原创 电源产业繁荣，迈向低功耗、小封装、智能化

    对于电源方案来说，高能效的电源设计是市场的主导力量，与此同时，设计周期加快、待机能耗降低、能效提高以及减小占板面积的要求正在推动电源设计的创新。当前，不少产品既具备数字电源控制的低成本和灵活性，又体现了高性能模拟开关电源出色的性能，低功耗、小封装、功能丰富、灵活和智能化是它们的共同特点。作为今年“EDN China创新奖”报名产品最多的一个技术类别，电源的繁荣是有一定道理的。它就像为系统供血的心脏，没有它的存在，再先进的半导体技术都没有生机。

    数字化带来灵活性和智能体验

    Intersil的新型数字电源模块ZL9101M秉承Intersil的“Power Made Simple”理念，提供了一种可轻松适应各种应用系统要求的电源模块。通过集成MOSFET、电源电感器和分立器件以及Intersil Zilker Labs数字式直流/直流控制器，ZL9101M显著减少了客户的物料需求。它是12A以下电源解决方案的理想替代产品，并可显著减少用于实现完整的POL电源管理解决方案的分立器件和复杂外部集成电路的数量。对于电流输出大于12A的应用，可采用Digital-DC电流共享技术并联使用多个ZL9101M。设计人员可用PowerNavigator  GUI界面迅速配置一个完整的数字式电源解决方案。

    艾科嘉公司的XRP7724是一款高度集成可编程电源控制器，通过扩展的电压和电流范围，兼容SM总线I²C接口和独立的控制通道频率。XRP7724具有足够的灵活性来处理最苛刻的应用，包括从移动设备到工控产品以及高性能计算机。专利的数字脉冲频率调制（DPFM）技术帮助降低待机电流，使系统设计人员能满足严苛的绿色电源的需求。 XRP7724提供宽范围的输入电压（4.75V ~ 25V）和输出电压 (0.6V ~ 5.1V) ，同时带有可作为备用电源的内置LDO稳压器、电源时序控制功能和集成MOS管驱动器。它包含了轻载模式下的专利数字脉冲频率调制功能(DPWM) ,Exar PowerArchitect编程环境能够让设计者对多种功能进行智能化配置。

    Linear的LTC4000 是一款高电压控制器和电源管理器，可将任何外部补偿的 DC/DC 电源转换为一个全功能的电池充电器。LTC4000 采用了一种智能 PowerPath拓扑结构，当输入功率有限时，该拓扑结构将优先向系统负载供电。LTC4000 通过控制外部 PFET 来提供低损耗反向电流保护、电池的高效充电和放电、以及"即时接通"操作，以确保在插入时可立即获得系统功率，即使所采用的是一个失效或深度放电的电池也不例外。LTC4000 的全功能控制器可对多种电池化学组成进行充电，包括锂离子电池 / 锂聚合物电池 / 磷酸铁锂电池、密封铅酸电池 (SLA) 和镍电池等。其典型应用包括高功率电池充电器系统、高性能便携式仪器、电池后备系统、配备电池的工业设备、以及笔记本电脑 / 小型笔记本电脑。

    NS的SIMPLE SWITCHER易电源LMZ22010电源模块可输出高达10A的输出电流，它符合 CISPR 22 (B类)标准有关辐射和传导性电磁干扰方面相关规定，适用于工业产品和通信网络基建设施等应用。LMZ22010是一种易于使用的降压直流/直流解决方案，可提供高达10A的负载电流，其采用创新封装模式，提高了散热性能，可以手工或机器焊接。LMZ22010可以接受6V和20V之间的输入电压轨，并提供低至0.8V的可调高精度输出电压，只需要两个外部电阻器和外部电容器就可以完成这个电源解决方案。除了可以提供同样大小的输出电流外，LMZ22010还具有频率同步和均流兩大全新特性，并得到WEBENCH电源设计软件的全面支持。工程师只要在其设计内并行连接多个SIMPLE SWITCHER易电源电源模块，便可为大电流中间电源轨和FPGA应用提供高达60A的输出电流。此外，该系列电源模块设有同步引脚，确保不同模块能以同一频率操作，从而抑制敏感系统的开关噪声。

    低功耗、小封装、设计灵活仍是制胜要诀

    英飞凌公司的RC-D Fast IGBT是基于单晶圆集成二极管技术的全新RC-Drives快速IGBT系列，以更小的器件封装(D-PAK) 实现传统IGBT的电流能力，革命性地解决了中小功率电机驱动设计中面临的空间限制和成本挑战。新一代RC-D Fast IGBT应用于消费类的电机驱动，开关频率高达18kHz，系统效率提升2%，器件的壳温降低近20°C。

    Microchip在已获得业界推崇的下桥臂MCP14E3/4/5 4.5A MOSFET驱动器基础上，推出全新下桥臂MCP14E6/7/8 2A和MCP14E9/10/11 3A驱动器。适用于服务器、个人电脑和笔记本电脑等利用电源的消费电子应用。经扩展后，集成双MOSFET驱动器的全新MCP14E6/7/8器件的额定峰值输出电流为2A，而双驱动器的全新MCP14E9/10/11器件的峰值输出电流为3A。这些驱动器工作电压宽达4.5V至18V，允许的输入电压范围也宽。此外，这些驱动器采用小型封装减小电路板空间，进而降低成本。Microchip方面认为，经扩展的Microchip MOSFET驱动器系列有助于客户更灵活地选择符合其应用的产品。

    Molex EXTreme Ten60Power大电流连接器为下一代模块化大电流与信号连接器系统，正在努力应对大型主机对更大的功率连接器的需求，以期逐步减低这些大型处理器所需的大量电能。这款连接器采用薄型封装，备有用于共面和直角的板对板导向模块，专为大电流薄型电源互连应用而设计，在10.00mm (0.394英寸)薄型封装下提供业界最大的电流-空间比，并提供经改进的空气流动性能。由于对计算能力的需求提升，电源制造商面临在更小空间提供更多功率的更大压力。随着功能增加，电源制造企业需要更多的信号引脚。EXTreme Ten60Power模块具有1至 10个刀片式电源连接器模块和6到36个信号模块，采用3排或节省空间的新型5排HDS形式，具有10到40个信号的模块采用末端装(end-mount)或顶端装(top-mount)指引，可以配置以适合几乎任何设计应用，稳健的大电流触片具有DC (5.50mm)和AC (7.50mm)两种间距选项，提高了设计灵活性。

    PI公司的HiperPFS系列器件将一个连续导通模式(CCM) PFC升压控制器、栅极驱动和高压功率MOSFET集成在一个超薄eSIP功率封装中，能够提供接近1的输入功率因数。HiperPFS器件可省去PFC转换器所需的外部电流检测电阻，消除与这些元件相关的功率损耗。它采用创新的控制技术，可在整个输出负载、输入线电压，甚至是输入线周期内调整开关频率。这项控制技术能够提高转换器在整个负载范围内的效率，特别是轻载条件下的效率。此外，该控制技术还能产生宽频扩频效应，从而大幅降低EMI滤波要求。HiperPFS是适合升压式功率因数校正(PFC)的单芯片解决方案，它集成了控制、栅极驱动和高压功率MOSFET，内部电流检测可缩减元件数和系统损耗，从而缩小了电源设计的外形尺寸并提高其功率密度。

    Vishay的SiR870DP使用了新型ThunderFET技术，在具有4.5V电压等级的100V MOSFET中具有极低的导通电阻。对于设计者来说，更低的器件导通电阻意味着更低的传导损耗，同时也使节能的绿色产品减少功耗。 SiR870DP在4.5V电压下具有低至208 mΩ-nC的FOM，从而能在更高频率和开关应用中降低传导和开关损耗。这款器件针对用于电信的砖式电源和总线转换器应用的隔离式DC/DC电源中初级侧开关和次级侧同步整流进行了优化。该MOSFET能在4.5V电压下导通，因此各种PWM和栅极驱动IC都能进入到设计者的备选之列。而使用5V额定电压的IC，不但能够降低栅极驱动损耗，而且由于无需使用单独的12V电源轨，能够简化电源的整体设计。

    赛芯微电子独特的工艺与专利可以在SOT23-5L超小封装里集成锂电池保护IC、对管MOS、周边器件，非常适用空间有限的电池保护板应用，它的XB5358A具有过充保护、过放保护、过流保护、过温保护和短路保护等完整的锂电池保护功能,支持万能充反接和电芯反接保护，具有非常小的工作电流。传统方案的锂电池保护IC，如精工、理光、富晶等，都是需两个芯片(1个SOT23-6封装，1个TSSOP8封装)，外加3个电阻电容，而XB5358A最小方案只需要一个SOT23-5封装外加一个电容。与传统方案相比，这款器件由于集成控制器与功率器件，可以随时检测功率器件温度，XB5358A增加了传统方案无法实现的过温保护功能。另外内置MOS管带有ESD保护功能，保护性能更好。此外，还具备集成度高、一致性好、兼容性好等优势。

    宜普公司第二代eGaN场效应晶体管(FET)系列产品中的最新成员EPC2010，是一款200VDS器件，最大RDS(ON)值为25mΩ，栅极施加电压是5V。这种eGaN FET与第一代EPC1010 eGaN器件相比具有明显的性能优势。EPC2010将脉冲电流额定值提高到60A(而EPC1010为40A)，并且改进了很低栅极电压时的RDS(ON)值，电容值也更低。与具有相同导通电阻值的先进硅功率MOSFET相比，EPC2010体积更小，开关性能更高出许多倍。受益于更高性能eGaN FET的应用很多，其中包括高速DC/DC电源、负载点转换器、D类音频放大器、硬件开关和高频电路。

    艾默生LDS70 LED照明电源提供恒定电流和恒定电压模式，可助客户简化库存管理。70瓦全新电源系列的面世，有赖艾默生在为原始设备制造商提供批量定制的LED照明电源解决方案方面所取得的成功。此一通用、低态解决方案可支持超过7万小时的系统寿命，从而能在迅速发展的LED照明市场帮助制造商实现在上市时间和质量等方面的要求。

         通用电气能源系统的12A 数字非隔离负载点表贴电源模块。行业标准的PMBus接口和节省空间的可调谐环路技术，可提供8.1A/cm²电流密度。在Lineage Power TLynx电路板布局使用DLynx，可获得非常好的设计灵活性。作为Lineage Power总的效率架构的一部分，新的DLynx模块可提供96%的效率。

    前端转换类产品满足多功能需求

    ADI的ADV7619是一款2:1多路复用高清多媒体接口(HDMI)接收器，提供专业级（无HDCP密钥）和商用级（内置HDCP密钥）两种版本，工作温度范围为0°C至70°C。它内置双路输入HDMI兼容型接收器，支持HDMI 1.4a规范规定的所有强制性3D电视格式、最高达1080p 36位深色/2160p 8位的高清电视格式和最高达4k × 2k（3840 x 2160、30 Hz）的显示分辨率。集成一个HDMI CEC控制器，支持能力发现和控制(CDC)特性。ADV7619的两个输入HDMI端口均具有Xpressview快速切换功能。Xpressview技术使用ADI公司基于硬件的HDCP引擎，软件开销极小，两个HDMI输入端口可在不到1秒的时间内快速完成切换。

    Fairchild的FAN302HL为PWM控制器，具有数项提升通用反激式转换器之性能的特性，其专利恒定电流控制拓扑能够简化电路设计，且无需次级端恒流反馈电路，可为电池充电器应用提供优势。FAN302HL PWM控制器采用mWSaver技术和集成多项专利技术，可最大限度地减小待机输入功耗，在230VAC下低于<10mW，超越能源之星(ENERGY STAR)计算机规范的五星级要求。FAN302HL具有数项提升通用反激式转换器之性能的特性，如集成式500V JFET，可在器件开启后切断电流路径，减少启动损耗。FAN302HL还具有数项保护功能，包括逐周期电流限制，以确保达到固定的峰值电流限制水平，即使在发生短路的情况下亦然。此外，该器件还将栅极输出电压箝制在15V水平，以保护功率MOSFET避免栅极-源极电压过高时造成损坏。

    聚辰半导体的GT5011是一款低功率交流转直流（AC-DC）开关电源控制芯片，主要应用领域包括充电器，适配器，LED照明驱动和小家电电源。该控制芯片集成的复合模式操作和专有省电模被用来实现低待机功耗少、效率高、降低噪音。集成频率抖动功能还可以大大减少电磁干扰(EMI)滤波器成本。其独有的原边控制技术，使其在用于反激式AC-DC转换系统时，可以消除传统副边反激式AC-DC转换系统中的光电耦合器，稳定器芯片等器件，且能满足最高能效标准，并可实现精确的恒流，恒压功能，因此，其应用系统具有最高的性价比。此外，GT5010也可用于低成本的降压（Buck）系统，且具有优良的性能。GT5011具有完全自主知识产权，已分别申请了中国和美国专利。

    瑞康亚洲私人有限公司的降压开关型稳压器-R-78C5.0-1.0是1A 78xx线性稳压器的理想替代产品。环境工作温度范围为-40°C至+85°C，覆盖整个工业温度范围，转换效率高达93%，无需散热器。输出具有全面的过载和短路保护功能。由于在与原R-78xx-0.5系列相同尺寸的外壳中加宽输入电压范围（高达42VDC）并将输出功率增加一倍，使标准R-78系列（高效率、小外壳尺寸、与78系列线性稳压器引脚兼容）的现有功能得到了提升。这意味着，该产品在仅1cm³的外壳中可提供15W的功率。

    本土企业表现活跃

    与微处理器、存储器等数字集成电路相比，功率集成电路的寿命周期更长、成本更低、生产工艺要求更低，因此，中国本土企业在这一领域的准入门槛相对较低，虽然国际知名企业仍占据主要地位，但中国厂商并非没有机会，不少设计企业甚至已经占据中低端市场。本次参赛的两家本土公司表现也十分抢眼。

         深圳市锐骏半导体有限公司专注于大功率大电流MOSFET分立器件,模拟电源类器件。其大功率大电流MOSFET在中国电动自行车MOS的市场占有率高达30%。大大降低对国际品牌的依赖，降低了终端客户MOS的采购价格。产品广泛应用于电动车控制器，电动工具，逆变器，UPS/EPS，适配器，动力电池保护板以及Portable DVD，LCD-TV,DVB等领域。

    无锡芯朋微电子的AP2952是一款单片同步整流降压转换稳压器，它集成了导通阻抗130mΩ的MOSFET，可以在很宽的输入电压范围（4.75V-18V）内提供2A的负载能力。电流模式控制使其具有很好的瞬态响应和单周期内的限流功能。可调的软启动时间能避免开启瞬间的冲击电流，在待机模式下，输入电流小于1uA，效率可达95%。采用散热能力较强的SOP8-PP封装，同时提供了紧凑的系统方案，可以最大限度的减少外围元件。应用于网络通信设备、汽车电子、平板电视、机顶盒等中高端领域。而基于自主的创新技术和国内的工艺生产线，与国外产品相比有一定的成本优势。

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