量分立元件。此外,ZL2005还是市场上罕见的将PMBus代码集成到IC中的解决方案,这使系统设计人员具备能够轻松实现PMBus协议的优势。

    通过将电源管理和电源转换功能集成在一块芯片上,Zilker Labs 开发了新的系统分区方法。独特的混合信号方案提供了与传统模拟方案相媲美的高效率,却具有数字方式的可扩展性和控制特性。通过已获专利的Zilker Labs电源管理与转换技术,可在一个给定的印刷电路板上很方便地提供多个低电压、高电流电源供电域。

  为将此产品进一步推向市场,目前,Zilker在中国正选择一些客户试用其新产品,并对客户的反馈及意见进行分析,然后对设计方案进行修改。“中国具有很多设计公司,而我们的产品能够更好地支持他们的设计。”Jim Templeton表示。

  由于电源管理器件“无所不在”的特性,它正伴随着电子产品应用范围的拓展继续向人们生活的方方面面渗透。未来几年,在网络通信、消费电子、计算机、工业控制及汽车电子等方面,电源及电源管理新片市场将持续增长。

  然而,看国际巨头在电源及电源管理市场的纵横驰骋,再努力搜索国内做得有声有色的电源厂商,却发现虽然有圣邦微电子有限公司、长运通集成电路设计有限公司、芯源科技等国内电源管理厂商在积极探索,但中国电源管理厂商相对国际厂商而言,优势实在不多。

  全球电源管理厂商们对亚洲尤其中国市场的青睐有加,实在是中国在电子产品制造方面的强大优势以及庞大的消费群体的巨大吸引力。然而中国本土公司要保持持续的发展,必须强调核心竞争力

 

,用一流的产品说话,才会有底气。

 

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