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ADI亚德诺半导体谈电源技术发展
发布日期:2024-02-05 09:13     点击次数:64

ADI亚德诺半导体公司亚太区电力市场经理黄庆义在第11届EEVIA年度中国硬科技媒体论坛暨产业链研创趋势展望研讨会上分享了对电力技术和解决方案的看法。

他指出,在生活中,从发电侧到芯片端都有不同种类的电源,基本上分为几类。例如,通过交流,AC电源是我们通常所说的电源,需要进行功率校正和大功率拓扑DC/DC的变化等,可能会从交流变成直流。

直流侧后,当用户到达单板时,可能会涉及到需要接口的保护、热插拔、浪涌抑制和以太网供电。到达单板后,变成直流电,直流电会进行二次变化,也可能根据不同的应用要求进行二次隔离,因此单板上会有二次电源。

这些电源有很多种,比如IC控制,可能有不同的PWM控制,需要不同的拓扑来隔离电源,也可能涉及IGBT。、碳化硅SIC、辅助电源等设备。电源最根本的目的是为后面的信号链和控制芯片供电。因此,芯片侧有许多最关键的电源,如三个电源,如POL,如12伏到低压,也有升压,也有升压,所以产生了大量的电源。例如,有buck,甚至多相,对噪声敏感,可能需要低噪声LDO为信号链产品供电。

如果你看看电源的类型,有各种各样的电源,从高电压到低电压,也涉及大功率,如几千瓦、几兆瓦,甚至非常低功率,涉及拓扑、隔离拓扑、非隔离拓扑等。在这个领域,我们研究了很多,涉及到电源的发展和技术。因此,电源是一个跨学科的领域。

纵观ADI的发展,原美信拥有一些先进的技术。结合它在系统端的专利,如大功率和许多耦合电感。再加上ADI在IC设计中的先进技术,ADI衍生出了许多在行业中具有特色的方向和技术,微芯半导体如Silent Switcher技术,以及模块技术,各种技术类型都代表了其在行业中的应用需求和市场发展方向。比如Silent Switcher,传统电源开关噪声较大,Silent Switcher技术可以大大降低开关噪声。模块大大降低了电源设计的面积,大大提高了可靠性。 LDO,噪声水平非常接近电池,甚至低于电池噪声,使用户在设计噪声敏感的电路时能够获得更好的电源保证。而且功耗越来越低,到纳安级别的电源,也希望有更可靠、更稳定的电源设计。

基于Silent 从Switcher和模块两种技术来看,它们是如何在市场上发展的,并解决当前的问题。

效率:我们现在提到的是能源效率。我们致力于提高电力电子的效率。有可能从原来的线性电源提高到开关电源,包括现在的一些电力电子,效率达到99%,提高电源效率。

面积:现在各种设备越来越小。他们都希望最大限度地减少设备的面积,例如减少设备的面积和尺寸。这样,他们可以节省空间,在有效空间中放置更多的电源,大大提高电源的功率密度。

电磁辐射:电力电子非常密集,可能会给电池带来很大的干扰和辐射,所以这也是一个值得关注的领域。特别是现在电源已经切换到开关电源领域,其噪声辐射非常大,一方面,如果你想要小体积、高效、没有电磁辐射,这是非常困难的。

每个人都在思考如何解决这些问题。传统的做法,如降低开关频率,降低开关速度,可以使铃声相对较小。但这些方法会增加开关电源的损耗。 ADI的Silent Switcher技术可以更好地解决这个问题。在开关频率较高的同时,振铃降低,产生的EMI相对较低,傅里叶转换的谐波重量也会低得多。

此外,由于开关频率高,所选磁性设备相对较小。这些纹波与开关频率密切相关,如电感和输出电容器,可以大大降低尺寸。因此,在保持高效、小尺寸的同时,开关频率高 Switcher技术带来的好处。

Silent Switcher发展的过程已经到了Silenttter Switcher 3这一代。首先,芯片需要在外部添加电容器,然后我们将电容器集成到芯片中。到了Silent Switcher 3.它还增加了一个额外的优势,即它在普通DC/DC性能上增加了低噪声功能,使其输出的噪声非常接近LDO水平。因此,对于大电流的应用程序,它可能不想使用LDO和Silent Switcher 技术很好。它的包装也有很多优化,超低频噪音,超快的瞬态响应,使Silent Switcher 能很好地解决效率、面积、电子辐射等问题。

电源的整体发展方向是越来越集成,电流越来越大,厚度越来越薄。现在我们提到了更多的解决方案,因为归根结底,电源仍然服务于许多其他IC和设备。如果我们只做一个电源,我们仍然需要了解以下电源供电设备。

此外,我们还讨论了如何将电源解决方案与其他信号链产品放在一起。这样做有很多好处,比如你做了这样的解决方案,对于客户来说,它需要验证整个解决方案,你可以直接测量输出的性能,不再关心电源的纹波,动态效率,可能更关注直接射频输出或图像输出。所以这对整个解决方案很有帮助。