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为电动汽车和新一代家电的蓬勃发展提供“动力”

时间:2019-02-01 作者:PI公司总裁兼CEO Balu Balakrishnan 阅读:
电源管理是由微处理器和其他IC的不同指标来衡量的。摩尔定律认为晶体管的数目每隔18个月就会增加一倍。电源管理与每mm2的晶体管数目无关,它关注的是效率。

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Balu Balakrishnan
PI公司总裁兼CEO

在物联网时代,电子设备的数量正呈爆发式增长。在目前的热点话题中,无论是人工智能还是增强现实和虚拟现实系统,它们的发展都有赖于大量的数据传输和处理。这些功能的实现都离不开电源供电。无论是数据传输还是数据处理,电源的能效水平至关重要,有时是出于简单的经济考虑,有时则是受到强制性法规的约束。

汽车电子需满足长期可靠性要求

目前,我们最看好的两大终端市场是汽车和家电。对于汽车市场,所有业界权威一致认为,随着越来越多的汽车公司将混合动力和纯电动汽车推向市场,汽车市场的增长势头将愈发强劲。根据《美国汽车新闻·中国》(Auto motive News China) 2018年9月份的报道,中国拥有高速公路轻型插电式汽车的最大保有量,国产乘用车达到近200万辆。另据国际能源署(IEA)的统计数据,中国在插电式电动巴士的部署方面处于领先地位。全球其他国家和地区的汽车行业也在蓬勃发展之中。因此,这是我们进入汽车市场的大好时机。

然而,汽车电子要求严格,例如栅极驱动器需要通过AEC-Q100 Grade 1标准认证。汽车厂商要求为纯电动汽车( EV)和混合动力电动汽车(HEV) 应用提供安全和高度集成的解决方案,包括主逆变器、制动斩波器、DC-DC电池变换器以及AC-DC车载电池充电器设计。基于光耦的驱动器解决方案往往难以满足汽车和工业应用的长期可靠性需求。为此,Power Integrations(PI)开发出了FluxLink磁耦合技术,它允许通过坚固可靠的同质绝缘材料以磁隔离方式进行数据传输。这种技术将驱动器的安全性和绝缘安全性提高至一个新的水平。

家电产品将普遍采用BLDC设计

PI在家电市场已深耕多年,是中国和全球其他国家/地区主要家电公司的供应商之一。对于这一市场,我们非常看好无刷直流电机(BLDC)应用,其在冰箱压缩机、暖通空调系统风扇以及其他家用和轻型商用泵、风扇和风机中将会普遍采用。我们重新审视了迅猛增长的BLDC市场所面临的挑战,以及全球范围内日益严格的节能标准和法规,并推出了可实现节能的创新解决方案。

可编程电源转换解决快充刚需

智能移动设备厂商对快速充电技术需求也非常迫切。因此充电器必须具有更大功率,而这所面临的挑战是如何应对更多热量的产生。设计者已采用多种方式来消除此类热量— 散热片、风扇、其他冷却器等,但最佳的方法是根本就不产生热量。提高效率是唯一的实现方式。对于Power Integrations来说,我们一直投入大量的资源进行创新,以期不断开发出更高效的解决方案。设计者明白,看似微小的效率提升,比如从92%增至94%,却能实现25%的损耗降低。对于所有应用而言,这都非常有助于保持系统冷却和正常运行。

另外,数字电源目前非常流行,业界有两种重要的数字控制方案。第一种是使用真正数字式的环路来实现对功率输出的精确控制,以及对负载变化的快速响应。第二种情况是,AC-DC电源转换市场正在经历快速的转变,系统设计者需要一种能适应各种快充协议的可编程设定的开关电源解决方案,其中就包括近期制定完成的、要求对电压进行极为精确调整的USB PD 3.0+PPS规范。我们也相应地开发出了可编程设定的电源转换IC,让工程师能在较宽的范围内精确控制电源的输出电压及电流。这样的设计对于需要小批量生产的专业应用的设计者也非常有用,这样他们就可以使用软件在生产时或在安装过程中轻松地对输出规格进行配置,从而满足不同应用的电源需要。

总结

电源管理是由微处理器和其他IC的不同指标来衡量的。摩尔定律认为晶体管的数目每隔18个月就会增加一倍。电源管理与每mm2的晶体管数目无关,它关注的是效率。我们的IC效率已达到93~94%的水平,已不可能在此基础上继续翻倍!电源管理的重点在于如何降低损耗,虽然效率达到100%已经愈加困难,但这一直都是我们的研发目标。我们的FluxLink通信技术在开关电源电路的初级侧与次级侧之间所提供的控制水平已远超效率预期,同时已大幅缩减电源系统的BOM。

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