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特 别 报 道 : 消 费 和 白 色 家 电 (PG31) 2016 年 1/2 月

您 所 设 计 的 是 最 先 进 的 DC/DC 转 换 器 吗? egan 集 成 电 路 技 术 采 用 egan 集 成 电 路 节 省 70% 占 板 面 积 请 访 问 我 们 的 在 线 内 容 产 业 新 闻 产 品 专 访 和 过 往 杂 志 7.1 mm 12.4 mm 7.2 mm 13.8 mm 工 作 在 5 MHz 输 出 电 流 为 20 A 的 两 相 egan 集 成 电 路 2 3 刊 首 语 产 品 聚 焦 香 港 理 工 大 学 研 发 新 型 生 态 高 效 储 能 装 置 18 封 面 故 事 多 相 电 流 模 式 控 制 器 可 为 最 新 一 代 的 20nm FPGA 供 电 作 者 :Bruce Haug, 凌 力 尔 特 封 面 故 事 多 相 电 流 模 式 控 制 器 可 为 最 新 一 代 的 20nm FPGA 供 电 5 V GS 时 的 Q R G 器 件 型 号 V DS 配 置 DS(on) Q 典 型 值 RR I D ( 脉 冲 ) 半 桥 式 开 发 板 最 大 值 (nc) (A) (nc) V GS I D R DS(on) Half-Bridge Part Part (mω) (Max) (Pulsed) (Max) Development Board 双 路 8 (Q1) 3.5 100 EPC2100 30 V 0 EPC9059 EPC2020 60 不 对 V 称 2470 (Q2) A 15 2.2 mω 400EPC9033 EPC2102 EPC2021 60 V 80 双 V路 420 4.4 A 6.8 2.5 mω 0 215EPC9034 EPC9038 FPO 工 作 在 1 MHz 输 出 电 流 为 20 A 的 单 相 MOSFET 器 件 EPC2022 100 双 V路 11.5 360 (Q1) A 2.7 3.2 mω 80 EPC2101 60 V 0 EPC9035 EPC9037 不 对 称 2.7 (Q2) 12 350 EPC2023 30 V 590 A 1.3 mω EPC9031 EPC2103 80 V 双 路 5.5 6.5 0 195 EPC9039 EPC2024 40 V 550 A 1.5 mω EPC9032 双 路 14.5 (Q1) 2.5 75 EPC2105 80 V 0 EPC9041 不 对 称 3.5 (Q2) 10 320 EPC2104 100 V 双 路 6.3 7 0 165 EPC9040 4 5 6 9 12 14 16 精 英 观 点 中 国 的 经 济 下 滑 作 者 :Ray Zinn,Micrel 创 始 人 市 场 观 察 确 保 消 费 电 子 产 品 安 全 作 者 :Kevin Parmenter, Power Systems Design 撰 稿 人 设 计 指 南 电 流 模 式 控 制 作 者 :Ray Ridley,Ridley Engineering 技 术 访 谈 引 领 创 新 拥 抱 智 慧 生 活 作 者 : 刘 洪,PSDC 主 编 ARM 全 力 打 造 连 网 的 世 界 作 者 : 刘 洪,PSDC 主 编 时 代 民 芯 十 年 磨 一 剑 成 绩 斐 然 作 者 : 刘 洪,PSDC 主 编 解 读 无 线 电 源 传 送 应 用 的 氮 化 镓 器 件 作 者 : 刘 洪,PSDC 主 编 21 25 27 32 34 技 术 特 写 电 源 从 48V 转 换 至 负 载 电 压 : 采 用 氮 化 镓 晶 体 管 提 升 低 压 DC/DC 转 换 器 的 性 能 作 者 :David Reusch 及 John Glaser 博 士, 宜 普 电 源 转 换 公 司 电 源 管 理 变 频 IPM 技 术 在 现 代 白 家 电 设 计 中 的 作 用 作 者 :Jonathan Harper, 安 森 美 半 导 体 功 率 器 件 新 型 高 电 压 SMD 封 装 Power88, 600V SuperFET II MOSFET 作 者 :Wonsuk Choi 和 Dongkook Son, Fairchild 特 别 报 道 : 消 费 和 白 色 家 电 有 源 谐 波 滤 波 器 改 善 电 能 质 量, 减 少 谐 波 作 者 : 爱 普 科 斯 公 司 TDK 集 团 成 员 ROHM 加 速 从 转 的 到 动 的 产 品 全 面 升 级 作 者 : 本 刊 根 据 ROHM 平 田 茂 及 顾 伟 俊 演 讲 整 理 热 点 产 品 新 闻 行 业 新 闻 及 更 多 内 容 请 访 问 网 站 : www.powersystemsdesignchina.com 36 40 高 效 节 能 : 物 联 网 应 用 的 共 同 目 标 作 者 : 莱 迪 思 半 导 体 绿 色 视 点 昙 花 一 现 作 者 :Alix Paultre,Power Systems Design egan 是 Efficient Power Conversion Corporation 宜 普 电 源 转 换 公 司 的 注 册 商 标 立 即 购 买! www.epc-co.com; www.epc-co.com.cn 1

刊 首 语 产 品 聚 焦 Power Systems Corporation 中 国 广 东 省 深 圳 市 福 田 区 八 卦 四 路 13 号 西 座 1-2 楼 邮 编 :518029 www.powersystemsdesignchina.com 主 编 功 率 系 统 设 计 中 文 版 刘 洪 powersdc@126.com 电 话 :010-68797916 13651220041 出 版 人 Jim Graham jim.graham@powersystemsdesign.com 合 作 出 版 人 Julia Stocks julia.stocks@powersystemsdesign.com 管 理 和 制 作 岽 亚 文 化 传 播 有 限 公 司 地 址 : 中 国 广 东 省 深 圳 市 福 田 区 八 卦 四 路 13 号 西 座 1-2 楼 邮 编 :518029 电 话 :0755-82240466 中 文 网 站 : www.powersystemsdesignchina.com 英 文 网 站 : www.powersystemsdeign.com 移 动 网 站 www.psdmobile.com 版 权 所 有 :2016 年 1/2 月 ISSN :1815-3453 Power Systems Corporation 和 Power Systems Design China( 功 率 系 统 设 计 中 文 版 ) 对 由 于 资 料 的 差 错 或 遗 漏, 不 论 这 样 的 差 错 是 否 源 于 疏 忽 意 外 或 省 略, 都 不 对 任 何 人 承 担 任 何 责 任 订 阅 : www.powersystemsdesign.com/subscribe-psd-magazine?f=ch 第 十 二 卷, 第 一 期 微 雅 格 ( 北 京 ) 科 技 有 限 公 司 日 京 前 在 北 京 发 布 国 家 科 技 重 大 专 项 核 高 基 项 目 首 颗 高 性 能 FPGA 芯 片 暨 京 微 雅 格 CME-C1( 祥 云 ) 系 列 新 品, 这 是 其 面 向 大 容 量 FPGA 市 场 的 云 系 列 首 款 FPGA 芯 片 值 得 一 提 的 是, 这 是 历 经 10 年 艰 苦 努 力, 由 中 国 开 发 出 的 适 用 于 多 种 行 业 的 自 己 的 高 端 万 能 芯 片 京 微 雅 格 的 发 展 填 补 了 我 国 可 编 程 领 域 硬 件 设 计 和 软 件 开 发 的 空 白, 同 时 培 养 了 我 国 在 该 领 域 的 大 批 技 术 人 才 CME-C1 可 广 泛 应 用 于 广 播 通 信 国 防 军 工 金 融 安 全 电 力 传 输 仪 器 仪 表 等 传 统 领 域, 也 可 被 广 泛 使 用 在 机 器 人 无 人 机 大 数 据 等 新 兴 领 域 据 介 绍,CME-C1 采 用 了 TSMC 40nm CMOS 工 艺, 逻 辑 容 量 从 30K 200K 不 等 该 系 列 产 品 使 用 了 全 新 的 LUT 6 架 构 和 32 路 全 时 钟 网 络, 运 行 速 度 可 达 到 700MHz 此 外, 针 对 高 速 大 容 量 市 场 的 应 用 需 求,CME-C1 还 整 合 了 高 速 Serdes 接 口, 最 高 可 达 6.5 G, 1333Mbps 的 硬 核 DDR2/3 控 制 器 和 硬 核 适 用 于 多 行 业 中 国 自 己 的 高 端 万 能 芯 片 PCIe 接 口 以 及 36*18 的 DSP 处 理 器 CME-C1 丰 富 的 I/O 接 口 支 持 保 证 了 产 品 应 用 的 高 灵 活 性,256 位 AES 加 解 密 流 1024 位 Efuse 保 护 功 能 保 障 了 产 品 的 高 可 靠 性 这 些 功 能 使 CME-C1 在 关 键 技 术 指 标 上 达 到 了 国 内 领 先, 可 实 现 对 同 行 竞 争 对 手 中 端 FPGA 芯 片 的 部 分 替 代, 有 效 填 补 国 产 FPGA 的 市 场 空 白 在 接 受 记 者 采 访 时, 刘 明 博 士 表 示, 京 微 雅 格 是 世 界 上 除 美 国 硅 谷 以 外 唯 一 自 主 研 发 并 成 功 量 产 现 场 可 编 程 逻 辑 (FPGA) 芯 片 的 公 司, 目 前 拥 有 200 多 项 专 利 和 上 百 款 产 品, 其 中 100 多 项 已 获 授 权 他 信 心 满 满 地 说, 再 用 几 年 时 间, 京 微 雅 格 将 进 入 全 球 FPGA 排 名 前 三 他 预 期, 京 微 雅 格 的 发 展 壮 大 及 其 产 品 系 列 的 日 臻 完 善 将 使 多 种 行 业 各 个 领 域 的 不 同 设 备 使 用 同 一 种 国 产 芯 片 成 为 可 能, 从 而 能 够 有 效 地 促 进 信 息 技 术 设 备 制 造 电 信 运 营 国 防 工 业 等 产 业 的 快 速 发 展 刘 洪 功 率 系 统 设 计 主 编 powersdc@126.com 香 港 理 工 大 学 研 发 新 型 生 态 高 效 储 能 装 置 港 理 工 大 学 ( 理 大 ) 应 香 用 物 理 学 系 研 发 了 一 种 简 便 的 化 学 合 成 方 法, 用 葡 萄 糖 转 化 成 为 环 保 的 二 氧 化 锰 (MnO2) 墨 水, 透 过 普 通 的 印 刷 方 法, 甚 至 家 用 列 印 机, 就 可 以 印 制 出 既 轻 且 薄 又 可 弯 曲, 并 同 时 具 备 优 越 性 能 的 储 能 装 置 以 MnO2 墨 水 制 造 的 超 级 电 容 器 比 起 使 用 相 同 重 量 储 能 物 料 ( 例 如 : 炭 粉 ) 的 商 用 电 容 器 容 量 高 30 倍 以 上, 能 大 幅 度 提 高 储 能 装 置 的 实 用 价 值, 而 生 产 成 本 少 于 港 币 一 元 由 于 MnO2 是 一 种 环 保 物 质, 无 须 被 分 解, 再 加 上 潜 在 容 量 高, 它 向 来 被 视 为 制 作 储 能 装 置 的 理 想 物 料 不 过, 传 统 MnO2 电 极 合 成 方 法 的 制 作 成 本 高 昂, 过 程 复 杂, 更 有 机 会 在 MnO2 墨 水 涂 层 的 制 作 过 程 中 产 生 结 块, 降 低 性 能 理 大 科 研 团 队 研 发 了 一 种 简 单 的 方 法, 将 葡 萄 糖 进 行 微 波 水 热 合 成, 再 将 碳 微 球 在 室 温 环 境 下 进 行 液 相 合 成, 制 作 成 为 结 构 稳 定 的 MnO2 墨 水 MnO2 墨 水 可 以 均 匀 涂 于 不 同 基 板 上, 如 导 电 纸 张 胶 片 和 玻 璃, 同 时 可 以 控 制 储 能 装 置 的 厚 度 和 重 量, 制 作 出 轻 薄 甚 至 透 明 和 可 弯 曲 的 储 能 装 置 将 MnO2 墨 水 涂 上 基 板 后, 如 有 需 要, 更 易 于 擦 除, 方 便 电 子 零 件 的 组 装 理 大 研 究 人 员 将 使 用 新 化 学 合 成 方 法 制 成 的 MnO2 墨 水 涂 于 导 电 A4 纸 上 制 作 储 能 装 置, 其 最 大 能 量 密 度 和 最 大 功 率 密 度 达 到 4 毫 瓦 时 每 立 方 厘 米 (mwh/cm -3 ) 和 13 瓦 每 立 方 厘 米 以 MnO2 墨 水 制 造 的 超 级 电 容 器 比 起 使 用 相 同 重 量 储 能 物 料 ( 例 如 : 炭 粉 ) 的 商 用 电 容 器 容 量 高 30 倍 以 上, 能 大 幅 度 提 高 储 能 装 置 的 实 用 价 值 由 于 以 MnO2 墨 水 制 造 的 超 级 电 容 器 具 备 体 积 小 轻 薄 可 弯 曲 储 电 容 量 高 的 特 质, 可 以 广 泛 应 用 于 很 多 领 域, 例 如 在 可 穿 戴 设 备 和 射 频 识 别 系 统, 这 种 超 级 电 容 器 可 以 作 为 弯 曲 型 显 示 屏 幕 智 能 服 装 智 能 付 款 智 能 感 应 器 行 李 追 踪 器 等 的 电 源, 协 助 推 动 业 界 的 发 展 相 关 的 学 术 论 文 最 近 已 在 化 学 界 权 威 杂 志 Angewandte Chemie International Edition 中 发 表 理 大 研 究 团 队 将 在 未 来 两 年 致 力 提 升 储 能 装 置 的 性 能, 包 括 完 善 MnO2 墨 水 的 合 成 方 法, 提 升 MnO2 墨 水 超 级 电 容 器 的 最 大 电 压 和 优 化 其 结 构, 亦 会 进 行 更 多 测 试, 将 储 能 装 置 与 其 他 能 源 收 集 系 统 结 合 www.polyu.edu.hk 2 3

精 英 观 点 市 场 观 察 中 国 的 经 济 下 滑 中 国 股 市 大 跌 一 年 前 即 可 预 见 作 者 :Ray Zinn,Micrel 创 始 人 确 保 消 费 电 子 产 品 安 全 作 者 :Kevin Parmenter, Power Systems Design 撰 稿 人 可 能 听 到 消 息, 尽 管 有 经 济 刺 激, 上 海 证 券 交 易 在 你 熔 断 之 前 下 跌 超 过 7% 那 些 政 府 授 权 的 恐 慌 工 具 并 未 触 发, 一 天 的 下 跌 将 抵 抗 长 期 的 市 场 修 正 这 一 切, 除 了 准 确 的 时 间 外, 都 不 是 意 外 中 国 的 大 多 数 经 济 增 长 都 与 高 科 技 领 域 的 制 造 业 联 系 在 一 起 这 包 括 半 导 体 的 消 耗, 在 这 个 行 业 我 的 Micrel 兴 旺 了 37 年 正 如 你 所 期 望 的, 当 中 国 的 制 造 业 前 景 发 生 改 变 时, 它 就 在 半 导 体 行 业 中 被 感 受 到 了 因 为 Micrel 的 半 导 体 产 品 近 60% 被 卖 到 亚 洲, 至 少 有 一 半 到 了 中 国, 我 们 的 销 售 的 缓 慢 起 伏 变 化 预 示 着 中 国 的 变 化 当 最 初 的 波 动 并 没 有 逆 转 时, 人 们 可 以 预 测 我 们 今 天 看 到 的 确 认 中 国 的 制 造 业 已 经 达 到 了 顶 峰 一 般 情 况 下, 一 个 国 家 的 制 造 业 指 数 波 动, 但 在 一 个 较 长 时 期 内 却 很 少 能 表 现 出 持 续 的 下 降 去 年 夏 天, 中 国 股 票 交 易 所 的 制 造 业 指 数 显 示 连 续 几 个 月 萎 缩 人 们 希 望 随 着 中 国 政 府 将 大 量 资 金 投 入 经 济 和 试 图 刺 激 消 费 支 出 情 况 会 逆 转 ( 美 国 尽 管 有 自 己 制 造 业 的 不 景 气, 但 幸 免 于 2016 年 股 市 下 滑, 部 分 得 益 于 改 善 就 业 和 工 资 上 涨 而 形 成 的 消 费 经 济 ) 中 国 不 同 中 国 在 网 络 泡 沫 破 灭 后 成 为 电 子 制 造 业 国 家 2001 年 后, 许 多 大 型 代 工 企 业 卖 掉 它 们 的 制 造 业 务 或 关 闭 了 制 造 业 务 中 国 介 入 并 加 强 了 其 合 同 半 导 体 制 造 在 中 国 低 成 本 制 造 的 推 动 下, 他 们 开 始 了 电 子 制 造 业 的 快 速 发 展 中 国 是 当 今 世 界 最 大 的 电 子 系 统 制 造 商 其 整 体 经 济 大 的 部 分 中 国 的 目 标 是 成 为 一 个 主 要 电 子 系 统 供 应 商 ( 记 得 IBM 出 售 其 个 人 电 脑 业 务 给 中 国 的 一 家 公 司 联 想 ) 他 们 的 意 图 是 在 中 国 制 造 大 部 分 半 导 体 产 品 这 创 造 了 一 个 不 稳 定 的 局 面 一 个 电 子 系 统 的 半 导 体 元 件 的 成 本 大 约 为 一 半, 中 国 的 经 济 增 长 已 与 世 界 经 济 一 个 相 对 较 小 的 部 分 联 系 在 一 起 了 当 电 子 系 统 出 现 饱 和, 增 长 就 停 止 了, 然 后 开 始 收 缩 我 在 一 年 前 就 看 到 了 半 导 体 行 业 的 这 一 情 况 如 中 国 采 购 经 理 人 指 数 (PMI) 显 示, 衰 退 开 始 于 2015 年 三 月 尽 管 有 短 暂 的 改 善, 经 济 收 缩 仍 在 继 续 问 题 的 一 部 分 是 产 能 过 剩 中 国 境 内 的 制 造 业 生 产 的 电 子 系 统 迅 速 积 累 这 是 一 个 不 受 控 制 的 扩 张, 在 很 大 程 度 上 受 到 了 中 国 政 府 经 济 干 预 这 种 急 于 满 足 电 子 系 统 的 需 求 并 没 有 考 虑 到 这 种 产 品 的 最 大 消 费 者 美 国 在 大 衰 退 中 缓 慢 复 苏 这 种 缺 乏 美 国 增 长 加 剧 了 中 国 的 产 能 过 剩 我 预 测 将 需 要 二 到 三 年 来 正 常 化 能 力 / 需 求 比 我 感 觉 到 中 国 大 约 有 30% 的 产 能 过 剩 率 随 着 美 国 经 济 增 长 乏 力 和 全 球 经 济 增 长 乏 力, 以 及 某 些 行 业 ( 如 能 源 ) 电 子 系 统 的 用 户 出 现 自 己 的 问 题, 我 的 3 年 恢 复 估 计 可 能 是 乐 观 的 这 对 美 国 有 影 响, 主 要 是 美 国 半 导 体 产 业 随 着 中 国 的 饱 和 和 产 能 过 剩, 对 芯 片 的 需 求 将 放 缓 这 会 影 响 现 有 芯 片 销 售 低 迷 的 需 求, 同 时 创 造 了 新 设 计 的 需 求 不 足 和 行 业 整 体 低 迷 一 些 半 导 体 公 司 一 直 在 疯 狂 收 购, 将 发 现 他 们 的 营 收 收 入 受 阻, 他 们 可 能 无 法 偿 还 近 期 收 购 的 债 务 奇 怪 的 是, 这 可 能 导 致 股 票 价 格 崩 溃, 甚 至 更 大 范 围 的 行 业 整 合 美 国 的 一 些 公 司, 如 苹 果 和 思 科 将 受 益 随 着 销 售 疲 软 和 低 迷 前 景 和 其 他 国 家 的 一 些 半 导 体 制 造, 中 国 将 感 受 到 定 价 压 力 今 天 的 现 成 硬 件 系 统 的 原 材 料 将 下 降 由 于 这 些 最 终 产 品 不 是 价 格 敏 感 的, 它 可 能 会 逐 步 提 高 产 品 利 润 率 关 键 是 我 们 看 到 了 这 一 点 人 为 的 经 济 增 长 是 不 可 持 续 的 过 分 依 赖 于 任 何 单 一 行 业, 对 一 个 国 家 的 经 济 和 投 资 者 来 说 是 一 种 危 险 由 此 产 生 的 问 题 需 要 数 年 的 时 间 来 修 补 www.toughthingsfirst.com 起 来, 整 合 是 科 技 产 业 运 作 的 关 键 词 2015 年, 半 看 导 体 行 业 已 经 实 现 了 1120 多 亿 美 元 的 并 购 活 动, 在 撰 写 本 文 时 这 一 年 还 没 有 结 束 这 似 乎 显 示, 随 着 行 业 的 成 熟 和 更 多 商 品 的 出 现, 在 2016 年 这 一 疯 狂 将 继 续 下 去 在 白 色 家 电 领 域,AC-DC 电 源 是 真 正 的 集 成 电 源 半 导 体 解 决 方 案 决 定 在 于 将 使 用 谁 的 芯 片 家 电 行 业 正 在 整 合 其 供 应 商 长 期 以 来, 美 国 家 电 公 司 不 得 不 弄 清 楚 消 费 电 子 产 品 业 务, 而 全 球 消 费 电 子 产 品 企 业 对 家 电 业 务 依 赖 很 强 在 实 际 情 况 中, 家 电 企 业 现 在 已 是 消 费 电 子 行 业 的 一 部 分 企 业 面 临 的 很 多 压 力 是 以 流 畅 的 用 户 界 面 使 用 方 便 可 靠 性 效 率, 如 能 源 之 星 蓝 色 天 使, 跟 上 消 费 者 的 期 望, 而 笔 记 本 电 脑 的 期 望 是 特 性 和 功 能 的 提 升 和 电 池 寿 命 的 增 加 而 没 有 摩 尔 定 律 式 电 池 技 术 的 突 破, 我 们 也 可 以 利 用 这 些 优 势 随 着 数 字 电 源 越 来 越 成 为 主 流, 连 通 性 正 在 增 加 这 一 切 都 在 进 行, 而 黑 客 活 动 的 增 加 正 在 上 升 我 们 看 到 车 辆 系 统 被 黑 客 入 侵, 随 着 物 联 网 的 不 断 增 加, 我 们 必 须 确 保 产 品 的 开 发 具 有 安 全 内 置, 包 括 数 字 电 源 产 品, 使 黑 客 不 会 造 成 消 费 品 的 严 重 破 坏 在 拉 斯 维 加 斯, 最 近 的 编 程 马 拉 松 (hack-a-thon) 上, 道 德 黑 客 见 面 分 享 了 最 佳 实 践, 在 那 里 的 旅 馆 里 与 会 者 在 会 议 前 几 周 召 开 了 会 议, 他 们 希 望 一 些 志 愿 者 检 查 他 们 无 线 和 IT 系 统, 以 确 定 它 们 是 安 全 的 回 应 是 典 型 的 傲 慢 企 业 说 哦, 我 们 不 需 要, 我 们 有 最 安 全 的 系 统, 我 们 有 世 界 上 最 好 的 全 球 最 佳 做 法 通 过 第 一 天 的 活 动, 与 会 者 得 到 了 完 整 的 客 户 信 用 卡 信 息 列 表, 他 们 让 电 梯 停 在 错 误 的 楼 层, 他 们 侵 入 了 电 话 系 统, 唤 醒 了 从 来 没 有 要 求 他 们 安 排 叫 醒 呼 叫 的 人 他 们 还 在 系 统 中 留 下 了 语 音 邮 件 他 们 用 自 己 创 造 的 游 戏 系 统 替 换 了 全 息 经 销 商 形 象 我 只 能 想 象 这 是 酒 店 得 到 了 一 份 安 全 漏 洞 的 报 告, 并 虚 心 接 受 了 提 议, 以 确 保 他 们 的 系 统 完 好 想 想 那 些 坏 家 伙 可 以 用 你 的 互 联 网 连 接 电 源 和 消 费 品 做 什 么 这 对 于 电 力 电 子 工 程 师 和 电 子 工 程 师, 还 有 软 件 工 程 师 是 一 个 巨 大 的 机 会 推 动 全 球 创 新 www.powersystemsdesign.com 4 5

设 计 指 南 电 流 模 式 控 制 一 些 历 史 和 未 知 结 局 作 者 :Ray Ridley,Ridley Engineering 部 分 有 限 增 益 模 式 世 界 各 地 的 其 他 研 究 人 员 认 识 到, 电 流 环 路 的 增 益 不 能 是 无 限 的, 因 为 电 感 器 的 电 流 没 有 完 美 跟 踪 参 考 电 流 的 峰 值 是 一 个 精 确 匹 配, 但 平 均 电 流 是 不 正 确 的 那 么, 分 析 峰 值 - 平 均 电 流 的 不 同 方 法 导 致 了 至 少 三 种 有 限 调 制 器 增 益 F_m 的 不 同 解 决 方 案 独 立 工 程 师 Vince Bello 50 年 来 电 流 模 式 控 制 一 直 围 绕 近 一 种 形 式 或 另 一 种 形 式, 但 它 仍 然 是 很 多 工 程 师 和 研 究 人 员 心 目 中 一 个 带 来 很 多 混 乱 的 话 题 在 这 个 系 列 文 章 中,Ridley 博 士 介 绍 了 混 乱 的 历 史 原 因, 首 次 提 出 了 过 去 各 种 研 究 论 文 中 产 生 差 异 的 根 源 电 流 模 式 控 制 电 路 图 1 显 示 了 一 个 峰 值 电 流 模 式 控 制 的 降 压 转 换 器 电 流 的 瞬 时 值 加 入 了 补 偿 斜 坡, 并 并 与 控 制 参 考 v_c 对 照 本 文 实 现 的 电 流 模 式 控 制 提 供 了 最 大 带 宽 和 最 好 性 能, 但 导 致 了 众 所 周 知 的 次 谐 波 振 荡 问 题 使 用 一 个 简 单 的 模 型 来 分 析 系 统 存 在 电 流 模 式 的 宽 带 宽 和 振 荡 问 题 这 导 致 了 大 量 不 同 的 分 析 方 法, 造 成 了 行 业 和 学 术 界 很 大 的 混 乱 电 流 模 式 分 析 的 早 期 方 法 采 取 了 与 电 压 模 式 转 换 器 相 同 的 方 法 在 早 期, 这 意 味 着 状 态 空 间 平 均 后 来,PWM 开 关 模 型 提 供 了 一 个 更 简 单 的 方 法 图 2 显 示 了 一 个 有 电 流 模 式 控 制 的 的 降 压 转 换 器 的 平 均 模 型 围 绕 电 感 器 电 流 的 反 馈 回 路 代 表 系 统 R_i 是 从 电 感 电 流 ( 或 开 关 电 流 ) 至 电 压 信 号 输 入 到 比 较 器 的 增 益 这 可 能 只 是 一 个 简 单 的 电 阻, 图 1: 具 有 电 流 模 式 控 制 的 降 压 转 换 器 或 一 个 有 电 阻 的 电 流 互 感 器 早 期 差 异 出 现 出 现 在 确 定 电 流 模 式 调 制 器 的 增 益 F_m 混 乱 一 直 持 续 到 今 天 的 研 究 和 行 业 论 文, 解 决 这 些 差 异 非 常 重 要, 以 找 出 为 什 么 研 究 人 员 发 现 了 不 同 的 值 这 在 [1] 中 进 行 了 讨 论, 但 差 异 的 来 源 从 来 没 有 发 表 图 3 总 结 了 1986 年 行 业 中 应 用 的 最 常 见 的 方 法 有 不 少 于 六 个 完 全 不 同 的 方 法, 此 时 提 出 的 结 果 都 来 自 受 尊 敬 的 来 源 无 限 增 益 模 型 可 能 行 业 中 使 用 最 普 遍 的 方 法 出 现 在 Unitrode 手 册 和 应 用 笔 记 中 如 果 电 感 电 流 周 围 的 增 益 假 定 是 无 限 的, 我 们 可 以 把 电 感 器 作 为 一 个 电 流 源 电 流 跟 随 比 较 器 的 动 作 参 考 是 合 乎 逻 辑 的 图 4 显 示 了 生 成 的 模 型 控 制 电 流 源 馈 送 RC 负 载, 由 此 产 生 的 模 型 是 一 阶 然 而, 这 种 方 法 有 一 个 问 题 众 所 周 知, 当 占 空 比 接 近 50% 时, 电 流 模 式 控 制 表 现 出 次 谐 波 振 荡 问 题 图 5 所 示 波 形 显 示 了 这 个 问 题 电 感 电 流 波 形 的 顶 部 设 置 显 示 了 在 大 于 50% 占 空 比 时 增 加 的 振 荡 当 占 空 比 小 于 50% 时, 较 低 的 设 置 显 图 2: 电 流 模 式 降 压 转 换 器 的 平 均 模 型 示 了 衰 减 振 荡 Unitrode 的 一 个 工 程 师 Barney Holland 很 久 以 前 就 承 认 并 提 出 了 一 个 优 化 的 电 流 源 模 型 他 建 议, 振 荡 表 现 出 与 一 个 LC 滤 波 器 调 谐 到 一 半 开 关 频 率 相 同 的 特 性 f_h 块 的 一 对 双 极 点 可 以 用 来 模 拟 这 种 行 为 图 3:1986 年 流 行 的 不 同 分 析 方 法 Holland 的 观 察 是 正 确 的, 但 似 乎 他 用 了 一 个 LC 电 路 的 三 极 点 表 示 他 的 概 念, 这 不 是 Unitrode 想 要 的, 并 没 有 继 续 分 析 与 这 个 想 法 即 使 当 额 外 的 传 递 函 数 块 包 含 在 图 4 中 时, 电 流 环 路 的 增 益 假 设 是 无 限 的, 仍 保 留 了 模 型 的 电 流 源 图 4: 电 流 源 模 型 馈 送 负 载 和 电 容 器 6 7

设 计 指 南 技 术 访 谈 引 领 创 新 拥 抱 智 慧 生 活 意 法 半 导 体 演 绎 物 联 网 时 代 解 决 方 案 作 者 : 刘 洪,PSDC 主 编 图 5: 电 流 模 式 控 制 的 次 谐 波 振 荡 制 作 了 许 多 受 欢 迎 的 早 期 Spice 模 式, 发 现 了 一 个 增 益 值 加 州 理 工 学 院 的 David Middlebrook 博 士 发 现 了 一 个 两 倍 大 的 增 益 ( 在 没 有 补 偿 斜 坡 的 情 况 下 ) 弗 吉 尼 亚 理 工 大 学 的 Fred Lee 博 士 发 现 了 另 一 个 更 大 的 值, 甚 至 可 以 在 接 近 50% 占 空 比 的 无 穷 大 这 是 一 个 非 常 不 寻 常 的 情 况 一 个 简 单 的 电 路 产 生 了 一 些 非 常 不 同 的 分 析 结 果 [1] 的 论 文 解 决 了 这 个 问 题, 但 它 并 没 有 试 图 找 出 变 化 和 差 异 来 自 哪 里 因 此, 到 今 天 使 用 调 制 器 增 益 的 四 个 选 项 之 一 的 论 文 继 续 在 提 交, 并 没 有 达 成 共 识 的 协 议 最 后 的 分 析 方 法 如 图 3 所 示 使 用 了 由 Art Brown 博 士 提 出 的 精 确 离 散 时 间 方 法 产 生 了 非 常 准 确 的 结 果, 但 研 究 人 员 或 行 业 接 受 起 来 太 复 杂 这 个 模 式 也 使 用 了 一 个 平 均 模 式 相 同 的 增 益 总 结 电 流 模 式 控 制 的 多 个 分 析 继 续 衍 生, 使 用 了 调 制 器 增 益 的 四 个 可 能 值 在 这 篇 文 章 中, 我 们 讨 论 了 从 无 限 电 流 环 增 益 的 假 设 所 产 生 的 模 式 在 这 个 系 列 的 后 续, 我 们 将 看 看 可 能 会 导 致 不 同 分 析 方 法 的 其 他 值, 以 提 供 不 同 的 结 果, 而 没 有 任 何 明 显 错 误 最 后, 它 将 显 示 分 析 点 的 转 变 如 何 可 以 使 所 有 推 导 过 程 收 敛 到 一 个 结 果 参 考 文 献 [1] A New Small-Signal Model for Current-Mode Control. Full original version available as a free download at www. ridleyengineering.com/books.html. Updated color version available from Researchgate. www.researchgate.net/ publication/280491161_current-mode_ Chapter_1 www.researchgate.net/ publication/280491229_current_mode_ Chapter_2 www.researchgate.net/ publication/280682067_current-mode_ Chapter_3 [2] Power supply design articles www. ridleyengineering.com/design-center.html 图 6: 具 有 附 加 双 极 的 电 流 源 模 式 负 载 和 电 容 器 [3] Join our LinkedIn group titled Power Supply Design Center. Noncommercial site with over 5850 helpful members with lots of theoretical and practical experience. www. linkedin.com/groups?&gid=4860717 [4]See our videos on power supply design at www.youtube.com/channel/uc4fshoog9sg_ SIaLAeVq19Q [5]Learn about current-mode control in our Power Supply Design Workshops www. ridleyengineering.com/workshops.html www.ridleyengineering.com 着 物 联 网 时 代 的 到 来, 智 慧 生 活 的 概 念 方 兴 未 艾, 随 创 造 了 无 限 商 机 围 绕 智 慧 城 市 智 能 建 筑 智 能 家 居 的 应 用 开 发 更 是 激 活 了 社 会 经 济 发 展 的 每 个 细 胞, 呈 现 出 光 明 前 景 而 随 着 智 慧 生 活 的 各 种 解 决 方 案 纷 纷 推 出, 在 越 来 越 多 的 用 户 享 受 到 更 为 便 捷 的 智 慧 生 活 的 同 时, 其 背 后 的 半 导 体 技 术 也 备 受 关 注 意 法 半 导 体 作 为 全 球 最 大 的 半 导 体 公 司 之 一, 以 广 泛 的 产 品 组 合 著 称, 以 创 新 的 半 导 体 解 决 方 案 为 不 同 的 电 子 应 用 领 域 的 客 户 提 供 服 务 从 医 疗 健 身 设 备, 到 智 能 消 费 电 子, 从 家 电 汽 车, 到 办 公 设 备, 从 工 作 到 娱 乐, 享 受 科 技, 享 受 生 活, 意 法 半 导 体 倡 导 科 技 引 领 智 慧 生 活 (life.augmented) 在 日 前 举 办 的 意 法 半 导 体 智 慧 生 活 媒 体 交 流 会 上, 来 自 公 司 相 关 部 门 的 发 言 人 与 媒 体 分 享 了 公 司 在 智 慧 生 活 各 领 域 的 产 品 技 术 应 用 方 案 和 战 略 计 划, 并 进 行 了 产 品 展 示 数 字 网 络 时 代 的 智 能 生 活 意 法 半 导 体 大 中 华 和 南 亚 区 副 总 裁 Giuseppe Izzo 演 讲 的 主 题 是 数 字 网 络 时 代 的 智 能 生 活 : 趋 势 技 术 和 应 用 他 介 绍 说, 意 法 半 导 体 的 三 大 增 长 领 域 是 智 能 驾 驶, 旨 在 实 现 更 安 全 的 辅 助 驾 驶 节 能 驾 驶 和 联 网 驾 驶 ; 智 能 环 境 有 助 于 实 现 智 能 工 业 智 能 城 市 和 智 能 家 居 ; 智 能 产 品 力 求 打 造 智 能 手 机 和 平 板 电 脑 穿 戴 式 技 术 和 其 它 智 能 产 品 他 表 示, 未 来 的 万 物 智 能 将 出 现 改 进 生 活 方 式 的 新 产 品, 在 智 慧 城 市 方 面 减 少 交 通 拥 堵, 提 高 资 源 利 用 率, 改 进 安 全 性 ; 智 能 汽 车 有 助 于 节 能 减 排, 提 高 安 全 性 ; 智 能 家 居 可 以 提 升 娱 乐 设 备 的 交 互 性 和 临 场 感, 提 高 舒 适 性, 实 现 节 能 ; 智 能 医 疗 让 病 患 具 有 生 活 自 理 能 力, 让 医 生 能 够 远 程 监 护 并 诊 断 病 患 ; 智 能 医 疗 和 健 身 养 生 可 以 让 生 活 方 式 更 健 康, 优 化 比 赛 成 绩, 实 现 病 症 预 警 ; 智 能 工 业 和 智 能 服 务 有 助 于 提 高 生 产 率, 提 高 生 产 能 效, 提 高 制 造 灵 活 性 Giuseppe Izzo 认 为, 推 广 智 能 城 市 源 于 日 益 提 高 的 城 市 人 口 密 度 和 不 断 变 化 的 人 口 数 量 和 构 成, 资 源 管 理 面 临 挑 战 日 益 严 峻, 以 及 清 洁 能 源 需 求 而 打 造 智 能 城 市 需 要 智 能 传 感 器 网 络 系 统 智 能 处 理 致 动 系 统 个 人 智 能 设 备 大 数 据 处 理 / 云 计 算 智 能 电 网 和 能 源 管 理 他 还 以 智 能 路 灯 智 能 泊 车 智 能 垃 圾 收 集 智 能 电 表 智 能 工 厂 智 能 汽 车 为 例 介 绍 了 传 感 器 技 术 的 应 用, 并 阐 述 了 物 联 网 的 其 它 要 求 : 纵 向 合 并 标 准 化 生 态 系 统 和 法 规 的 重 要 性 8 9

技 术 访 谈 STM32 成 就 智 能 生 活 意 法 半 导 体 中 国 区 微 控 制 器 产 品 市 场 部 经 理 于 引 的 主 题 是 STM32 成 就 智 能 生 活 她 展 望 了 未 来 物 联 网 在 改 进 生 活 方 式 方 面 的 重 要 作 用, 以 及 STM32 作 为 物 联 网 组 件 的 意 义 于 引 介 绍,STM32 已 被 用 于 各 种 终 端 产 品 设 备, 包 括 温 控 及 烟 雾 感 测 家 用 电 器 / 自 动 化 照 明 / 自 动 化 连 接 系 列 产 品 可 穿 戴 设 备 等 等 无 人 机 中 也 内 置 了 STM32, 用 于 系 统 控 制 和 反 应 传 感 器 数 据 处 理 和 传 感 器 数 据 采 集 今 天 的 STM32 已 呈 现 出 平 台 效 应, 设 计 人 员 可 以 从 种 类 繁 多 且 相 互 兼 容 的 产 品 组 合 中 选 择 一 款 适 合 的 产 品 她 还 特 别 介 绍 了 新 推 出 的 采 用 智 能 架 构 的 STM32F7, 其 零 等 待 执 行 性 能 采 用 了 2 个 独 立 的 机 制 : 内 部 闪 存 访 问 采 用 ST ART Accelerator 自 适 应 实 时 加 速 技 术 ; 外 存 或 内 存 采 用 一 级 高 速 缓 存 (4 KB + 4 KB 指 令 和 数 据 缓 存 ); 除 内 置 两 个 通 用 DMA 控 制 器 外,AXI 和 Multi-AHB 总 线 阵 列 还 内 置 多 个 专 用 DMA 控 制 器, 分 别 用 于 以 太 网 USB OTG HS Chrom-ART 图 形 硬 件 加 速 STM32F7 创 性 能 记 录 实 现 了 更 高 的 运 算 速 度, 更 强 的 信 号 处 理 能 力, 数 字 信 号 处 理 速 度 是 STM32 F4 系 列 的 两 倍 她 强 调,STM32 F7 性 能 增 强, 而 未 牺 牲 能 效 它 完 全 兼 容 STM32 F4,STM32 生 态 系 统 全 都 可 以 再 用 下 一 步 是 让 下 一 代 技 术 取 得 2000 CoreMark 的 佳 绩 而 STM32 开 放 式 开 发 环 境 更 是 快 速 且 经 济 的 原 型 设 计 开 发 解 决 方 案 激 光 测 距 解 决 方 案 丰 富 智 能 生 活 意 法 半 导 体 成 像 部 技 术 营 销 经 理 张 程 怡 演 讲 的 主 题 是 激 光 测 距 解 决 方 案 丰 富 智 能 生 活 采 用 意 法 半 导 体 开 发 的 FlightSense 技 术 的 微 型 飞 行 时 间 测 距 和 接 近 检 测 传 感 器 其 特 点 是 基 于 SPAD 的 ToF 飞 行 时 间 传 感 器 : 内 置 VCSEL 驱 动 器 和 850nm VCSEL Class1 IEC 60825-1:2007 全 集 成 模 块 ( 无 需 外 部 LED 光 源 ); 高 检 测 性 能 :40cm 测 距 ( 室 内 17% 灰 图 ), 支 持 双 对 焦, 测 量 精 度 (+/-10 %), 增 强 型 串 扰 管 理 ; 微 型 模 块 采 用 4.8 x 2.8 x 1mm 封 装, 系 统 视 角 25,8 针 OLGA, 单 电 源 (2V8), 集 成 滤 波 器 意 法 半 导 体 开 发 的 VL6180 智 能 手 机 自 动 对 焦 辅 助 芯 片 可 以 实 现 自 动 对 焦 辅 助 芯 片, 测 距 准 确 有 助 于 缩 减 自 动 对 焦 时 间, 在 暗 光 环 境 快 速 准 确 对 焦 FlightSense 技 术 的 应 用 场 景 非 常 之 广 例 如, 阅 读 距 离 管 理 和 ALS 屏 幕 亮 度 管 理 ; 清 洁 机 器 人 的 碰 撞 / 坠 落 检 测 和 墙 壁 追 踪 ; 控 制 面 板 的 非 接 触 式 用 户 检 测, 自 动 背 光 ; 洁 具 的 更 可 靠 用 户 检 测 ; 条 码 扫 描 仪 的 可 靠 的 物 体 检 测 ; 硬 币 收 款 机 的 可 靠 的 硬 币 检 测 ; 智 能 音 箱 智 能 灯 具 等 的 可 靠 的 用 户 体 验 非 接 量 级 控 制 ; 虚 拟 现 实 眼 镜 智 能 头 戴 装 置 等 的 运 用 飞 行 时 间 识 别 手 势 从 感 知 到 认 知 的 智 能 生 活 意 法 半 导 体 中 国 区 模 拟 器 件 MEMS 和 传 感 器 部 市 场 经 理 孙 亚 辉 主 题 演 讲 是 从 感 知 到 认 知 的 智 能 生 活 他 介 绍 了 意 法 半 导 体 助 力 智 能 设 备 创 新 的 情 况, 分 析 了 MEMS 市 场 竞 争 格 局 目 前, 意 法 半 导 体 的 运 动 MEMS 传 感 器 出 货 量 超 过 55 亿 颗 ; 射 流 微 执 行 器 出 货 量 约 40 亿 颗 ; 麦 克 风 出 货 量 超 5 亿 颗 ; 压 力 传 感 器 出 货 量 超 3 亿 颗 意 法 半 导 体 是 唯 一 有 能 力 提 供 智 能 设 备 所 需 全 部 传 感 器 和 微 执 行 器 的 半 导 体 厂 商 孙 亚 辉 认 为, 传 感 器 无 所 不 在, 认 知 产 生 意 识,ST MEMS 可 以 让 智 能 生 活 成 真 通 过 不 断 创 新,ST 采 用 最 先 进 的 制 造 工 艺 先 进 封 装 技 术 系 统 级 集 成 提 供 多 元 化 产 品 组 合 他 特 别 介 绍 了 ST 全 注 塑 结 构 的 MEMS, 以 及 大 气 压 力 传 感 器 湿 温 传 感 器 和 紫 外 线 指 数 传 感 器 他 总 结 道, 意 法 半 导 体 的 优 势 在 于, 业 界 独 一 无 二 的 产 品 组 合, 覆 盖 物 联 网 全 部 关 键 技 术 产 品 ; 熟 悉 传 感 器 至 互 联 网 云 端 的 产 业 链 ; 与 合 作 伙 伴 合 作, 建 立 一 个 强 大 的 生 态 系 统 ; 数 字 安 全 技 术 专 长 ; 先 进 的 半 导 体 制 造 技 术 和 大 规 模 制 造 能 力 这 些 都 有 助 于 ST 推 动 智 能 产 品 发 展, 成 就 智 能 生 活 智 能 家 居 意 法 半 导 体 消 费 产 品 部 业 务 发 展 经 理 Vincent Hiscox 在 智 能 家 居 演 讲 中 首 先 介 绍 了 家 庭 多 媒 体 市 场 现 状,ST 是 该 市 场 全 球 第 二 大 机 顶 盒 半 导 体 供 应 商, 作 为 机 顶 盒 市 场 先 驱, 拥 有 宽 广 的 产 品 组 合 世 界 一 流 的 IP 组 合 尖 端 的 半 导 体 工 艺 完 整 的 系 统 设 计 知 识 和 成 熟 的 全 球 生 态 系 统, 引 领 智 慧 家 居 创 新 他 特 别 介 绍 了 家 庭 云 计 算 的 应 用 示 例 其 中 的 多 媒 体 网 络 存 储 服 务 器 具 有 以 下 优 点 : 多 媒 体 中 央 娱 乐 中 心, 提 高 数 据 分 享 体 验 ; 文 件 人 人 分 享, 随 时 随 地 ; 云 计 算 和 生 产 率 同 步 所 有 设 备, 连 接 云 端 ; 数 据 备 份 PC Mac 和 外 部 设 备 ; 网 络 管 理, 远 程 访 问 数 据 中 心 ; 隐 私 保 护, 强 大 的 安 保 功 能, 保 护 个 人 数 据 而 4K 超 高 清 家 庭 服 务 器 实 现 了 完 整 的 系 统 集 成, 具 有 画 中 画 转 码 多 频 道 录 像 功 能 的 4K 显 示 屏 ; 多 层 同 时 运 行 ; 可 实 时 监 视 CPU 和 GPU 运 行 状 态 智 能 出 行 意 法 半 导 体 大 中 华 和 南 亚 区 汽 车 产 品 部 战 略 市 场 经 理 Marc Guedj 在 智 能 出 行 演 讲 中 表 示, 科 技 每 年 都 在 加 速 改 变 个 我 们 的 个 人 出 行 方 式, 不 久 的 将 来, 能 够 预 测 自 由 和 出 行 的 梦 想 将 会 变 为 现 实 半 导 体 技 术 正 在 让 汽 车 变 得 更 安 全 更 环 保, 联 网 更 顺 畅 智 能 驾 驶 通 过 融 合 技 术, 实 现 驾 驶 更 安 全 更 环 保 更 安 全 Marc Guedj 介 绍, 智 能 汽 车 应 用 技 术 涵 盖 几 个 方 面 : 联 网 技 术 移 动 网 络 WAN 远 程 接 入 技 术 将 系 统 厂 商 的 应 用 软 件 连 接 到 互 联 网 云 端 服 务 器, 提 供 免 费 的 优 质 服 务, 其 中 包 括 无 线 电 广 播 ; 信 息 娱 乐 设 备 互 联 车 载 信 息 娱 乐 系 统 与 手 机 等 移 动 设 备 协 同 交 互, 内 容 互 动 安 全 系 统 监 视 不 断 提 高 主 动 和 被 动 安 全 系 统 的 性 能 ; 汽 车 卫 星 定 位 多 卫 星 系 统 定 位 解 决 方 案 用 先 进 驾 驶 辅 助 系 统, 更 好 地 满 足 安 全 需 求 ; 传 感 器 数 据 整 合 ; 发 动 机 控 制 单 元 车 身 控 制 模 块 提 高 汽 车 的 可 靠 性 和 使 用 寿 命 ; 车 载 网 络 汽 车 电 子 系 统 架 构 的 支 柱, 像 CAN 以 太 网 他 认 为, 联 网 汽 车 是 各 种 信 息 技 术 的 中 心, 而 MEMS 传 感 器 技 术 正 在 将 智 能 汽 车 变 为 现 实 ;ST 车 载 信 息 服 务 正 在 改 变 我 们 的 驾 驶 方 式 ST 车 载 设 备 互 联 方 案 DNA 为 车 载 设 备 互 联 奠 定 了 坚 实 基 础 他 还 特 别 介 绍 了 提 高 生 活 品 质 的 V2X 技 术, 实 现 碰 撞 预 警 紧 急 刹 车 提 醒 和 路 面 险 情 侦 测 灵 活 的 V2X 解 决 方 案 可 以 满 足 各 种 需 求, 可 扩 展 的 汽 车 通 信 设 计 有 助 于 优 化 组 件 成 本 和 开 发 工 作 智 能 能 源 意 法 半 导 体 工 业 应 用 与 功 率 分 立 器 件 产 品 部 市 场 总 监 David Lucchetti 的 主 题 是 智 能 能 源 他 认 为, 对 能 源 需 求 增 长 提 高 再 生 能 源 利 用 率 环 境 法 规 日 益 严 格, 可 持 续 性 发 展 就 是 智 能 能 源 意 法 半 导 体 的 解 决 方 案 具 有 独 到 的 地 位, 汽 车 市 场 实 现 节 能 减 排 ; 电 网 市 场 实 现 高 效 功 率 转 换 智 能 电 表 电 池 充 电 ; 数 据 中 心 和 互 联 网 领 域 实 现 数 字 电 源 管 理 ; 工 业 自 动 化 电 机 控 制 电 源 管 理 工 业 互 联 网 ; 照 明 系 统 解 决 方 案 (LED 智 能 照 明 ) David Lucchetti 介 绍 了 能 源 技 术 的 最 新 进 展 系 统 级 智 能 封 装 整 合 了 IP 和 技 术, 实 现 非 均 质 材 料 集 成 据 他 介 绍,ST 的 AMOLED 显 示 屏 驱 动 解 决 方 案 推 动 了 AMOLED 市 场 发 展 在 AMOLED 电 源 市 场 ST 的 份 额 超 过 了 70%, 与 主 要 显 示 面 板 电 源 厂 商 有 业 务 关 系 ST 按 照 AMOLED 面 板 技 术 发 展 趋 势 制 定 产 品 规 划, 拥 有 全 面 的 系 统 研 发 能 力 最 先 进 的 制 造 技 术 (BCD6 SOI BCD8sP) 其 主 要 特 性 是 3 通 道 DC-DC 转 换 器 ; 多 种 功 率 模 式, 实 现 最 高 能 效 ; 高 精 度 低 噪 声 低 纹 波 电 压 今 天, 采 用 ST AMOLED 电 源 的 屏 幕 超 6 亿 个 他 还 介 绍 了 针 对 中 国 面 板 厂 商 的 STAM1330 和 STAM1332 他 最 后 表 示, 智 能 化 是 科 技 发 展 的 必 然 结 果, 不 是 人 们 的 意 愿 ; 可 持 续 性 发 展 就 是 智 能 能 源 ; 意 法 半 导 体 的 理 念 是 将 智 能 引 入 功 率 技 术, 以 智 能 方 式 提 高 能 效 www.st.com 10 11

技 术 访 谈 ARM 全 力 打 造 连 网 的 世 界 作 者 : 刘 洪,PSDC 主 编 们 都 在 憧 憬 着 即 将 到 来 的 物 联 网 时 代, 可 是 万 万 不 人 能 忽 略 了 一 个 问 题, 物 联 网 是 一 个 更 讲 究 功 效 的 应 用, 没 有 高 效 的 电 力 转 换 要 实 现 各 种 功 能 是 不 可 能 的 在 最 近 的 2015 ARM 年 度 技 术 论 坛 上, 许 多 与 物 联 网 相 关 的 话 题 都 在 谈 低 功 耗 的 确, 移 动 计 算 技 术 的 成 熟 加 速 了 互 联 网 的 发 展, 智 能 硬 件 智 能 嵌 入 式 物 联 网 已 经 成 为 下 一 波 科 技 热 潮 作 为 全 球 移 动 计 算 核 心 技 术 的 IP 领 导 厂 商, ARM 以 Shaping the Connected World 为 主 题, 展 开 了 一 系 列 的 主 题 演 讲, 包 括 产 业 市 场 新 趋 势 产 品 技 术 新 动 向 物 联 网 发 展 新 动 力 等, 带 领 听 众 迈 入 万 物 互 连 的 时 代 超 高 功 效 处 理 器 应 运 而 生 ARM 此 次 介 绍 的 几 款 产 品 都 与 功 耗 有 关, 例 如 Cortex-A35 处 理 器 的 特 点 是 超 高 功 效 ARM 处 理 器 部 门 市 场 营 销 总 监 Ian Smythe 表 示, 该 处 理 器 是 基 于 ARMv8-A 处 理 器 架 构 的 全 新 超 高 功 效 CPU 系 列 的 首 款 产 品, 该 系 列 专 为 成 长 快 速 的 移 动 和 嵌 入 式 应 用 而 设 计 ARMv8-A 架 构 具 有 64 位 和 32 位 运 算 能 力 以 及 完 整 的 加 密 功 能,Cortex-A35 因 而 得 以 开 创 更 丰 富 的 用 户 体 验 它 的 推 出 代 表 ARMv8-A 架 构 全 面 进 军 移 动 和 嵌 入 式 市 场 Ian Smythe 介 绍 说, Cortex-A35 很 自 然 地 承 袭 了 以 功 耗 效 率 和 体 积 小 巧 著 称 的 Cortex-A7, 迄 今 已 有 超 过 十 亿 支 智 能 手 机 和 平 板 计 算 机 搭 载 Cortex-A7 此 次 推 出 全 球 最 高 功 效 的 64 位 移 动 处 理 器,ARM 和 合 作 伙 伴 将 为 下 一 个 十 亿 智 能 手 机 用 户 带 去 64 位 运 算 的 优 势 他 强 调,Cortex-A35 是 有 史 以 来 功 效 最 高 的 ARM Cortex-A 系 列 处 理 器 它 不 但 拥 有 Cortex-A7 处 理 器 的 功 耗 水 平 和 ARM big.little 多 核 可 配 置 性, 还 具 备 ARMv8-A 架 构 所 具 有 的 软 件 成 熟 性 和 64 位 运 算 性 能 在 32 位 移 动 工 作 负 载 下,Cortex-A35 的 性 能 和 功 效 较 Cortex-A7 平 均 提 升 20%, 并 在 采 用 28 纳 米 制 程 在 1GHz 操 作 环 境 下 运 作 时, 每 颗 核 的 功 耗 小 于 90 毫 瓦 总 体 而 言,Cortex-A35 处 理 器 是 每 毫 瓦 性 能 方 面 的 佼 佼 者, 能 够 提 供 完 整 且 无 与 伦 比 的 64 位 移 动 用 户 体 验 据 Ian Smythe 介 绍,Cortex-A35 是 全 新 超 高 能 效 处 理 器 系 列 的 首 款 产 品, 可 将 ARMv8-A 架 构 的 优 势 整 合 到 低 功 耗 嵌 入 式 应 用 之 中, 例 如 单 主 板 计 算 机 和 汽 车 电 子 产 品 对 于 期 待 以 有 限 的 功 耗 提 供 更 多 特 色 和 功 能 的 市 场 而 言, 该 处 理 器 系 列 堪 称 是 业 界 最 强 大 的 全 新 IP 选 择 此 外, 为 支 持 嵌 入 式 应 用 的 差 异 化 和 快 速 部 署,ARM 为 合 作 伙 伴 提 供 完 整 的 培 训 和 设 计 辅 助 服 务, 全 力 支 持 新 处 理 器 系 列 上 市 更 省 电 更 出 彩 的 图 形 处 理 器 在 接 受 媒 体 采 访 时,ARM 多 媒 体 处 理 器 事 业 部 市 场 营 销 副 总 裁 Dennis Laudick 表 示, 制 造 商 无 不 绞 尽 脑 汁 为 产 品 添 加 独 特 功 能, 以 满 足 移 动 和 物 联 网 设 备 必 须 提 供 更 多 沉 浸 式 体 验 的 市 场 需 求 例 如, 运 动 用 品 和 智 能 手 表 制 造 商 就 如 何 使 他 们 的 产 品 为 运 动 员 提 供 更 佳 的 运 动 反 馈 信 息 而 互 相 较 劲 此 外, 丰 富 的 图 形 处 理 能 力 让 运 动 成 绩 和 健 康 状 况 可 以 实 时 显 示, 并 以 更 多 元 和 崭 新 的 方 式 进 行 评 估 和 呈 现 如 何 兼 顾 能 效 和 丰 富 的 图 形 处 理 能 力 对 物 联 网 设 备 制 造 商 而 言 至 关 重 要 他 说,ARM 推 出 的 全 新 高 能 效 的 ARM Mali-470 图 形 处 理 器 (GPU) 赋 予 可 穿 戴 和 物 联 网 设 备 媲 美 智 能 手 机 的 视 觉 享 受, 让 智 能 手 表 家 用 网 关 和 电 器 工 业 控 制 面 板 以 及 医 疗 监 视 器 等 对 功 耗 要 求 严 苛 的 产 品 能 够 展 现 更 出 色 的 用 户 界 面 他 介 绍 说,ARM 仔 细 审 视 了 整 体 系 统 级 芯 片 (SoC) 的 每 一 毫 瓦 耗 能, 以 协 助 OEM 厂 商 优 化 能 效, 从 而 拓 展 新 商 机 对 于 诸 如 可 穿 戴 设 备, 入 门 款 智 能 手 机 和 物 联 网 设 备 这 类 要 求 低 功 耗 并 实 现 精 致 画 质 的 设 备 而 言, 提 高 能 效 显 得 格 外 重 要 Mali-470 在 追 求 极 致 省 电 的 同 时, 还 拥 有 性 能 超 强 的 用 户 界 面, 从 而 满 足 市 场 需 求 据 介 绍,Mali 是 针 对 移 动 设 备 业 界 首 屈 一 指 的 可 授 权 GPU IP, 累 计 已 有 超 过 10 亿 台 设 备 采 用 Mali-400 系 列 IP 得 益 于 Mali-400 所 取 得 的 成 功,Mali-470 在 相 同 的 工 艺 条 件 下, 仅 以 一 半 的 耗 电 量 就 能 达 到 同 样 丰 富 的 图 形 表 现 这 将 向 ARM 的 芯 片 合 作 厂 商 提 供 可 扩 展 的 SoC 选 项, 使 他 们 针 对 全 新 低 功 耗 设 备 的 需 求, 设 计 嵌 入 式 图 形 子 系 统 利 用 Mali-470 可 以 将 智 能 手 机 体 验 延 伸 至 其 他 装 置, 开 拓 更 丰 富 的 体 验 移 动 和 物 联 网 平 台 的 用 户 界 面 和 显 示 屏 幕 越 来 越 讲 究 互 动 性 和 沉 浸 式 体 验, 然 而 芯 片 设 计 团 队 却 面 临 降 低 功 耗 和 缩 小 尺 寸 的 挑 战 Mali-470 能 够 协 助 SoC 设 计 者 应 对 挑 战, 其 优 势 包 括 : 与 Mali-400 相 较, 功 耗 可 降 低 一 半, 能 效 提 高 两 倍 ; 针 对 屏 幕 分 辨 率 优 化 能 效, 单 核 心 配 置 可 达 640x640 屏 幕 分 辨 率, 多 核 心 配 置 则 可 达 更 高 分 辨 率 ; 提 高 画 面 帧 频 并 改 善 整 体 即 时 响 应 能 力 ; 降 低 芯 片 成 本, 芯 片 尺 寸 比 Mali-400 缩 小 10%; 搭 配 低 功 耗 的 ARM Cortex?-A7 或 Cortex-A53 处 理 器, 可 为 功 耗 要 求 严 苛 的 设 备 打 造 优 化 的 SoC 为 开 发 者 提 供 免 费 IP 在 中 国, 物 联 网 混 合 信 号 以 及 通 用 嵌 入 式 应 用 等 领 域 对 于 订 制 SoC 的 需 求 正 日 益 增 长 一 个 好 消 息 是,ARM 宣 布 为 商 业 化 前 SoC 设 计 提 供 免 费 M0 内 核 在 2015 ARM 年 度 技 术 论 坛 上 ARM 公 司 重 点 介 绍 了 这 一 服 务, 即 为 采 用 ARM Cortex-M0 处 理 器 进 行 商 业 化 之 前 的 SoC 元 件 的 设 计 原 型 建 模 和 制 造 的 设 计 人 员 提 供 免 费 的 Cortex-M0 处 理 器 IP, 以 及 低 成 本 的 FPGA 原 型 建 模 设 计 人 员 可 以 通 过 ARM DesignStart 门 户 网 站 获 取 这 一 打 包 服 务, 具 体 包 括 : Cortex-M0 处 理 器 及 系 统 设 计 工 具 包 (SDK), 其 中 包 括 系 统 IP 外 设 测 试 平 台 以 及 相 关 软 件 ; 一 份 关 于 完 整 的 ARM Keil MDK 开 发 工 具 的 90 天 免 费 授 权 许 可 ARM 处 理 器 部 门 总 经 理 James McNiven 表 示, 这 一 打 包 服 务 为 设 计 人 员 免 除 了 在 采 用 预 配 置 的 Cortex-M0 处 理 器 进 行 新 的 SoC 设 计 仿 真 和 测 试 时 通 常 所 必 须 的 前 期 授 权 所 带 来 资 本 压 力 此 外, 这 一 打 包 服 务 还 提 供 价 格 为 995 美 元 的 Versatile Express FPGA 开 发 板, 可 供 设 计 人 员 将 其 设 计 推 进 到 原 型 建 模 阶 段 他 继 续 说, 开 发 者 如 果 希 望 对 其 设 计 进 行 商 业 化 量 产, 可 以 以 40,000 美 元 的 价 格 购 买 简 化 的 标 准 化 的 快 速 授 权, 从 而 将 ARM Cortex-M0 处 理 器 相 关 IP SDK 和 Keli MDK 开 发 工 具 用 于 商 业 目 的, 同 时 还 能 得 到 来 自 ARM 的 技 术 支 持 无 论 是 初 创 公 司 还 是 已 有 一 定 规 模 的 厂 商, 升 级 后 的 DesignStart 门 户 网 站 为 更 多 的 SoC 开 发 人 员 打 开 了 通 往 ARM 技 术 的 大 门, 并 使 其 设 计 的 商 业 化 量 产 更 便 捷 更 迅 速 他 希 望 以 此 服 务 帮 助 那 些 在 物 联 网 及 其 它 嵌 入 式 应 用 领 域 的 初 创 公 司 创 客 以 及 其 它 新 兴 力 量 能 够 高 起 点 地 开 始 其 技 术 开 发, 从 而 加 快 开 发 速 度 并 且 迅 速 开 发 出 具 有 商 业 可 行 性 的 解 决 方 案 该 门 户 网 站 上 所 提 供 的 一 揽 子 服 务 在 业 界 最 广 泛 的 嵌 入 式 软 件 生 态 系 统 的 支 持 下, 可 为 使 用 业 界 领 先 的 ARM 技 术 进 行 设 计 和 生 产 的 设 计 人 员 提 供 一 条 捷 径 确 保 智 能 嵌 入 式 设 备 安 全 性 随 着 物 联 网 的 不 断 创 新 和 广 泛 采 用, 新 的 网 络 安 全 威 胁 也 随 之 增 加, 安 全 已 成 为 物 联 网 应 用 的 关 键 在 会 上,ARM 宣 布 正 式 推 出 包 含 ARM TrustZone 技 术 的 ARMv8-M 架 构, 确 保 开 发 者 能 够 快 速 高 效 地 保 护 所 有 嵌 入 式 或 物 联 网 设 备 James McNiven 表 示, 通 过 提 供 安 全 性 增 强 的 可 拓 展 性 以 及 更 好 的 调 试 功 能,ARMv8-M 架 构 有 助 于 开 发 者 更 便 捷 地 满 足 下 一 代 嵌 入 式 设 备 的 需 要 安 全 性 至 关 重 要, 然 而 小 型 嵌 入 式 设 备 所 受 到 的 保 护 有 限 或 者 由 软 件 提 供, 这 对 于 开 发 者 的 技 术 专 长 提 出 了 很 高 的 要 求 现 在 ARMv8-M 架 构 将 安 全 性 保 护 延 伸 至 硬 件 架 构, 从 而 更 容 易 更 高 效 地 实 现 安 全 性 会 上,ARM 物 联 网 部 门 产 品 战 略 总 监 Paul Bakker 还 向 媒 体 介 绍 了 ARM 嵌 入 式 技 术 加 速 物 联 网 发 展, 以 及 物 联 网 操 作 系 统 mbed 物 联 网 设 备 平 台, 包 括 物 联 网 操 作 系 统 mbed OS ARM 全 球 处 理 器 和 物 联 网 部 门 相 关 负 责 人 与 媒 体 分 享 了 ARM 在 CPU GPU IP 最 新 的 技 术 更 新 ARM 对 全 球 移 动 计 算 产 业 的 愿 景 与 布 局, 以 及 ARM 如 何 支 持 更 便 捷 的 SoC 设 计, 并 提 升 智 能 硬 件 的 安 全 性, 创 造 可 扩 展 并 安 全 的 物 联 网 世 界 www.arm.com 12 13

技 术 访 谈 时 代 民 芯 十 年 磨 一 剑 成 绩 斐 然 作 者 : 刘 洪,PSDC 主 编 前, 北 京 时 代 民 芯 科 技 有 限 公 司 日 在 成 立 10 周 年 之 际, 召 开 十 年 感 恩, 携 手 共 进 2015 年 客 户 大 会, 邀 请 行 业 协 会 客 户 代 表 总 结 十 年 发 展 成 果, 充 分 研 讨 交 流, 旨 在 进 一 步 促 进 军 民 融 合, 加 快 推 动 公 司 军 民 用 产 业 的 相 互 促 进 相 互 融 合 协 调 发 展 公 司 总 经 理 赵 元 富 在 客 户 大 会 上 介 绍 了 时 代 民 芯 公 司 成 立 背 景 研 制 模 式 主 营 业 务 等 基 本 情 况 公 司 在 过 去 十 年 取 得 了 20 余 项 国 内 第 一, 成 为 国 内 领 先 的 高 可 靠 微 电 子 整 体 解 决 方 案 供 应 商 宇 航 用 集 成 电 路 的 最 核 心 供 应 商, 并 逐 渐 走 向 国 际, 成 长 为 国 家 规 划 布 局 内 集 成 电 路 设 计 企 业, 并 被 认 定 为 北 京 市 技 术 创 新 中 心 近 年 来, 时 代 民 芯 公 司 坚 持 创 新 驱 动, 深 入 推 动 军 民 融 合, 面 向 行 业 应 用 及 重 大 民 生 领 域, 聚 焦 北 斗 医 疗 电 子 物 联 网 等 三 大 战 略 性 新 兴 产 业, 实 现 由 芯 片 设 计 向 方 案 终 端 系 统 集 成 运 营 服 务 延 伸 在 未 来 的 发 展 中, 公 司 将 进 一 步 把 军 民 融 合 上 升 为 企 业 发 展 战 略, 面 向 航 天 应 用 和 国 家 战 略 新 兴 产 业, 加 强 资 源 整 合 和 产 业 链 虚 拟 整 合, 推 动 公 司 由 芯 片 研 制 供 货 商 向 方 案 解 决 商 转 型 谈 到 未 来 发 展 前 景, 赵 元 富 表 示, 公 司 未 来 的 战 略 定 位 是 成 为 宇 航 微 电 子 领 域 的 主 要 供 应 商 和 我 国 航 天 微 电 子 的 中 坚 力 量 ; 我 国 国 防 开 工 业 强 基 战 略 和 关 键 元 器 件 国 产 化 工 程 实 施 的 核 心 力 量 ; 国 民 经 济 社 会 信 息 化 深 度 融 合 发 展 的 重 要 推 动 力 量, 以 及 航 天 微 电 子 产 业 化 规 模 化 市 场 化 的 主 力 军 未 来 发 展 战 略 是 创 新 驱 动, 以 技 术 为 核 心 竞 争 力, 产 品 立 所, 产 业 强 所 ; 面 向 航 天 应 用 和 国 家 战 略 新 兴 产 业, 加 强 资 源 整 合 和 产 业 链 虚 拟 整 合 ; 推 动 公 司 由 芯 片 研 制 供 应 商 向 解 决 方 案 商 转 型 中 国 半 导 体 行 业 协 会 中 国 卫 星 导 航 定 位 协 会 中 国 家 电 协 会 北 京 半 导 体 协 会 以 及 部 分 客 户 代 表 在 交 流 中 肯 定 了 时 代 民 芯 公 司 十 年 的 发 展 成 果 29 家 来 自 全 国 各 地 涉 及 北 斗 应 用 医 疗 电 子 家 电 物 联 网 工 业 设 备 消 费 电 子 等 领 域 的 客 户 就 公 司 航 天 技 术 应 用 产 业 布 局 和 发 展 思 路 进 行 了 充 分 的 交 流 会 上, 时 代 民 芯 公 司 分 别 就 领 先 的 高 可 靠 微 电 子 整 体 解 决 方 案 北 斗 卫 星 导 航 芯 片 及 应 用 服 务 医 疗 电 子 及 物 联 网 解 决 方 案 做 专 题 报 告 在 北 斗 卫 星 导 航 芯 片 及 应 用 服 务 领 域, 时 代 民 芯 公 司 是 我 国 最 早 进 入 卫 星 导 航 应 用 领 域 的 企 业 之 一, 已 成 为 北 斗 导 航 卫 星 国 产 芯 片 的 主 要 供 应 商, 为 北 斗 导 航 卫 星 的 稳 定 运 行 做 出 了 重 要 贡 献 公 司 同 时 也 是 北 斗 导 航 应 用 芯 片 的 主 要 研 制 单 位, 目 前 已 形 成 从 技 术 产 品 到 应 用 服 务 的 一 体 化 解 决 方 案, 促 进 了 北 斗 导 航 应 用 产 业 化 发 展 ; 在 医 疗 电 子 领 域, 以 自 主 知 识 产 权 的 芯 片 为 核 心, 打 造 便 携 医 疗 电 子 平 台 ; 在 物 联 网 解 决 方 案 方 面, 加 强 资 源 整 合 和 对 外 战 略 合 作, 着 力 打 造 成 为 我 国 自 主 可 控 安 全 可 靠 的 物 联 网 核 心 芯 片 产 品 开 发 和 应 用 的 领 航 者 北 斗 应 用 产 业 向 多 元 化 发 展 在 客 户 大 会 上, 时 代 民 芯 介 绍 了 多 年 来 致 力 于 北 斗 卫 星 导 航 芯 片 的 研 发 和 应 用 所 取 得 的 成 果 该 公 司 是 我 国 最 早 进 入 卫 星 导 航 应 用 领 域 的 企 业 之 一, 见 证 了 我 国 卫 星 导 航 产 业 发 展 的 历 程 经 过 十 年 的 发 展, 时 代 民 芯 已 成 为 北 斗 导 航 卫 星 国 产 芯 片 的 主 要 供 应 商, 为 北 斗 导 航 卫 星 的 稳 定 运 行 做 出 了 重 要 贡 献 公 司 同 时 也 是 北 斗 导 航 应 用 芯 片 的 主 要 研 制 单 位, 目 前 已 形 成 从 技 术 产 品 到 应 用 服 务 的 一 体 化 解 决 方 案, 促 进 了 北 斗 导 航 应 用 产 业 化 发 展 借 助 北 斗 应 用 产 业 大 规 模 发 展 的 契 机, 为 加 速 技 术 产 品 向 市 场 应 用 的 转 化, 公 司 于 2013 年 开 始 北 斗 卫 星 导 航 服 务 平 台 的 建 设, 并 于 2014 年 取 得 北 斗 导 航 民 用 终 端 级 服 务 资 质 和 分 理 级 服 务 资 质 利 用 北 斗 独 立 自 主 安 全 可 靠 精 确 稳 定 的 优 势 和 短 报 文 通 信 特 有 功 能, 基 于 公 司 自 主 研 制 的 北 斗 核 心 技 术 和 产 品, 建 立 起 多 应 用 可 复 制 易 移 植 多 网 融 合 的 服 务 平 台 公 司 自 主 研 制 的 北 斗 定 位 方 案 2013 年 首 次 应 用 于 藏 羚 羊 迁 徙 跟 踪, 推 动 我 国 野 生 动 物 保 护 工 作 进 入 了 自 主 可 控 信 息 化 的 全 新 阶 段 ;2014 年, 北 斗 定 位 项 圈 成 功 应 用 于 杭 锦 旗 数 字 牧 场 项 目, 为 畜 牧 业 产 业 建 立 数 字 化 管 理 系 统, 可 从 深 层 次 解 决 食 品 安 全 和 食 品 溯 源 问 题, 促 进 农 牧 业 经 济 发 展 ;2015 年, 自 主 研 制 的 国 产 空 间 型 北 斗 导 航 定 位 接 收 机 首 次 实 现 了 北 斗 导 航 系 统 在 微 小 卫 星 上 的 高 精 度 定 轨, 填 补 了 小 型 化 空 间 应 用 北 斗 导 航 定 位 接 收 机 的 产 品 空 白 除 成 功 应 用 于 藏 羚 羊 跟 踪 数 字 牧 场 外, 时 代 民 芯 公 司 研 制 生 产 的 北 斗 卫 星 导 航 产 品 还 推 广 应 用 于 大 熊 猫 保 护 野 生 动 物 保 护 等 示 范 项 目, 并 逐 步 扩 展 应 用 到 生 态 畜 牧 旅 游 探 险 环 境 监 测 信 息 采 集 应 急 指 挥 等 领 域, 促 进 了 北 斗 产 业 多 元 化 发 展 通 过 多 年 的 技 术 积 累, 身 处 国 内 北 斗 导 航 研 制 和 产 业 化 应 用 的 第 一 梯 队, 时 代 民 芯 公 司 目 前 已 形 成 了 具 有 自 主 核 心 技 术 的 卫 星 导 航 产 品 线 : 北 斗 多 模 多 频 导 航 芯 片 组, 北 斗 导 航 接 收 机 模 块, 北 斗 项 圈 / 手 持 / 指 挥 终 端, 动 物 跟 踪 / 人 员 监 护 / 环 境 监 测 / 车 辆 监 控 / 应 急 指 挥 等 应 用 解 决 方 案 自 主 研 发 碳 纤 维 红 外 加 热 系 列 产 品 会 上 介 绍 的 民 品 领 域 的 科 研 成 果 之 一 是 自 主 研 发 碳 纤 维 红 外 加 热 系 列 产 品 近 年 来, 时 代 民 芯 积 极 促 进 军 民 融 合, 以 芯 片 为 核 心, 提 供 民 用 领 域 相 关 产 品 的 解 决 方 案 在 经 历 十 年 探 索 后, 该 公 司 利 用 自 主 芯 片 和 宇 航 碳 纤 维 材 料 技 术 优 势, 开 发 出 移 动 可 穿 戴 碳 纤 维 红 外 加 热 保 健 系 列 产 品, 填 补 了 我 国 远 红 外 保 健 产 品 实 现 智 能 温 控 的 技 术 空 白, 形 成 可 穿 戴 智 能 家 居 便 携 车 载 三 大 系 列 产 品 在 智 能 MCU 温 控 技 术 方 面, 产 品 采 用 专 用 芯 片 精 准 控 温, 温 升 检 测 与 保 护 技 术, 使 热 时 间 与 功 耗 能 够 根 据 需 求 温 度 自 动 调 整, 让 实 际 使 用 更 加 安 全 节 能 在 宇 航 级 碳 纤 维 材 料 技 术 方 面, 采 用 高 强 度 宇 航 级 碳 纤 维 材 料, 实 现 远 红 外 热 能 加 热, 电 热 转 化 效 率 高, 升 温 迅 速 加 热 均 匀, 实 用 寿 命 长, 超 强 韧 度 形 态 可 任 意 变 化 航 天 技 术 让 衣 服 暖 起 来, 并 让 衣 服 具 有 保 健 功 能 时 代 民 芯 公 司 研 发 的 碳 纤 维 红 外 加 热 系 列 产 品 可 抵 御 严 寒, 户 外 工 作 者 作 业 更 加 游 刃 有 余 腰 带 劲 椎 带 等 局 部 可 定 制 加 热 产 品 能 够 为 老 年 人 以 及 关 节 炎 风 湿 病 患 者 提 供 健 康 保 障 ; 移 动 电 暖 温 暖 冬 日 居 家 生 活 ; 加 热 座 椅 坐 垫 靠 枕, 让 自 驾 者 尽 享 温 暖 舒 适 的 出 行 体 验 www.mxtronics.com 14 15

技 术 访 谈 16 解 读 无 线 电 源 传 送 应 用 的 氮 化 镓 器 件 受 访 者 : 宜 普 电 源 转 换 公 司 (EPC) 高 级 应 用 执 行 总 监 Michael de Rooij 博 士 作 者 : 刘 洪,PSDC 主 编 PSDC : 针 对 无 线 电 源 传 送 应 用 的 氮 化 镓 器 件 是 2014 年 推 出 的, 相 对 其 他 半 导 体 材 料, 氮 化 镓 有 什 么 优 势? Michael de Rooij 博 士 : 面 向 无 线 电 源 传 送 应 用 的 氮 化 镓 器 件 EPC2014 在 2012 年 面 世 我 们 展 示 了 该 器 件 在 高 度 谐 振 并 采 用 松 散 耦 合 线 圈 的 无 线 电 源 系 统 可 以 工 作 在 6.78 MHz 频 率 及 能 够 向 负 载 提 供 高 达 15W 的 功 率 与 等 效 MOSFET 器 件 相 比, 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 (egan FET) 的 优 势 是 具 备 低 栅 极 电 容 (C ISS ) 低 输 出 电 荷 (Q OSS ) 及 低 导 通 电 阻 (R DS(on) ) 无 论 是 用 哪 一 种 无 线 电 源 放 大 器 拓 扑, 采 用 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 的 解 决 方 案 总 是 可 以 实 现 更 低 的 工 作 功 率, 从 而 可 以 除 去 昂 贵 并 且 笨 重 的 散 热 器 此 外, 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 更 推 动 了 全 新 拓 扑 的 出 现 例 如 ZVS D 类 放 大 器 拓 扑, 这 是 MOSFET 器 件 所 不 可 以 实 现 的 PSDC : 虽 然 氮 化 镓 有 很 多 优 势, 但 是 在 成 本 方 面 要 比 传 统 器 件 高, 你 们 的 技 术 是 否 可 以 在 未 来 不 断 降 低 其 应 用 成 本, 进 而 让 它 得 到 广 泛 的 应 用? Michael de Rooij 博 士 : 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 (egan FET) 的 成 本 一 直 以 来 都 是 较 MOSFET 为 高, 但 是 场 效 应 晶 体 管 的 固 有 成 本 却 比 MOSFET 为 低 EPC 公 司 的 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 的 最 新 系 列 解 答 了 这 个 成 本 问 题 现 在 这 些 GaN 器 件 的 价 格 比 等 效 MOSFET 为 低 当 具 备 优 越 性 能 的 新 技 术 的 成 本 可 以 比 旧 有 器 件 更 低 时, 这 是 前 所 未 有 的 优 势 EPC 一 直 致 力 于 推 出 更 低 成 本 的 产 品 并 针 对 无 线 电 源 市 场 开 发 出 专 有 的 氮 化 镓 器 件 此 外, 集 成 式 氮 化 镓 器 件 的 出 现 把 多 个 器 件 放 进 一 个 封 装 内, 可 以 进 一 步 降 低 成 本 及 提 高 性 能 PSDC : 你 们 在 氮 化 镓 器 件 方 面 的 创 新 体 现 在 哪 里? Michael de Rooij 博 士 : 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 (egan FET) 推 动 了 全 新 拓 扑 的 出 现 包 括 ZVS D 类 放 大 器 同 步 自 举 电 源 集 成 式 电 路 及 更 多 其 它 种 类 的 拓 扑 这 些 创 新 持 续 改 善 器 件 的 性 能 比 采 用 MOSFET 的 方 案 更 为 优 越 及 取 得 优 异 成 果 包 括 支 持 各 种 应 用 如 500 W 1/8 砖 式 转 换 器 光 学 遥 距 技 术 (LiDAR) 具 备 优 越 音 质 的 D 类 音 频 放 大 器 包 络 跟 踪 具 备 宽 泛 负 载 范 围 的 高 度 谐 振 无 线 电 源 传 送 等 应 用, 以 及 其 它 更 多 的 应 用 PSDC : 无 线 电 源 转 换 系 统 要 求 晶 体 管 必 须 在 高 频 条 件 下 工 作, 而 且 体 积 要 小, 你 们 的 解 决 方 案 是 怎 么 做 到 这 一 点 的? Michael de Rooij 博 士 : 最 新 推 出 的 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 (egan FET) 实 现 了 集 成 式 电 路 ( 半 桥 拓 扑 及 其 它 更 多 不 同 种 类 的 拓 扑 ) 高 dv/dt 抗 扰 度 最 优 散 热 性 能 及 超 快 速 的 开 关 转 换 速 度, 使 得 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 在 无 线 电 源 解 决 方 案 比 MOSFET 优 越 很 多 此 外, 也 配 备 了 可 支 持 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 的 栅 极 驱 动 器, 从 而 在 很 多 应 用 中 可 以 容 易 采 用 这 种 全 新 高 效 的 氮 化 镓 技 术 PSDC : 晶 体 管 的 散 热 问 题 如 何 解 决? Michael de Rooij 博 士 : 相 比 MOSFET, 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 (egan FET) 大 大 降 低 了 功 率 损 耗, 从 而 在 器 件 所 处 理 的 等 量 功 率 中 降 低 热 量, 使 得 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 并 不 需 要 散 热 器 而 且, 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 本 身 比 MOSFET 的 散 热 性 能 更 为 优 越, 这 是 因 为 MOSFET 需 要 封 装 而 增 加 器 件 至 散 热 表 面 的 热 阻, 而 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 并 不 需 要 PSDC : 氮 化 镓 器 件 的 市 场 走 势 如 何? 什 么 时 间 可 以 赶 上 硅 器 件? Michael de Rooij 博 士 : 硅 器 件 已 经 达 到 材 料 上 的 性 能 极 限 硅 基 器 件 虽 然 仍 然 可 以 实 现 更 高 效, 但 会 增 加 器 件 的 复 杂 性 及 最 终 提 高 了 成 本 氮 化 镓 器 件 的 基 础 是 具 备 比 硅 器 件 更 优 越 的 性 能, 使 得 MOSFET 在 性 能 上 的 任 何 改 善 也 会 被 氮 化 镓 器 件 所 超 越 这 意 味 着 氮 化 镓 器 件 目 前 已 经 到 来 了 并 超 越 等 效 硅 器 件 的 性 能, 而 市 场 将 支 持 二 者 的 绩 效 差 距 PSDC : 未 来 你 们 在 氮 化 镓 器 件 方 面 有 什 么 规 划? Michael de Rooij 博 士 : 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 (egan FET) 的 额 定 电 压 将 继 续 提 高, 从 而 支 持 更 多 的 应 用 包 括 电 力 网 以 低 功 率 供 电 集 成 式 氮 化 镓 器 件 也 将 支 持 许 多 全 新 市 场 包 括 用 于 无 线 电 源 应 用 的 同 步 整 流 最 后, 氮 化 镓 器 件 的 价 格 将 随 着 它 的 普 及 而 继 续 下 降 epc-co.com/epc/cn 汽 车 电 子 的 卓 越 解 决 方 案 具 有 高 可 靠 性 的 全 系 列 积 层 陶 瓷 电 容 器 稀 土 类 磁 铁 和 铁 氧 体 磁 铁 具 有 高 可 靠 性 的 铝 电 解 电 容 器 严 酷 环 境 下 用 压 力 传 感 器 用 于 车 规 通 讯 系 统 遥 控 车 门 开 关 和 轮 胎 压 力 监 控 的 声 表 面 波 (SAW) 元 件 用 于 CAN bus FlexRay 和 以 太 网 的 共 模 扼 流 圈 高 精 度 TMR 角 度 传 感 器 和 运 动 传 感 器 耐 150 C 高 温 的 表 面 贴 装 (SMT) 功 率 电 感 器 特 定 静 电 保 护 用 多 层 压 敏 电 阻 DC/DC 转 换 器 用 高 电 流 扼 流 圈 客 户 定 制 的 负 温 度 系 数 温 度 传 感 器 遥 控 车 门 开 关 和 轮 胎 压 力 用 1D 和 3D 的 转 发 机 线 圈 2016 年 3 月 15 日 - 17 日 慕 尼 黑 上 海 电 子 展 敬 请 莅 临 TDK 展 位 3302 号 E3 展 馆 上 海 国 际 博 览 中 心 爱 普 科 斯 ( 中 国 ) 投 资 有 限 公 司 TDK 集 团 成 员 www.tdkchina.com www.epcos-china.com

封 面 故 事 多 相 电 流 模 式 控 制 器 可 为 最 新 一 代 的 20nm FPGA 供 电 作 者 :Bruce Haug, 高 级 产 品 市 场 工 程 师, 凌 力 尔 特 公 司 前 可 提 供 的 28nm 以 下 现 场 可 编 程 门 阵 列 (FPGA) 目 采 用 了 业 界 仅 有 速 度 高 达 1,500Gbps 浮 点 运 算 的 硬 浮 点 数 字 信 号 处 理 (DSP) 模 块 这 些 FPGA 采 用 28nm 以 下 工 艺 技 术 制 造, 可 提 供 高 达 17.4Gbps 的 运 算 速 度 以 支 持 长 距 离 背 板, 并 具 有 高 达 28.3Gbps 的 数 据 速 率 以 把 高 端 带 宽 性 能 引 入 中 端 设 备 这 些 新 型 FPGA 需 要 高 达 105A 电 流 来 为 其 内 核 供 电, 并 采 用 VID ( 电 压 识 别 ) 6 位 接 口 严 密 地 控 制 其 工 作 电 压 (10mV 步 进 ) 以 实 现 最 优 性 能 对 于 如 此 大 的 电 流, 应 使 电 流 检 测 元 件 的 电 阻 尽 可 能 低 以 最 大 限 度 地 降 低 电 源 传 导 损 耗, 这 一 点 是 至 关 紧 要 的 然 而, 低 电 阻 的 电 流 检 测 元 件 产 生 较 低 的 斜 坡 电 压, 这 在 采 用 电 流 模 式 控 制 器 时 不 利 于 实 现 稳 定 的 运 作 低 斜 坡 电 压 导 致 一 个 电 流 模 式 控 制 型 开 关 电 源 具 有 显 著 的 抖 动, 而 且 它 在 图 1: 用 于 提 供 低 电 压 120A 输 出 的 LTC3877/LTC3874 组 合 原 理 图 许 多 应 用 中 有 可 能 变 得 不 稳 定 因 此, 常 规 的 做 法 是 采 用 电 压 模 式 控 制 器 作 为 替 代, 尽 管 其 存 在 性 能 不 足 和 潜 在 的 可 靠 性 问 题 尽 管 如 此, 相 比 于 电 压 模 式 替 代 方 案, 电 流 模 式 控 制 型 开 关 电 源 仍 然 拥 有 几 个 优 势 具 体 如 下 : 1. 利 用 旨 在 提 供 输 出 短 路 和 过 载 保 护 的 快 速 逐 周 期 电 流 检 测 实 现 了 较 高 的 可 靠 性 2. 较 简 单 的 反 馈 环 路 补 偿 3. 在 大 电 流 多 相 设 计 中 可 实 现 准 确 的 均 流 4. 较 快 的 瞬 态 响 应 然 而, 对 于 大 电 流 输 出 ( 通 常 大 于 每 相 20A), 要 求 mω 以 下 DCR 铁 氧 体 电 感 器 以 实 现 高 效 率 但 是 这 些 电 感 器 将 不 会 产 生 使 电 流 模 式 控 制 器 在 所 有 操 作 条 件 下 均 保 持 稳 定 所 需 的 足 够 电 压 斜 坡 信 号 于 是, 电 压 模 式 解 图 2:4 相 120A VID 转 换 器 的 效 率 决 方 案 就 变 得 更 有 吸 引 力 迄 今 为 止, 情 况 就 是 如 此 近 期 推 出 的 电 流 模 式 两 相 DC/DC 降 压 型 控 制 器 LTC3877 具 有 检 测 非 常 低 的 斜 坡 电 压 并 保 持 卓 越 稳 定 性 的 能 力 该 器 件 以 真 正 电 流 模 式 控 制 方 式 运 作, 并 可 凭 借 其 新 颖 的 检 测 方 案 使 用 非 常 低 ( 低 至 0.3mΩ) 的 DC 电 阻 (DCR) 功 率 电 感 器, 这 能 提 高 电 流 检 测 信 号 的 信 噪 比 这 种 检 测 方 法 显 著 地 降 低 了 通 常 与 低 DCR 电 阻 应 用 有 关 的 开 关 抖 动, 而 且 LTC3877 可 调 的 电 流 限 制 可 针 对 非 常 低 的 10mV 至 30mV 检 测 电 压 进 行 配 置, 以 最 大 限 度 地 降 低 功 率 损 耗 由 于 减 低 了 电 感 器 功 率 损 耗 且 拥 有 检 测 较 低 斜 坡 电 压 的 能 力, 故 而 该 较 低 的 电 感 器 DCR 允 许 最 大 输 出 电 流 高 至 每 相 30A 因 此,4 相 设 计 可 支 持 一 个 120A 负 载 另 外,LTC3877 还 具 有 6 位 电 压 识 别 (VID) 控 制 功 能, 可 实 现 10mV 输 出 电 压 步 进 分 辨 率, 当 为 具 非 常 严 格 输 入 电 压 容 差 的 FPGA 和 ASIC 供 电 时, 这 种 特 性 是 必 要 的 可 并 联 多 达 12 相 和 采 取 异 相 的 时 钟 以 最 大 限 度 减 少 输 入 和 输 出 滤 波 LTC3877 的 相 位 扩 展 器 还 可 用 于 高 相 位 数 应 用, 从 而 对 凌 力 尔 特 的 低 DCR 峰 值 电 流 模 式 控 制 器 起 到 补 充 作 用, 并 提 供 针 对 多 相 从 属 设 计 的 所 有 必 要 功 能, 包 括 用 于 稳 态 和 动 态 负 载 的 准 确 相 位 间 之 均 流 当 输 出 并 联 时,LTC3877 相 位 之 间 保 持 优 于 ±2.5% 的 电 流 失 配, 从 而 使 该 器 件 理 想 地 满 足 高 达 300A 的 非 常 大 电 流 之 要 求 在 40 至 125 的 工 作 温 度 范 围 内,LTC3877 保 持 ±1% 的 输 出 电 压 准 确 度 ( 包 括 内 部 电 阻 分 压 器 和 远 端 差 分 检 测 放 大 器 误 差 ) 两 个 内 置 差 分 放 大 器 针 对 两 路 输 出 实 现 远 端 输 出 电 压 检 测 该 器 件 的 最 短 接 通 时 间 为 40ns, 因 此 在 高 工 作 频 率 时 可 实 现 高 的 降 压 比 LTC3877 的 可 选 固 定 工 作 频 率 范 围 为 250kHz 至 1MHz, 或 者 该 器 件 还 可 同 步 至 一 个 外 部 时 钟 强 大 的 内 置 全 N 沟 道 栅 极 驱 动 器 最 大 限 度 地 降 低 了 MOSFET 开 关 损 耗, 而 其 DCR 温 度 补 偿 可 在 很 宽 的 温 度 范 围 内 保 持 恒 定 的 电 流 限 制 门 限 其 他 特 点 包 括 可 调 软 启 动 或 跟 踪 折 返 电 流 限 制 短 路 软 恢 复 输 出 过 压 保 护 以 及 两 个 电 源 良 好 输 出 电 压 信 号 LTC3877 采 用 44 引 线 7mm x 7mm QFN 封 装 因 此, 可 使 用 LTC3877 与 LTC3874 的 组 合, 以 通 过 利 用 6 位 VID 接 口 来 给 内 核 电 源 轨 供 电, 从 而 降 低 FPGA 的 静 态 和 动 态 功 耗 采 用 VID 的 120A 电 流 解 决 方 案 图 1 中 的 简 化 原 理 图 示 出 了 LTC3877 与 LTC3874 双 通 道 相 位 扩 展 器 配 合 使 用 的 情 形 最 终 的 4 相 设 计 能 利 用 0.6V 至 1.23V 的 VID 控 制 型 输 出 电 压 产 生 高 达 120A 每 相 采 取 了 异 相 时 钟, 从 而 实 现 了 较 低 的 输 出 纹 波 和 较 快 的 负 载 阶 跃 瞬 态 响 应 如 图 2 所 示, 对 于 1.2V/120A 输 出 的 满 载 效 率 为 88.8%, 并 在 60A 时 达 到 92% 的 峰 值 获 得 这 高 效 率 是 源 于 强 大 的 内 置 栅 极 驱 动 器 两 个 控 制 器 IC 的 简 短 死 区 时 间 MOSFET 的 选 择 和 低 DCR 铁 氧 体 电 感 器 该 设 计 中 所 使 用 的 电 感 器 具 有 0.32mΩ 的 导 线 电 阻, 因 此 4 个 电 感 器 的 组 合 DCR 功 率 损 耗 为 (120A/4) 2 x 0.00032 x 4 = 1.2W, 采 用 公 式 PLOSS (DCR) = I 2 x DCR x 相 的 数 量 不 具 备 mω 以 下 DCR 检 测 功 能 的 标 准 电 流 模 式 控 制 器 将 需 要 至 少 1mΩ 的 电 感 器 电 阻, 这 就 产 生 了 (120A/4)2 x 0.0010 x 4 = 3.6W 的 较 高 功 率 损 耗 当 与 1.2V 输 出 一 起 使 用 时, 这 种 较 低 电 阻 电 感 器 设 计 把 功 率 损 耗 降 低 了 2.4W, 并 将 满 负 载 效 率 提 升 了 1.3% LTC3877 包 括 两 个 电 流 检 测 引 脚 (SNSD+ 和 SNSA+) 以 采 集 电 感 器 斜 坡 电 压 信 号 并 对 其 进 行 处 理, 以 为 低 电 压 检 测 信 号 提 供 14dB 的 信 噪 比 改 善 电 流 限 制 门 限 是 电 感 器 峰 值 电 流 及 其 DCR 值 的 一 个 函 数, 并 能 以 5mV 步 进 准 确 地 设 定 在 10mV 至 30mV 的 范 围 内 器 件 与 器 件 之 间 的 电 流 限 制 误 差 在 整 个 温 度 范 围 内 仅 为 1mV, 从 而 确 保 了 出 色 的 准 确 度 此 外,LTC3877 还 包 含 两 个 差 分 放 大 器, 以 适 合 那 些 需 要 进 行 远 端 采 样 的 应 用 对 负 载 实 施 差 分 检 测 极 大 地 有 利 于 大 电 流 低 电 压 应 用 中 的 调 节, 在 此 类 应 用 18 19

封 面 故 事 电 源 的 独 特 架 构, 因 此 该 器 件 特 别 适 合 低 电 压 大 电 流 电 源 改 善 的 信 噪 比 可 最 大 限 度 地 抑 制 由 有 可 能 损 坏 信 号 的 开 关 噪 声 所 引 起 的 抖 动 LTC3877 和 LTC3874 均 采 用 了 一 种 专 为 mω 以 下 DCR 检 测 而 设 计 的 专 有 DCR 电 流 检 测 架 构, 其 可 提 供 均 流 和 电 流 限 制 的 严 格 控 制 图 3 示 出 了 图 1 中 的 4 相 转 换 器 的 均 流 性 能 当 检 测 输 出 电 感 器 两 端 的 电 压 降 时, 相 位 之 间 的 均 流 误 差 小 于 1mV 结 论 LTC3877 允 许 把 mω 以 下 DCR 电 感 器 与 其 电 流 模 式 控 制 架 构 一 起 使 用, 以 在 大 电 流 应 用 中 提 高 效 率 电 流 模 式 控 制 器 提 供 了 几 项 胜 过 电 压 模 式 控 制 器 的 优 势, 即 : 利 用 快 速 逐 周 期 电 流 检 测 实 现 的 较 高 可 靠 性 相 位 之 间 的 准 确 均 流 简 单 的 反 馈 环 路 补 偿 和 较 快 的 瞬 态 响 应 LTC3877 非 常 适 合 于 最 新 一 代 FPGA 中 常 见 的 大 电 流 负 载 点 VID 应 用, 并 能 够 很 容 易 地 支 持 高 达 每 相 30A 图 3: 采 用 LTC3877 和 LTC3874 的 4 相 均 流 ( 总 共 60A) 的 电 流 对 于 更 高 功 率 应 用, 增 设 LTC3874 中, 电 路 板 互 连 损 耗 会 在 总 的 误 差 分 配 中 占 到 很 大 的 一 相 位 扩 展 器 可 额 外 提 供 每 相 30A 的 电 流, 总 电 流 达 到 部 分 LTC3877 采 用 一 种 恒 定 频 率 峰 值 电 流 模 式 控 制 架 120A 此 外, 由 于 这 种 转 换 器 组 合 降 低 了 功 率 损 耗, 因 构, 其 保 证 了 逐 周 期 峰 值 电 流 限 制 和 电 源 相 位 之 间 的 卓 此 效 率 升 幅 的 增 加 最 大 限 度 地 减 少 了 热 设 计 工 作 量 越 均 流 由 于 运 用 了 一 种 可 改 善 电 流 检 测 电 路 之 信 噪 比 www.linear.com.cn 张 远 哲 博 士 加 入 宜 普 电 源 转 换 公 司 (EPC) 担 任 应 用 工 程 总 监 张 远 哲 博 士 将 为 业 界 的 包 宜 普 电 源 转 换 公 司 首 席 执 行 官 兼 共 同 创 办 人 Alex 络 跟 踪 应 用 创 建 设 计 基 准 及 帮 助 Lidow 称 : 我 们 一 直 以 来 致 力 于 与 客 戶 保 持 紧 密 的 合 作 客 户 利 用 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 夥 伴 關 係, 利 用 egan 氮 化 镓 技 术 携 手 设 计 高 效 的 解 决 方 (egan FET) 实 现 高 频 高 性 案 为 团 队 增 加 技 术 人 员 是 我 们 其 中 的 一 个 策 略, 目 的 能 的 电 源 转 换 系 统 是 支 持 采 用 氮 化 镓 技 术 的 客 户 创 新 发 展, 使 得 我 们 能 够 宜 普 电 源 转 换 公 司 (EPC) 共 同 创 新 共 创 新 局 我 们 非 常 高 兴 能 够 在 这 个 关 键 时 宣 布 张 远 哲 (Yuanzhe Zhang) 刻 邀 请 张 博 士 加 入 EPC 团 队, 他 的 任 命 体 现 了 我 们 正 在 博 士 加 入 EPC 的 应 用 工 程 团 队, 全 速 前 进, 引 领 业 界 发 展 全 新 领 域, 例 如 针 对 电 信 基 础 担 任 应 用 工 程 总 监 设 施 的 包 络 跟 踪 应 用 作 为 EPC 技 术 团 队 的 一 份 子, 张 博 士 的 主 要 职 责 是 张 博 士 在 美 国 科 罗 拉 多 大 学 波 尔 得 分 校 (University 利 用 及 发 挥 氮 化 镓 晶 体 管 的 优 势, 设 计 针 对 4G LTE 及 of Colorado at Boulder) 获 得 电 机 工 程 博 士 学 位 及 在 位 5G 无 线 基 础 设 施 的 先 进 包 络 跟 踪 系 统 张 博 士 将 透 过 与 于 中 国 杭 州 市 的 浙 江 大 学 获 得 学 士 学 位 在 攻 读 博 士 学 客 户 分 享 他 在 这 些 应 用 领 域 的 研 究 和 经 验, 帮 助 客 户 设 位 期 间, 张 博 士 发 表 了 多 篇 关 于 在 非 常 高 频 的 DC/DC 转 计 并 加 快 他 们 在 设 计 中 采 用 高 性 能 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 换 器 及 针 对 电 信 基 础 设 施 的 包 络 跟 踪 电 源 应 用 采 用 氮 化 (egan FET) 的 步 伐 张 博 士 的 设 计 将 展 示 氮 化 镓 晶 镓 晶 体 管 的 技 术 文 章 体 管 所 具 备 的 优 越 性 能 如 何 比 MOSFET 及 LDMOS 优 胜 www.epc-co.com.cn 从 48V 转 换 至 负 载 电 压 : 采 用 氮 化 镓 晶 体 管 提 升 低 压 DC/ DC 转 换 器 的 性 能 作 者 :David Reusch 及 John Glaser 博 士, 宜 普 电 源 转 换 公 司 兴 的 氮 化 镓 (GaN) 功 率 晶 体 管 已 经 商 用 化 及 极 具 新 成 本 效 益, 它 带 领 电 力 电 子 时 代 进 入 全 新 纪 元 [1-3] 本 篇 文 章 展 示 在 目 前 以 48V DC 为 中 心 的 输 入 电 压 范 围 和 低 至 1V DC 负 载 电 压 的 数 据 中 心 及 电 信 架 构 中, 采 用 基 于 增 强 型 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 (egan FET) 的 功 率 转 换 器 的 解 决 方 案 可 以 取 得 的 优 势 此 外, 本 文 进 一 步 探 讨, 高 性 能 的 氮 化 镓 功 率 晶 体 管 如 何 以 全 新 方 法 支 持 数 据 中 心 及 电 信 系 统, 并 且 实 现 基 于 硅 MOSFET 器 件 的 架 构 所 不 可 能 取 得 的 更 高 的 效 率 和 功 率 密 度 为 什 么 关 注 低 电 压? 关 注 更 低 的 电 压 电 源 的 动 机 是 什 么? 主 要 有 两 个 理 由 首 先, 在 最 低 的 电 压 时, 电 源 转 换 直 接 接 触 信 息 处 理, 这 将 要 求 功 率 电 子 器 件 具 备 更 高 的 性 能, 极 具 挑 战 性, 特 别 是 在 尺 寸 功 率 密 度 和 瞬 时 响 应 这 几 方 面 第 二 个 理 由 是 大 多 数 转 换 损 耗 都 发 生 在 低 电 压 时, 而 且 电 压 越 低, 损 耗 越 大 ( 见 图 1) 图 1: 数 据 中 心 的 功 率 系 统 的 方 框 图 系 统 在 低 电 压 时 的 损 耗 构 成 大 部 分 的 总 损 耗 在 较 高 的 电 压 和 功 率 下, 我 们 普 遍 可 以 实 现 高 效 率, 因 此 可 以 改 进 的 空 间 不 大 这 样, 虽 然 先 进 的 技 术 在 系 统 的 高 压 高 功 率 部 分 有 可 能 降 低 成 本 或 提 高 功 率 密 度, 但 节 能 效 果 相 当 有 限 反 之, 先 进 的 技 术 在 低 压 部 分 可 以 取 得 的 改 进 十 分 明 显, 无 论 是 在 功 率 密 度 成 本 和 效 率 各 方 面 都 可 以 实 现 极 大 的 优 势 此 外, 如 果 提 升 低 压 部 分 的 效 率, 整 个 系 统 都 会 受 惠, 从 而 降 低 对 上 游 功 率 元 件 的 电 源 要 求, 以 及 降 低 其 相 关 的 损 耗 与 成 本 表 一 提 供 了 一 些 数 值 证 据 将 图 1 所 示 的 系 统 作 为 我 们 考 虑 的 基 准, 并 假 设 总 负 载 功 率 是 1MW 第 一 种 情 况 是 将 高 电 压 功 率 电 子 (UPS 和 整 流 器 ) 的 相 对 损 耗 减 少 一 半 来 提 升 效 率 这 样, 可 以 将 数 据 中 心 的 总 损 耗 减 少 45kW 或 17% 第 二 种 情 况 是 把 中 间 总 线 转 换 器 (IBC) 和 负 载 点 (POL) 转 换 器 的 损 耗 降 低 一 半, 可 以 把 损 耗 降 低 98kW 这 是 相 等 于 降 低 超 过 36% 因 此, 两 级 最 低 电 压 电 路 所 取 得 的 改 进 效 果, 远 比 在 更 高 电 压 转 换 器 的 上 游 三 20 21

电 源 表 1: 图 1 所 示 的 概 念 性 数 据 中 心 的 电 源 系 统 的 电 源 要 求, 其 最 终 负 载 功 率 为 1MW 第 一 种 情 况 是 将 高 电 压 的 功 率 电 子 的 相 对 损 耗 减 少 一 半 第 二 种 情 况 是 将 低 电 压 的 功 率 电 子 的 相 对 损 耗 减 少 一 半 两 种 情 况 下, 改 进 后 的 效 率 可 参 看 表 一 中 涂 上 阴 影 部 分 的 结 果 级 电 路 所 取 得 的 改 进 效 果 为 优 胜 找 出 了 哪 些 方 面 可 以 实 现 最 大 的 节 能 效 果 后, 接 下 来 重 点 关 注 的 是 如 何 提 高 从 48V IN 转 至 负 载 电 压 的 系 统 效 率 多 年 以 来, 业 界 在 低 电 压 的 电 源 架 构 取 得 了 诸 多 进 步, 目 前 应 用 最 广 泛 的 架 构 是 中 间 总 线 架 构 (IBA)( 见 图 2) 本 篇 文 章 的 讨 论 重 点 就 是 IBA, 其 标 称 直 流 总 线 电 压 环 绕 48V IN 和 12V IN 的 输 入 电 压 基 于 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 (egan FET) 的 48V IN 总 线 转 换 器 的 性 能 48V IN IBC 是 典 型 的 伺 服 器 电 源 分 配 系 统 中 的 一 个 关 键 组 件 在 典 型 的 中 间 总 线 架 构 中, 标 准 的 砖 式 DC/DC IBC 具 备 隔 离 和 降 压 功 能 在 数 据 处 理 系 统 中, 电 源 处 理 被 认 为 是 一 种 成 本, 而 数 据 处 理 则 被 认 为 是 盈 利 之 源 因 此, 提 高 功 率 密 度 并 给 数 据 处 理 节 省 更 多 的 电 路 板 面 积 构 成 设 计 工 程 师 需 要 面 对 的 巨 大 压 力 与 日 益 老 化 的 前 代 产 品 硅 MOSFET[1-2] 相 比, 氮 化 镓 晶 体 管 可 以 提 供 更 小 的 导 通 电 阻 更 快 的 开 关 速 度 更 高 的 导 热 性 能 和 更 小 的 尺 寸 [1-2], 因 而 可 以 用 来 提 高 效 率 提 高 功 率 密 度 和 增 强 处 理 输 出 功 率 的 能 力, 而 且 可 以 减 少 电 源 管 理 所 需 的 资 源 图 3 中 红 色 虚 线 代 表 基 于 先 进 硅 MOSFET 的 八 分 之 一 砖 式 IBC 的 效 率 硅 MOSFET 的 电 气 和 散 热 性 能 限 制 了 硅 基 解 决 方 案 的 开 关 频 率 只 能 达 到 150kHz, 而 最 大 的 输 出 功 率 也 只 能 达 到 300W 相 比 之 下, 图 3 黑 色 虚 线 代 表 占 用 相 同 面 积 的 [2] 基 于 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 (egan FET) 的 八 分 之 一 砖 式 整 流 IBC 的 效 率 如 果 利 用 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 的 卓 越 电 气 和 散 热 性 能, 输 出 功 率 可 以 达 到 500W, 而 开 关 频 率 也 可 以 倍 增 至 300kHz 由 于 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 能 在 较 高 频 率 下 可 以 高 效 地 开 关 较 高 功 率 级 别, 因 此 系 统 设 计 师 如 果 经 常 要 面 对 需 要 提 高 效 率 和 功 率 密 度 而 同 时 又 要 降 低 成 本 的 工 作 压 力, 他 们 可 以 考 虑 采 用 非 隔 离 式 IBC 的 方 法 非 隔 离 式 降 压 IBC( 图 3 以 蓝 色 线 代 表 300kHz 和 500kHz 开 关 频 率 时 的 效 率 ) 在 更 高 效 的 氮 化 镓 功 率 晶 体 管 的 帮 助 下, 能 够 实 现 比 传 统 的 隔 离 式 IBC 砖 式 方 法 可 以 实 现 更 高 的 效 率 和 更 高 的 开 关 频 率 [2] 基 于 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 的 12V IN 负 载 点 转 换 器 的 性 能 非 隔 离 式 负 载 点 降 压 转 换 器 被 应 用 于 需 要 降 压 转 换 的 广 泛 应 用 中 大 电 流 的 12V IN 至 负 载 点 降 压 转 换 器 普 遍 应 用 于 伺 服 器 和 数 据 处 理 系 统 由 于 我 们 对 运 算 和 电 信 系 统 中 的 电 源 要 求 越 来 越 高, 并 且 想 要 更 小 的 尺 寸 和 更 图 4: 基 于 egan FET 与 基 于 硅 MOSFET 降 压 负 载 点 转 换 器 的 效 率 的 比 较 低 的 功 耗, 因 此 我 们 必 需 要 具 备 更 高 的 功 率 密 度 和 效 率 的 负 载 点 转 换 器 图 4 显 示 了 工 作 在 1MHz 开 关 频 率 基 于 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 和 基 于 硅 DrMOS 的 12V IN 转 至 1VOUT 降 压 转 换 器 的 总 系 统 效 率, 其 中 包 括 了 电 感 电 容 和 PCB 损 耗 在 内 的 整 体 系 统 损 耗 [2] 基 于 egan 单 片 式 半 桥 IC 的 负 载 点 降 压 转 换 器 在 每 个 工 作 点 的 效 率 都 要 比 基 于 硅 DrMOS 的 解 决 方 案 为 高 在 10A 的 轻 负 载 条 件 下, 基 于 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 的 设 计 取 得 超 过 1.5% 较 高 的 效 率 在 40A 的 重 负 载 条 件 下 则 取 得 约 2.5% 较 高 的 效 率, 相 当 于 减 少 了 总 系 统 功 率 损 耗 差 不 多 达 20% 氮 化 镓 器 件 推 动 单 级 48V IN 负 载 点 转 换 器 的 出 现 当 如 图 2 所 示 的 最 先 进 的 中 间 总 线 架 构 (IBA) 刚 刚 推 出 时, 用 两 级 电 源 转 换 电 路 替 代 单 级 电 源 转 换 电 路 ( 分 布 式 电 源 架 构 ) 来 提 高 系 统 性 能 的 效 果 并 不 显 著 但 随 着 各 种 负 载 电 压 的 增 加, 以 及 对 负 载 的 要 求 变 得 越 来 越 复 杂, 这 种 架 构 采 用 分 而 治 之 的 方 法 而 得 以 实 现 更 高 的 性 能 和 更 低 的 系 统 成 本 自 从 IBA 被 采 纳 后, 数 据 和 电 信 系 统 的 电 源 需 求 从 此 不 断 地 提 高, 而 且 当 云 计 算 等 新 兴 趋 势 出 现 后, 对 系 统 电 源 与 日 俱 增 的 需 求 没 有 缓 和 的 迹 象 自 从 采 用 IBA 后, 目 前 总 线 转 换 器 的 输 出 功 率 已 提 高 了 接 近 约 十 倍, 在 四 分 之 一 砖 式 占 板 面 积 内, 从 约 100W 增 加 到 目 前 设 计 的 约 1 kw 这 意 味 着 到 负 载 点 转 换 器 的 12V 总 线 上 的 电 流 值 也 增 加 了 十 倍, 而 且 在 总 线 电 阻 没 有 减 小 的 情 况 下, 随 之 而 来 的 是 总 线 的 传 导 损 耗 会 增 加 二 十 倍 近 来 把 高 频 降 压 稳 压 器 直 接 放 到 微 处 理 器 上 [9] 的 技 术 发 展 正 在 进 一 步 改 变 了 对 CPU 供 电 的 方 式 48V IN 至 12VOUT IBC 保 持 不 变, 但 以 前 用 来 直 接 给 CPU 供 电 的 12V IN 负 载 点 转 换 器 现 在 被 用 作 IBC 第 二 级, 而 从 1.8V IN 至 负 载 的 动 态 调 节 负 载 点 转 换 则 在 微 处 理 器 级 完 成 有 了 全 新 的 1.8V 总 线 后, 该 架 构 已 发 展 为 三 级 电 源 转 换 由 于 48V IN 总 线 转 换 器 中 的 转 换 损 耗 有 所 增 加, 加 上 母 板 上 12V 总 线 损 耗 的 增 加, 以 及 冗 余 的 第 二 级 12V IN IBC 转 换 电 路 级, 目 前 业 界 正 在 考 虑 采 用 其 它 架 构 [2] 具 有 更 低 的 成 本 更 加 简 单 和 更 高 的 性 能 的 潜 在 解 决 方 案 是 从 48V IN 至 1.8VOUT 的 非 隔 离 式 IBC 转 换 器 图 5 对 两 级 48V IN 至 1.8VOUT 非 隔 离 式 IBA 和 使 用 基 于 氮 化 镓 器 件 的 设 计 的 传 统 三 级 IBA 方 法 所 估 计 出 的 效 率 和 功 率 密 度 进 行 了 比 较, 并 总 结 于 表 2 内 如 果 采 用 直 接 由 48V IN 转 至 1.8VOUT 转 换 方 法, 它 的 总 系 统 效 率 高 出 约 0.5%, 而 功 率 密 度 的 估 值 要 比 传 统 三 级 IBA 高 出 超 过 65% 如 果 去 除 冗 余 的 总 线 转 换 级 电 路 的 其 中 一 级, 并 且 使 用 基 于 单 个 氮 化 镓 器 件 的 48V IN 转 至 1.8VOUT 总 线 转 换 器, 在 降 低 成 本 和 提 高 功 率 密 度 方 面 将 有 明 显 优 势 (a) 可 扩 展 至 500W 输 出 功 率 (b) 对 12V IN 来 说, 单 个 30V 氮 化 镓 单 片 半 桥 IC 被 假 定 为 具 有 稳 定 的 电 流 输 出 能 力, 当 开 关 频 率 是 1MHz 时 输 出 电 流 约 20A 对 48V IN 来 说, 单 个 80V 氮 化 镓 单 片 半 桥 IC 被 假 定 为 具 有 稳 定 的 电 流 输 出 能 力, 当 开 关 频 率 为 300kHz 时 可 输 出 约 15A 的 电 流 这 些 工 作 点 是 根 据 参 考 资 料 [2] 所 提 供 的 电 路 内 散 热 性 能 的 测 量 值 所 估 计 出 来 的 (c) 基 于 所 报 告 的 97-99% 总 线 效 率 的 平 均 值 [10-12] 回 顾 和 展 望 本 文 重 点 介 绍 增 强 型 氮 化 镓 场 效 应 晶 体 管 (egan FET) 在 目 前 和 潜 在 的 以 48VDC 为 中 心 的 输 入 电 压 范 围 和 低 至 1VDC 的 负 载 电 压 的 全 新 数 据 中 心 和 电 信 电 源 架 构 中 可 以 取 得 的 直 接 优 势 当 氮 化 镓 技 术 得 以 进 一 步 发 展 和 变 得 更 为 普 及 后, 氮 化 镓 技 术 的 改 善 势 将 持 续 其 中 的 一 个 范 例 是 采 用 氮 化 图 2: 中 间 总 线 架 构 (IBA) 图 3: 基 于 egan FET 和 硅 MOSFET 的 隔 离 式 八 分 之 一 砖 式 转 换 器, 与 基 于 氮 化 镓 的 非 隔 离 式 IBC 降 压 转 换 器 的 效 率 比 较 图 5:48V IN 三 级 与 二 级 非 隔 离 式 中 间 总 线 架 构 (IBA) 的 性 能 的 比 较 22 23

电 源 电 源 管 理 表 2:48V IN 三 级 和 两 级 非 隔 离 式 中 间 总 线 架 构 (IBA) 的 性 能 比 较 总 结 下, 得 以 进 一 步 完 善 相 关 的 应 用 基 于 氮 化 镓 器 件 的 电 源 转 换 器 与 基 于 前 代 MOSFET 产 品 的 转 换 器 的 性 能 差 距 将 越 拉 越 大 这 将 帮 助 目 前 的 应 用 可 以 实 现 全 新 的 性 能 水 平, 同 时 又 可 以 不 断 创 建 出 全 新 的 应 用, 以 及 给 现 有 的 应 用 带 来 全 新 的 方 法 的 机 遇 氮 化 镓 技 术 的 发 展 进 程 才 刚 刚 起 步 变 频 IPM 技 术 在 现 代 白 家 电 设 计 中 的 作 用 作 者 :Jonathan Harper, 安 森 美 半 导 体 参 考 资 料 [1] A. Lidow, J. Strydom, M. de Rooij, D. Reusch, GaN Transistors for Efficient Power Conversion, Second Edition, Wiley, September 2014, ISBN 978-1-118-84476-2. [2] D. Reusch and J. Glaser, DC-DC Converter Handbook, a supplement to GaN Transistors for Efficient Power Conversion, First Edition, Power Conversion Publications, September 2015, ISBN 978-0-9966492-0-9. [3] M. A. de Rooij, Wireless Power Handbook, Second Edition, PCP, El Segundo, October 2015, ISBN 978-0-9966492-1-6. [4] Energy Conservation Program for Commercial Equipment: Distribution Transformers Energy Conservation Standards; Final Rule, 10 CFR Part 431, U.S. Department of Energy, Federal Register,Vol. 72, No. 197, Oct. 12, 2007. [5] C. Loeffler, Which UPS is right for the job? WP09-19, EATON Corp. Sept. 2009, http://lit.powerware.com/ll_download.asp?file=ups101- part2-topologies-am9-11.pdf. [6] CP3000/3500AC54TE Global Platform High Efficiency Rectifier Datasheet, General Electric Company, June 2015, http://apps.geindustrial. com/publibrary/checkout/cp3000-cp3500?tnr=data%20sheets CP3000- CP3500 generic. [7] QBVE078A0S10R4 Barracuda Series DC-DC Converter Power Module Datasheet, GE Industrial Solutions Embedded Power, General Electric Company, January 2014. [8] D12S72, Non-Isolated, Power Block DC/DC Power Modules, Delta Corporation, Nov. 2014, http://www.deltaww.com/filecenter/products/ download/01/0102/datasheet/ds_d12s72c.pdf. [9] E. Burton et al., FIVR Fully IntegratedVoltage Regulators on 4th Generation Intel Core SoCs, Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), pp. 432 439, March 2014. [10] A. Naghavi, Energy Efficiency Becomes the Focus for Data Centre Servers, Bodo s Power Systems, pp. 22-25, January 2011. [11] P. Yeaman, Datacenter Power Delivery Architectures: Efficiency and Annual Operating Costs, Darnell Digital Power Forum, 2007. [12] R. Miftakhutdinov, Improving System Efficiency with a New Intermediate-Bus Architecture, Texas Instruments Inc. Seminar, 2009. www.epc-co.com.cn 图 6: 基 于 氮 化 镓 晶 体 管 的 12V IN 负 载 点 转 换 器 在 性 能 方 面 的 进 展 镓 场 效 应 晶 体 管 的 12V IN 负 载 点 转 换 器 的 性 能 表 现 进 步 神 速 ( 见 图 6) 自 从 氮 化 镓 晶 体 管 问 世 以 来, 它 展 现 出 优 异 的 器 件 特 性 然 而, 最 初 ( 大 约 是 在 2010 年 ) 利 用 这 种 全 新 技 术 设 计 出 的 电 路 性 能 受 限 于 业 界 对 氮 化 镓 技 术 的 不 甚 了 解 增 强 型 氮 化 镓 晶 体 管 工 作 起 来 很 像 MOSFET, 不 过 其 本 质 有 一 些 关 键 性 的 区 别 通 过 设 计 基 础 上 的 改 进 和 专 有 的 氮 化 镓 集 成 电 路 的 开 发, 基 于 氮 化 镓 器 件 的 设 计 开 始 在 电 路 中 发 挥 性 能 上 的 潜 力 ( 大 约 是 在 2012 年 ) 随 着 氮 化 镓 技 术 变 得 更 为 成 熟, 加 上 设 计 原 理 上 的 持 续 改 进, 氮 化 镓 器 件 在 电 路 中 的 性 能 也 得 以 不 断 提 升 ( 大 约 是 在 2014 年 ) 之 后, 氮 化 镓 技 术 取 得 突 破 性 的 发 展, 比 如 单 片 式 集 成 电 路 的 出 现, 再 次 提 升 了 高 频 电 源 转 换 性 能 的 标 杆 ( 大 约 是 在 2015 年 ) 随 着 这 种 相 对 地 较 新 的 技 术 持 续 地 快 速 改 进, 氮 化 镓 技 术 的 生 态 系 统 也 在 不 断 地 健 康 发 展, 而 电 路 设 计 师 也 能 够 在 了 解 更 多 关 于 这 种 越 来 越 强 大 的 技 术 的 情 况 家 电 制 造 商 目 前 在 竞 争 日 益 激 烈 白 的 市 场 中 正 被 施 加 严 格 要 求 压 力 正 加 大 以 应 用 设 计 理 念 支 持 节 约 主 要 能 源, 同 时 还 支 持 更 多 简 化 形 式 因 素 吸 引 消 费 者 和 提 供 可 靠 低 噪 音 工 作 在 此 形 势 下, 指 定 最 适 合 的 支 援 技 术 对 产 品 的 成 功 至 关 重 要 定 义 当 代 白 家 电 设 计 有 一 系 列 关 键 标 准, 服 务 于 这 一 领 域 的 OEM 如 果 想 要 使 消 费 者 愉 悦, 必 须 相 应 地 应 对 这 每 一 标 准 这 些 标 准 是 : 1. 能 效 - 新 的 欧 盟 能 源 相 关 产 品 (ErP) 计 划 建 立 现 有 的 立 法 措 施, 扩 宽 其 生 态 设 计 指 令 以 包 括 从 白 家 电 真 空 吸 尘 器 和 电 视 到 空 调 和 热 水 器 的 一 图 1: 紧 凑 的 IPM 系 列 的 框 图 切 商 品 目 标 是 到 2020 年 在 欧 盟 成 员 国 中 可 实 现 减 少 20% 的 能 源 消 耗 在 建 立 国 际 立 法 的 同 时, 另 一 不 容 忽 视 的 问 题 是, 在 这 严 峻 时 期, 消 费 者 希 望 维 持 尽 可 能 低 的 电 费 2. 可 靠 的 运 行 - 消 费 者 期 待 在 这 一 方 面 有 较 长 的 使 用 时 间 虽 然 便 携 式 电 子 产 品 可 能 每 18 个 月 到 2 年 被 更 换 一 次, 但 对 于 白 家 电, 他 们 希 望 能 无 故 障 运 行 多 年 许 多 领 先 品 牌 已 在 制 造 产 品 方 面 建 立 声 誉, 表 现 出 比 竞 争 对 手 的 产 品 更 高 程 度 的 可 靠 性 他 们 不 能 让 不 可 靠 的 质 量 差 的 产 品 损 害 良 好 的 声 誉 3. 紧 凑 - 保 持 产 品 轻 巧 和 美 观 将 是 提 供 产 品 差 异 化 的 重 要 途 径 4. 低 噪 声 运 行 - 家 中 的 噪 音 设 备 让 消 费 者 恼 火 而 且, 电 气 噪 声 会 使 家 庭 无 线 局 域 网 的 性 能 恶 化, 这 给 居 民 带 来 不 便 5. 总 成 本 - 为 服 务 于 高 度 竞 争 的 市 场, 应 当 采 取 一 切 措 施 保 持 系 统 低 成 本 利 用 BLDC 和 PMSM 为 提 升 能 效 节 省 空 间 和 延 长 工 作 时 间, 已 大 量 从 笨 重 昂 贵 和 相 对 不 可 靠 的 传 统 的 通 用 交 流 电 机 转 向 更 先 进 的 3 相 电 机 通 过 采 用 无 刷 直 流 (BLDC) 电 机 或 永 磁 同 步 电 机 (PMSM), 白 家 电 OEM 能 生 产 出 支 持 可 靠 的 可 变 速 运 行 的 产 品 变 频 器 的 应 用 PMSM 和 BLDC 电 机 广 泛 依 赖 于 功 率 变 频 器 而 不 是 过 时 的 双 向 可 控 硅 驱 动 这 有 助 于 确 保 可 靠 性, 并 由 于 减 少 热 管 理 而 限 制 总 成 本 因 此, 这 非 常 符 合 已 概 述 的 定 义 白 家 电 设 计 的 几 个 关 键 标 准 用 于 现 代 白 家 电 中 的 变 频 器 功 率 段 将 包 括 以 下 器 件 电 机 驱 动 器 IC IGBT 整 流 二 极 管 热 敏 电 阻 其 它 无 源 元 件 (IGBT 门 极 电 阻 24 25

电 源 管 理 功 率 器 件 图 2: 紧 凑 的 IPM 封 装 分 流 电 阻 等 ) 如 果 可 以 选 择, 工 程 师 可 创 建 自 己 的 分 立 方 案 - 采 用 所 有 必 要 的 元 件 并 贴 装 到 印 制 线 路 板 (PCB) 这 需 要 时 间 和 精 力 必 须 采 购 个 别 元 件, 随 后 焊 接, 然 后 需 要 进 行 散 热 和 大 量 的 电 磁 干 扰 (EMI) 测 试 工 程 资 源 和 物 料 单 方 面 的 成 本 可 被 限 定 而 且 这 方 法 在 空 间 利 用 方 面 可 能 是 低 效 的 模 块 化 的 策 略 使 用 高 密 度 混 合 动 力, 现 正 大 受 欢 迎 通 过 利 用 专 用 智 能 功 率 模 块 (IPM) 现 可 以 更 高 效 的 方 式 驱 动 整 合 到 白 家 电 的 各 种 不 同 电 机 压 缩 机 和 风 扇 这 也 意 味 着 必 要 的 电 路 保 护 机 制 明 显 更 易 于 包 含 在 电 机 驱 动 系 统 内 但 哪 些 模 块 将 提 供 最 佳 整 体 性 能 并 不 总 是 很 清 楚 使 用 传 统 的 IPM 方 案 有 很 多 固 有 的 不 足 在 IPM 变 频 器 上, 元 件 可 能 是 : 贴 装 到 一 对 单 独 的 引 线 框 架, 功 率 器 件 在 一 引 线 框 架, 驱 动 器 在 另 一 引 线 框 架 这 增 加 生 产 复 杂 度, 可 能 难 以 运 载 某 些 被 动 元 件 一 起 安 装 到 单 个 直 接 键 合 铜 (DBC) 基 板 这 选 择 是 公 认 的 最 好 的 方 案 这 使 得 热 路 径 被 缩 短, 而 对 隔 离 没 有 任 何 影 响 它 使 IPM 构 造 简 单, 并 尽 可 能 地 提 高 可 靠 性 水 平 创 新 的 IPM 技 术 帮 助 OEM 应 用 更 高 效 的 变 频 器 工 作 系 统 到 他 们 最 新 的 模 型 中 越 来 越 多 的 IPM 正 建 立 在 一 个 配 置 上, 在 这 配 置 中 有 源 IC 和 分 立 元 件 被 贴 装 在 一 个 DBC 基 板 上 这 显 著 改 善 性 能 : 更 好 的 热 传 导 数 字 更 高 可 靠 性 和 更 小 的 尺 寸 图 1 和 图 2 描 述 了 安 森 美 半 导 体 的 基 于 DBC 的 紧 凑 的 IPM 模 块 它 提 供 600 V 电 压 等 级, 能 支 持 达 15 A 的 电 流 需 要 的 元 件 远 少 于 传 统 IPM, 占 位 面 积 仅 450 mm2 这 意 味 着 比 具 有 相 应 规 格 的 其 它 DIP 模 块 小 约 40% 它 的 热 阻 抗 是 2.6 K/W, 大 大 低 于 同 类 模 块, 即 使 尺 寸 更 小 假 设 模 块 中 的 功 率 损 耗 相 同, 例 如 通 过 使 用 相 同 的 驱 动 器 和 电 源 元 件, 在 接 头 和 环 境 之 间 的 温 差 将 低 5% 总 之, 使 用 最 新 一 代 基 于 先 进 的 热 传 导 金 属 基 板 的 高 度 集 成 的 IPM 模 块 已 对 白 家 电 领 域 的 未 来 发 展 产 生 重 大 影 响 它 们 提 供 高 效 地 驱 动 现 代 白 家 电 中 的 3 相 电 机 的 方 案, 以 提 供 高 能 效 可 变 速 运 行 采 用 传 递 模 型 的 IPM 用 于 变 频 器 功 率 段, 而 不 是 分 立 的 配 置 或 传 统 的 IPM( 这 两 种 都 有 占 位 面 积 更 大 的 缺 点 ), 能 减 小 白 家 电 配 套 的 电 力 电 子 的 尺 寸 提 供 强 固 的 热 性 能 意 味 着 可 靠 性 得 到 保 证 此 外, 分 布 式 电 容 有 助 于 减 轻 电 磁 干 扰 (EMI) 的 影 响 www.onsemi.cn 新 型 高 电 压 SMD 封 装, Power88,600V SuperFET II MOSFET 作 者 :Wonsuk Choi 和 Dongkook Son,Fairchild 摘 要 : 随 着 电 源 转 换 效 率 变 得 日 益 重 要, 分 立 式 器 件 技 术 快 速 进 步, 超 结 MOSFE T 的 超 快 开 关 是 提 高 效 率 的 关 键 选 择 但 是, 与 传 统 平 面 MOSFET 相 比, 控 制 成 为 人 们 关 注 的 焦 点 为 了 帮 助 电 源 设 计 师 解 决 这 些 问 题,Fairchild 提 供 新 的 封 装 技 术, 使 开 关 性 能 最 大 化, 同 时 确 保 在 薄 型 封 装 中 的 高 效 率 I. 外 形 本 文 内 容 : 详 细 介 绍 了 实 现 性 能 提 升 的 Power88 封 装 详 细 阐 述 了 栅 极 振 荡 机 制, 这 种 机 制 展 示 出 开 关 噪 音 中 凯 文 连 接 配 置 的 效 应 通 过 试 验 测 量, 在 效 率 功 耗 和 波 形 方 面 对 Power88 封 装 与 传 统 SMD 封 装 进 行 了 比 较 展 示 了 温 度 循 环 测 试 (TMCL) 的 结 果, 验 证 了 与 竞 争 产 品 相 比,Power88 封 装 的 耐 用 性 EMPOWERING GLOBAL INNOVATION II. 简 介 超 结 MOSFET 普 遍 用 于 600 至 800 V 的 电 压 范 围 图 2. D2-PAK 和 Power 88 的 栅 极 驱 动 原 理 图 比 较 在 此 电 压 范 围 内, 广 泛 采 用 通 孔 封 装, 如 TO-220 或 TO- 247, 因 为 该 封 装 具 有 良 好 的 热 性 能 且 易 于 设 计 但 是, 由 于 大 尺 寸 和 长 引 线, 较 大 的 封 装 会 产 生 较 大 的 封 装 寄 生 效 应 问 题 如 需 在 不 同 应 用 中 使 用 超 结 MOSFET 来 驱 动 快 速 开 关, 有 必 要 了 解 在 MOSFET 封 装 内 寄 生 元 件 产 生 的 影 响 低 RDS(ON) 和 低 寄 生 元 件 是 降 低 导 通 损 耗 实 表 1. 每 种 封 装 预 估 寄 生 电 感 比 较 DUT L S [nh] L D [nh] L G [nh] Power88 封 装 2 1 4 图 1. 封 装 尺 寸 和 占 位 面 积 比 较 Power 88 和 D2-PAK D2-PAK 封 装 7 1 7 26 www.powersystemsdesign.com 27

功 率 器 件 图 3. 关 断 瞬 态 时 的 模 拟 波 形 现 最 佳 开 关 性 能, 在 低 电 压 封 装 中 实 现 高 效 率 的 关 键 因 素 D2-PAK 是 高 压 MOSFET 的 替 代 表 面 贴 装 (SMD), 但 是 仍 然 较 大, 且 具 源 极 电 感 Power 88 高 压 SMD 封 装 是 无 导 线 封 装, 专 为 高 压 超 结 MOSFET 开 发 而 成, 用 以 实 现 更 高 的 功 率 密 度 和 小 尺 寸 要 求 这 种 新 型 封 装 是 高 为 1 mm, 宽 为 8 mm, 长 为 8 mm 的 超 薄 型 封 装, 占 位 面 积 仅 为 64 mm 2, 比 当 前 业 界 用 于 高 电 压 MOSFET 的 标 准 SMD 封 装 D2-PAK 要 小 得 多, 如 图 1 所 示 Power 88 封 装 将 电 源 和 驱 动 源 极 分 开 来 减 少 两 者 相 互 影 响 如 表 1 所 示, 该 封 装 具 有 非 常 低 的 寄 生 电 感, 以 达 到 卓 越 的 开 关 性 能 Power 88 封 装 的 共 源 极 电 感 值 大 约 为 3 nh, 而 D2-PAK 为 7 nh 与 D2-PAK 相 比,Power 88 封 装 可 以 同 时 减 少 源 极 和 栅 极 电 感 如 图 2 所 示, 标 准 栅 极 驱 动 电 路 包 含 共 源 极 电 感, 而 Power88 封 装 将 功 率 与 驱 动 源 极 分 开, 从 而 最 大 程 度 地 减 少 开 关 瞬 态 期 间 的 共 源 极 电 (a) t 1 时 段 的 MOSFET 运 行 图 5. MOSFET 等 效 电 路, 包 括 寄 生 电 感 图 4. 超 结 MOSFET 非 线 性 C OSS 感 影 响 III. 降 低 的 栅 极 振 荡 为 了 解 释 振 荡 机 制, 我 们 使 用 分 析 性 PSPICE 仿 真 来 模 拟 瞬 态 开 关 特 性, 重 点 关 注 关 断 瞬 态 期 间 功 率 MOSFET 和 印 刷 电 路 板 布 局 中 寄 生 电 感 (L G 和 L S ) 的 影 响 图 3 显 示 栅 极 至 源 极 电 压 的 PSPICE 模 拟 波 形,V GS ; 内 部 栅 极 至 源 极 电 压,V GS_int ; 漏 极 至 源 极 电 压,V DS ;MOSFET 的 电 流 通 道 I channel ; 以 及 漏 极 电 流,I D, 在 箝 位 电 感 性 负 载 开 关 电 路 中 为 了 说 明 具 有 寄 生 电 感 效 应 的 功 率 MOSFET 的 栅 极 振 荡, 将 关 断 瞬 态 分 为 两 个 时 段 (t 1 ~t 2 ) 图 5 显 示 包 (b) t 2 时 段 的 MOSFET 运 行 极 至 源 极 电 容,C GS, 和 栅 极 至 漏 极 电 容 C GD, 通 过 栅 极 电 阻 Rg 放 电, 如 图 图 5.(a) 所 示 当 栅 极 电 压 达 到 栅 极 平 台 电 压 时,MOSFET 中 的 通 道 电 流 由 于 MOSFET 输 出 特 (a) 波 形 比 较 : Power88( 白 色 ) 和 TO-220( 彩 色 ) 性 而 降 低, 即 栅 极 电 压 和 漏 极 电 流 之 间 的 特 征 性 曲 线 同 时, 输 出 电 容 缓 慢 充 电 2. 时 间 间 隔 t2 期 间 超 结 MOSFET 的 Coss 在 大 约 30~50 V 漏 源 极 电 压 下 减 少 非 常 快 速, 如 图 5. 所 示 (b) 波 形 比 较 : Power88( 白 色 ) 和 D2-PAK( 彩 色 ) 这 些 影 响 达 到 极 快 dv/dt 和 图 6. 600 V/199 mωsuperfet II MOSFET 开 关 性 能 在 Power88 D2-PAK 和 TO-220 中 的 比 较, 测 量 条 件 是 V DD = 380 V V GS = 10 V R ON = 2.0 Ω R OFF = 1.0 Ω I D = 8 A di/dt, 如 图 3 所 示 同 时, 负 向 漏 极 电 流 斜 率 did/dt) 造 成 共 源 电 感 LS 的 压 降 此 电 压 下 降 导 致 负 栅 极 电 压 的 出 现 受 此 影 响, 放 电 电 流 向 相 反 方 向 流 动, 如 图 5(b) 所 示 为 了 减 少 栅 极 振 荡, 需 要 减 小 栅 极 电 感 L G 和 共 源 极 电 感 L S Power88 封 装 可 以 减 少 这 些 寄 生 电 感, 因 此, 是 更 适 合 实 现 最 佳 栅 极 振 荡 图 7. DUT 开 关 损 耗 分 析 : 测 量 条 件 是 V DD = 380 V V GS = 10 V R ON = 2.0 Ω R OFF = 1.0 Ω I D = 8 A 图 8. 350 W CCM PFC 评 估 板 括 寄 生 电 感 的 MOSFET 等 效 电 路 1. 时 间 间 隔 t1 期 间 由 于 输 入 电 容 放 电, 电 压 V GS 呈 指 数 式 下 降, 即 栅 IV. 数 据 测 量 开 关 损 耗 和 效 率 开 关 性 能 图 6 为 了 比 较 Power88 D2-PAK 和 TO- 220 封 装 在 600 V/199 mωsuperfet II MOSFET 中 的 开 关 性 能, 设 计 了 一 个 箝 位 感 性 开 关 电 路 该 电 路 优 化 实 现 每 种 封 装 的 最 小 寄 生 电 感 图 6 显 示 箝 位 感 性 开 关 测 试 ( 使 用 600 V/6 ASiC 肖 特 基 二 极 管 ) 中 导 通 和 关 断 瞬 态 下 的 DUT 开 关 波 形 比 较 测 量 条 件 是 : V DD =380 V I D =8 A Ron=2 Ω Roff=1 Ω. 图 6 (a) 显 示 600 V/199 mωsuperfet II MOSFET 中 Power88( 白 色 ) 和 TO-220( 彩 色 ) 封 装 的 波 形 比 较 图 6(b) 显 示 Power88( 白 色 ) 和 D2-PAK( 彩 色 ) 封 装 的 波 形 比 较 同 样 如 图 6. 所 示,SuperFET MOSFET 中 Power88 的 导 通 损 耗 是 53.7% 和 67.3% (9.1 uj), 小 于 D2-PAK(19.7 uj) 和 TO-220(27.9 uj) 封 装 在 采 用 Power88 的 SuperFET II MOSFET 中, 漏 源 极 电 压 和 漏 极 电 流 的 交 叉 区 域 在 导 通 和 关 断 瞬 态 时 低 于 D2-PAK 和 TO-220 而 且, 由 于 Power 88 封 装 较 低 的 寄 生 电 感 和 凯 文 连 接 配 置, 其 栅 极 振 荡 ( 黄 色 ) 大 幅 度 减 少 了 显 示 V DD = 380 V I D = 8 A R ON = 2.0 R OFF = 1.0 Ω V GS = 10 V 测 量 条 件 下 的 开 关 损 耗 概 述 如 开 关 损 耗 分 析 中 所 示,Power 88 中 199 mωsuperfet II MOSFET 的 总 开 关 损 耗 与 D2PAK 和 TO-220 封 装 相 比 大 幅 降 低, 原 因 是 在 28 29

功 率 器 件 图 9. 效 率 比 较 表 2. 潮 湿 敏 感 度 SMT, 湿 度 敏 感 性 共 分 八 个 等 级 Fairchild Power88 封 装 的 一 个 重 要 特 性 是 潮 湿 敏 感 度 为 1 (MSL1), 允 许 在 潮 湿 测 试 中 在 30 /85% RH 条 件 下 暴 露 无 限 时 间, 如 表 2 所 示 竞 争 产 品 的 相 同 封 装 潮 湿 敏 感 度 为 MSL 3 为 了 验 证 Power 88 封 装 相 对 于 其 他 制 造 商 产 品 的 耐 用 性, 在 -65 至 +150 温 度 区 间 的 15 分 钟 内 进 行 了 多 达 3000 次 的 温 度 循 环 测 试 (TMCL), 用 以 加 速 封 装 和 器 件 不 同 配 件 的 热 膨 胀 失 配 影 响 如 表 3 TMSC 测 试 结 果 所 示, FCMT199N60 在 TMCL 3000 次 循 环 测 试 期 间 无 剥 离, 而 所 有 其 他 部 件 在 1000 次 循 环 中 就 发 生 剥 离, 还 有 竞 争 产 品 B 的 5 个 器 件 ( 共 30 个 器 件 ) 在 2500~3000 次 循 环 中, 由 于 低 Idss 和 低 Vth 而 发 生 故 障 Fairchild Power 88 封 装 具 有 耐 用 的 MSL 设 计, 能 够 在 运 输 存 储 期 间 降 低 故 障 风 险 特 别 报 道 : 消 费 和 白 色 家 电 表 3. TMCL 测 试 后 的 CSAM 图 VI. 主 要 特 点 和 优 势 Fairchild Power 88 是 超 薄 表 面 贴 装 封 装 (1 mm 高 ), 外 型 低 矮 且 占 位 面 积 也 很 小 (8x8 mm2) 由 于 较 低 的 源 极 寄 生 电 感, 隔 离 了 电 源 和 驱 动,Power 88 封 装 提 供 卓 越 的 开 关 性 能 Power88 提 供 潮 湿 敏 感 度 1 (MSL 1) 表 4 显 示 Power88 封 装 的 特 点 和 优 势 VII. 结 论 为 了 在 高 电 压 应 用 中 利 用 PQFN 封 装 的 优 势, Fairchild 开 发 了 8x8 mm PQFN 封 装, 称 为 Power 88, 旨 在 实 现 高 功 率 密 度 这 款 新 的 封 装 比 D2-PAK 小 巧 得 多, 同 时 满 足 净 空 和 爬 电 距 离 要 求 将 低 寄 生 效 应 封 装 和 凯 文 连 接 配 置 相 结 合, 从 而 降 低 开 关 损 耗, 提 高 EMI Power 88 封 装 帮 助 设 计 师 在 功 率 密 度 最 为 关 键 的 应 用 领 域 中 最 小 化 系 统 尺 寸, 同 时 将 超 结 MOSFET 的 性 能 提 升 到 极 致 www.fairchildsemi.com 最 小 化 电 压 和 电 流 振 铃 时 通 过 共 源 电 感 将 压 降 将 至 最 低 效 率 图 6 我 们 设 计 了 350 W 67 khz CCM 升 压 PFC, 以 便 比 较 600 V/199 mω Power88 和 600 V/199 mω D2-PAK, 如 所 图 6 示 使 用 600 V/6 ASiC 肖 特 基 二 极 管 作 为 升 压 二 极 管 测 量 值 在 整 个 负 载 范 围 (60 W~350 W) 和 230 VAC 输 入 电 压 时 测 得 V. 湿 度 敏 感 性 等 级 测 试 根 据 IPC/JEDEC 的 J-STD-20 湿 度 / 回 流 敏 感 性 等 级 内 容 包 括 : 有 源 谐 波 滤 波 器 改 善 电 能 质 量, 减 少 谐 波 ROHM 加 速 从 转 的 到 动 的 产 品 全 面 升 级 高 效 节 能 : 物 联 网 应 用 的 共 同 目 标 32 34 36 30

特 别 报 道 : 消 费 和 白 色 家 电 有 源 谐 波 滤 波 器 改 善 电 能 质 量, 减 少 谐 波 作 者 : 爱 普 科 斯 公 司 TDK 集 团 成 员 着 并 入 电 网 的 非 线 性 负 载 数 量 随 日 益 增 加, 电 网 中 的 谐 波 含 量 也 大 大 增 强, 从 而 显 著 损 害 了 电 能 质 量 鉴 于 此, 爱 普 科 斯 推 出 (EPCOS) PQSine 有 源 谐 波 滤 波 器, 可 有 效 减 少 电 网 中 不 必 要 的 谐 波 线 性 负 载 已 很 少 在 工 业 厂 房 办 公 楼 数 据 中 心 甚 至 私 人 住 宅 中 使 用 与 之 相 反, 非 线 性 负 载 却 日 益 增 使 用 非 线 性 负 载 会 产 生 不 必 要 的 谐 波, 使 得 电 流 不 再 严 格 遵 守 正 弦 电 压 变 化 图 1: 供 电 电 压 和 非 线 性 负 载 的 电 流 PQSine 可 确 保 正 弦 电 流 波 形, 并 能 有 效 减 少 谐 波 和 相 位 偏 移 图 2: 爱 普 科 斯 (EPCOS)PQSine 的 功 能 原 理 图 多, 如 驱 动 系 统 的 变 频 器 IT 和 通 信 设 备 使 用 的 大 量 开 关 电 源 以 及 越 来 越 多 的 家 用 电 器 甚 至 照 明 技 术, 主 要 使 用 的 也 是 非 线 性 电 源 ( 图 1) 非 线 性 电 流 会 产 生 谐 波, 从 而 引 起 正 弦 电 压 的 失 真, 这 些 失 真 反 过 来 又 会 干 扰 其 他 负 载 谐 波 的 频 率 是 基 频 ( 线 性 频 率 为 50Hz 或 60Hz) 的 整 数 倍, 其 幅 度 可 变, 并 能 扩 展 至 khz 上 限 谐 波 污 染 对 电 能 质 量 会 产 生 一 系 列 的 负 面 效 应, 包 括 : 由 于 电 网 电 能 质 量 差, 引 发 其 他 负 载 问 题 ; 在 零 线 上 产 生 的 额 外 电 流 负 载, 并 且 谐 波 电 流 会 随 着 3 次 9 次 15 次 和 21 次 等 谐 波 逐 渐 积 累, 从 而 引 发 危 险 的 高 电 流 ; 引 发 相 位 不 对 称 ( 尤 其 在 使 用 单 相 开 关 电 源 时 ), 从 而 进 一 步 增 强 谐 波 产 生 此 外, 通 过 数 据 或 电 源 线 传 输 的 谐 波 会 严 重 损 害 敏 感 设 备 的 功 能, 甚 至 毁 坏 这 些 设 备 典 型 例 子 包 括 工 厂 的 过 程 控 制 器 和 数 据 中 心 的 服 务 器, 一 旦 这 些 地 方 的 数 据 被 谐 波 损 坏 可 造 成 巨 大 的 间 接 损 失 人 们 试 图 在 负 载 侧 使 用 无 源 元 件 直 接 消 除 谐 波, 但 这 需 要 对 每 个 谐 波 频 率 提 供 一 个 包 括 电 容 器 和 电 感 器 的 已 调 谐 振 电 路 而 且, 该 解 决 方 案 仅 适 用 于 有 限 的 谐 波 频 谱 有 源 谐 波 滤 波 器 补 偿 谐 波 借 助 爱 普 科 斯 (EPCOS)PQSine 系 列 有 源 滤 波 器,TDK 集 团 对 由 于 谐 波 和 相 位 偏 移 而 引 起 的 诸 多 问 题 提 供 了 一 个 设 计 完 美 的 全 自 动 解 决 方 案 该 系 列 滤 波 器 与 可 引 起 谐 波 的 负 载 并 联 连 接 至 电 网, 其 核 心 是 一 个 基 于 32 位 数 字 信 号 处 理 器 (DSP)( 采 样 频 率 为 48kHz) 的 控 制 器 该 系 列 滤 波 器 具 有 业 界 领 先 的 性 能, 响 应 时 间 仅 为 60A 基 本 模 块 ( 左 ) 可 安 装 在 壁 柜 ( 中 ) 或 立 柜 ( 右 ) 中 : 模 块 并 联 可 使 滤 波 补 偿 系 统 的 最 大 补 偿 电 流 达 到 600A 图 3: 灵 活 的 安 装 选 项 21μs 其 全 新 的 选 择 驱 动 控 制 (SDC) 算 法 比 基 于 快 速 傅 里 叶 变 换 (FFT) 分 析 的 图 4:3 级 输 出 拓 扑 传 统 算 法 快 PQSine 系 列 根 据 实 时 测 试 数 据, 将 补 偿 电 流 馈 入 电 网, 从 而 抵 消 非 线 性 负 载 电 流 ( 图 2) PQSine 系 列 专 门 为 200VAC 至 480VAC 50/60Hz 的 3 相 电 网 ( 带 零 线 或 无 零 线 ) 设 计, 可 检 测 并 过 滤 高 达 50 次 的 谐 波 (2500Hz/3000Hz) 该 新 型 滤 波 器 可 在 单 过 滤 系 统 中 以 步 进 为 60A 至 600A( 最 大 ) 补 偿 电 流 进 行 串 联 模 块 化 结 构 实 现 高 灵 活 性 PQSine 系 列 采 用 模 块 化 结 构, 具 备 诸 多 优 势 : 其 一,60A 模 块 可 以 实 现 快 速 更 换 ; 其 二, 对 于 标 准 的 180A 滤 波 柜, 可 使 用 一 个 或 两 个 60A 模 块 进 行 PQSine 的 3 级 输 出 拓 扑 ( 上 ) 产 生 的 输 出 电 流 更 接 近 于 正 弦 波 ( 下 ), 并 且 降 低 了 损 耗 爱 普 科 斯 (EPCOS)PQSine 有 源 谐 波 滤 波 器 的 关 键 数 据 最 小 / 最 大 输 入 电 压 [VAC] 额 定 频 率 [Hz] 补 偿 电 流 [A] 模 块 化 180 528(3P3WPQSine) 180 460(3P4WPQSine) 50/60Hz 60/ 模 块 可 串 联 实 现 最 高 达 600A 的 补 偿 电 流 响 应 时 间 [µs] 21 快 速 扩 展 比 如, 可 以 扩 展 至 总 输 出 可 高 达 300A( 采 用 5 个 模 块 ), 只 需 将 5 个 模 块 插 入 到 专 为 300A 而 设 计 的 带 母 线 的 控 制 柜 ( 图 3) 中 由 于 电 源 连 接 和 控 制 电 缆 都 采 用 了 插 件 连 接, 插 入 过 程 既 不 需 要 拧 螺 丝 也 无 需 钻 孔 和 传 统 的 功 率 因 数 校 正 ( 只 能 补 偿 感 性 负 载 ) 不 同,PQSine 系 列 有 源 谐 波 滤 波 器 还 能 补 偿 容 性 无 功 功 率 元 件 除 了 卓 越 的 滤 波 能 力, 该 系 列 滤 波 器 还 能 平 衡 所 有 3 相 负 载 此 外, 使 用 4 线 设 备 还 能 补 偿 零 线 电 流 通 过 使 用 一 系 列 自 我 监 控 系 统 还 可 确 保 最 佳 可 靠 性 其 中 最 重 要 的 功 能 包 括 过 载 保 护 过 热 停 机 过 压 和 欠 压 保 护 以 及 风 扇 监 控 等 该 系 列 滤 波 器 配 备 7" 和 12.1"TFT 彩 色 触 摸 屏, 支 持 人 性 化 输 入 和 数 据 读 取 PQSine 还 提 供 了 很 多 用 于 控 制 编 程 和 诊 断 的 标 准 接 口, 包 括 Ethercat100Mbit/s USB 有 源 传 感 器 总 线 接 口 和 显 示 总 线 接 口 低 损 耗 输 出 拓 扑 很 多 有 源 滤 波 器 在 输 出 侧 使 用 了 2 级 IGBT 电 桥, 换 句 话 说, 一 个 输 出 拓 扑 相 当 于 6 个 脉 冲 变 频 器 另 一 方 面, PQSine 使 用 了 一 个 包 括 12 个 IGBT( 每 相 导 线 对 应 4 个 IGBT) 的 3 级 拓 扑 与 2 级 系 统 ( 图 4) 相 比,3 级 拓 扑 的 输 出 信 号 更 接 近 于 正 弦 波 在 3 级 拓 扑 中, 由 于 每 个 IGBT 只 需 要 切 换 工 作 电 压 的 一 半, 切 换 损 耗 显 著 降 低 www.epcos-china.com 32 33

特 别 报 道 : 消 费 和 白 色 家 电 ROHM 加 速 从 转 的 到 动 的 产 品 全 面 升 级 业 界 最 小 一 体 封 装 600V 耐 压 高 效 风 扇 电 机 驱 动 器 轻 松 实 现 变 频 化, 有 助 于 全 球 节 能 作 者 : 本 刊 根 据 ROHM 平 田 茂 及 顾 伟 俊 演 讲 整 理 球 知 名 半 导 体 制 造 商 ROHM 日 全 前 在 北 京 举 办 高 耐 压 风 扇 电 机 驱 动 器 BM620xFS 系 列 新 产 品 发 布 会, 宣 布 开 发 出 高 耐 压 一 体 封 装 风 扇 电 机 驱 动 器 BM620xFS 系 列, 用 于 实 现 未 来 在 全 球 市 场 拥 有 巨 大 需 求 的 家 用 空 调 等 家 电 产 品 的 变 频 化 变 频 是 节 约 能 源 的 必 经 之 路 ROHM 株 式 会 社 LSI 商 品 开 发 本 部 电 机 控 制 LSI 开 发 部 高 耐 压 电 源 开 发 课 组 长 平 田 茂 在 会 上 表 示, 他 说, 在 全 球 的 电 力 需 求 中, 近 50% 用 于 电 机 驱 动 空 调 在 新 兴 国 家 日 益 普 及, 与 此 同 时, 全 球 的 电 力 局 势 一 年 比 一 年 严 峻 在 全 球 范 围 内, 搭 载 可 使 电 机 更 高 效 更 省 电 的 变 频 功 能 的 家 电 产 品 的 普 及 率 还 较 低, 实 现 变 频 化 的 风 扇 电 机 驱 动 器 的 重 大 作 用 已 日 益 凸 显 这 些 应 用 包 括 包 括 空 调 冰 箱 吸 尘 器 等 转 的 动 的 制 冷 的 设 备 另 外, 很 多 国 家 和 地 区 电 压 较 高, 电 力 基 础 设 施 还 不 稳 定, 比 起 以 往 主 流 的 500V 耐 压 风 扇 电 机 驱 动 器, 更 需 要 可 抗 更 大 电 压 变 动 的 高 耐 压 产 品 ROHM 用 高 效 率 的 电 机 控 制 器 和 高 耐 压 的 功 率 器 件 打 入 这 些 市 场, 并 取 得 了 骄 人 的 市 场 业 绩 他 认 为, 最 近 的 巴 黎 气 候 大 会 也 在 热 议 人 类 应 对 气 候 变 化 的 挑 战 纵 观 全 球 局 势, 搭 载 变 频 功 能 是 节 约 能 源 减 缓 温 室 效 应 的 必 经 之 路 ; 而 实 现 变 频 功 能, 风 扇 电 机 驱 动 器 是 必 须 使 用 的 产 品 平 田 茂 称, 一 直 以 来,ROHM 都 在 从 事 从 转 的 到 动 的 领 域 的 开 发, 其 电 机 控 制 器 和 功 率 器 件 深 受 市 场 好 评 此 次, 将 在 技 术 力 量 方 面 获 得 高 度 好 评 的 ROHM 电 机 控 制 器 内 置 于 搭 载 ROHM 独 创 的 600V 耐 压 PrestoMOS 的 驱 动 器 中, 并 采 用 一 体 化 封 装 利 用 多 年 积 累 的 模 拟 设 计 技 术 与 封 装 技 术 对 产 品 进 行 了 优 化, 最 大 限 度 地 发 挥 出 元 器 件 具 备 的 最 高 性 能, 可 极 其 简 单 且 高 效 地 实 现 家 用 空 调 等 家 电 产 品 的 变 频 化 这 将 为 占 全 球 功 耗 约 50% 的 电 机 的 高 效 化 贡 献 力 量 同 时 实 现 最 高 级 别 600V 耐 压 和 高 效 驱 动 ROHM 半 导 体 ( 上 海 ) 有 限 公 司 设 计 中 心 经 理 顾 伟 俊 介 绍 了 一 体 封 装 600V 耐 压 高 效 风 扇 电 机 驱 动 器 的 细 节 该 产 品 系 列 共 有 6 种 产 品, 控 制 器 的 通 电 类 型 有 120 度 150 度 180 度 三 种, 驱 动 器 的 输 出 电 流 有 1.5A 2.5A 两 种, 可 满 足 广 泛 的 市 场 需 求 不 仅 如 此, 这 6 种 产 品 均 为 相 同 的 小 型 表 面 贴 装 封 装 ( 同 等 功 能 产 品 中 为 业 界 最 小 级 别 ) 相 同 的 引 脚 配 置, 可 进 一 步 节 省 电 机 PCB 板 的 空 间 并 可 实 现 通 用 设 计, 因 此, 还 非 常 有 助 于 缩 短 扩 充 配 套 产 品 系 列 时 的 开 发 时 间 并 将 降 低 成 本 其 特 点 之 一 是 同 时 实 现 业 界 最 高 级 别 的 600V 耐 压 和 高 效 驱 动 利 用 模 拟 设 计 技 术 优 势 开 发 的 电 机 控 制 器 内 置 搭 载 了 ROHM 独 创 的 600V 耐 压 PrestoMOS 的 驱 动 器 因 此, 它 可 极 其 简 单 地 实 现 以 往 只 能 用 2 个 封 装 实 现 的 高 效 正 弦 波 电 机 等 与 搭 载 普 通 MOSFET 的 风 扇 电 机 驱 动 器 ( 500V 耐 压 ) 相 比, 可 最 大 限 度 地 发 挥 PrestoMOS 的 特 性, 并 成 功 实 现 更 高 耐 压 与 更 低 损 耗, 在 电 力 基 础 设 施 不 稳 定 的 国 家 和 地 区 也 可 放 心 使 用 业 界 最 小 级 别 的 小 型 表 面 贴 装 封 装 为 将 低 耐 压 端 与 高 耐 压 端 配 置 于 两 端, 并 内 置 控 制 器,ROHM 新 开 发 出 内 部 结 构 多 重 改 善 的 小 型 表 面 贴 装 封 装, 利 用 ROHM 引 以 为 豪 的 模 拟 设 计 技 术, 集 成 控 制 器 600V 耐 压 的 PrestoMOS 栅 极 驱 动 器 自 举 用 二 极 管 于 小 型 封 装 ( 长 22.0mm x 宽 14.1mm x 高 2.4mm) 在 同 等 功 率 级 别 产 品 中, 实 现 业 界 最 小 级 别 的 尺 寸 该 产 品 在 600V 耐 压 的 可 靠 性 基 础 上, 内 置 低 电 压 保 护 电 流 限 制 过 电 流 保 护 过 热 保 护 高 速 保 护 等 风 扇 电 机 驱 器 所 需 的 所 有 保 护 电 路, 具 有 抵 抗 意 外 情 况 的 骄 人 可 靠 性 满 足 广 泛 应 用 需 求 该 产 品 阵 容 丰 富, 可 满 足 广 泛 应 用 需 求 控 制 器 包 括 常 用 的 120 度 通 电 150 度 广 角 通 电 180 度 正 弦 波 三 种 通 电 类 型, 输 出 电 流 包 括 1.5A 和 2.5A 两 种, 共 6 种 产 品, 可 满 足 广 泛 的 市 场 需 求 另 外, 这 些 产 品 均 为 相 同 封 装 相 同 引 脚 配 置, 还 非 常 有 助 于 电 机 PCB 板 的 通 用 设 计 据 介 绍, 该 产 品 阵 容 非 常 适 用 于 家 用 空 调 / 室 内 室 外 风 扇 空 气 净 化 器 热 泵 DC 风 扇 洗 碗 机 洗 衣 干 衣 机 等 白 色 家 电 的 风 扇 电 机 和 泵 用 电 机 据 透 露, 该 产 品 已 开 始 出 售 样 品, 预 计 2015 年 12 月 将 达 到 月 产 50 万 个 的 规 模 平 田 茂 最 后 表 示,ROHM 将 以 长 年 不 断 积 累 起 来 的 技 术 力 量 和 高 品 质 以 及 可 靠 性 为 基 础, 通 过 集 开 发 生 产 销 售 为 一 体 的 扎 实 的 技 术 支 持 客 户 服 务 体 制, 与 客 户 构 筑 坚 实 的 合 作 关 系, 作 为 扎 根 中 国 的 企 业, 为 提 高 客 户 产 品 实 力 客 户 业 务 发 展 以 及 中 国 的 节 能 环 保 事 业 做 出 积 极 贡 献 www.rohm.com.cn 34 35

特 别 报 道 : 消 费 和 白 色 家 电 高 效 节 能 : 物 联 网 应 用 的 共 同 目 标 作 者 : 莱 迪 思 半 导 体 高 效 节 能 与 物 联 网 最 近, 物 联 网 (Internet of Things, IoT) 已 然 变 得 非 常 流 行, 各 种 连 接 到 因 特 网 以 及 互 相 连 接 的 电 子 设 备 构 成 了 物 联 网 的 世 界 物 联 网 所 涵 盖 的 范 围 之 广 着 实 令 人 吃 惊 从 智 能 消 费 电 子 应 用 和 车 辆 到 可 穿 戴 设 备 领 域 的 几 乎 所 有 事 物, 而 且 覆 盖 范 围 由 于 移 动 应 用 的 爆 炸 式 增 长 ( 图 1 ) 还 将 大 幅 扩 大 这 些 产 品 以 及 衍 生 出 的 生 态 系 统 将 改 变 人 们 的 日 常 生 活 对 于 个 人 消 费 者 来 说, 物 联 网 能 够 让 人 们 以 更 低 的 成 本 更 高 的 效 率 处 理 日 常 事 物, 使 得 生 活 更 加 安 全, 甚 至 还 能 使 人 们 的 生 活 变 得 更 加 健 康 对 于 商 业 领 域 来 说, 物 联 网 将 为 自 动 化 能 源 效 率 资 产 追 踪 和 库 存 控 制 物 流 和 定 位 安 防 个 人 追 踪 以 及 资 源 节 约 领 域 带 来 极 大 的 变 革 有 了 这 些 好 处, 我 们 很 容 易 就 能 理 解 为 什 么 物 联 网 能 够 变 得 这 么 流 行 不 过, 要 想 完 全 获 得 上 述 好 处, 物 联 网 行 业 必 须 先 要 解 决 诸 多 关 键 的 挑 战, 可 能 目 前 最 为 紧 要 的 挑 战 就 是 实 现 高 效 节 能 定 义 物 联 网 最 近 物 联 网 这 个 词 充 斥 着 人 们 的 生 活, 那 么 它 到 底 是 什 么? 简 单 地 说, 物 联 网 是 由 形 形 色 色 的 图 1: 此 处 为 计 算 得 出 的 增 长 数 据 移 动 应 用 正 不 断 推 动 物 联 网 的 成 长, 而 反 过 来 物 联 网 也 在 不 断 推 动 移 动 应 用 的 发 展 硬 件 软 件 和 服 务 组 成 ( 大 部 分 是 后 面 两 者 ), 上 述 三 个 部 分 紧 密 合 作, 收 集 和 传 输 信 息 分 析 数 据, 然 后 基 于 这 些 数 据 形 成 决 策, 提 升 特 定 任 务 的 效 率 ( 图 2) 例 如 在 个 人 健 康 这 一 块, 物 联 网 可 以 提 供 一 个 更 加 有 效 的 方 式 将 指 定 药 物 或 治 疗 的 疗 效 信 息 传 送 给 医 生 而 在 居 家 生 活 领 域, 物 联 网 能 够 帮 助 消 费 者 更 高 效 地 使 用 冰 箱, 如 通 知 消 费 者 食 物 是 否 已 经 临 近 保 质 期, 是 否 需 要 补 充 食 物, 或 者 在 线 订 购 食 物 并 送 至 家 中 构 成 物 联 网 生 态 体 系 的 应 用 涵 盖 智 能 家 电 ( 如 冰 箱 烤 箱 和 HVAC 系 统 ) 和 汽 车 到 可 穿 戴 设 备 领 域 尽 管 它 们 可 能 在 应 用 形 式 和 使 用 方 法 上 并 不 相 同, 但 上 述 应 用 领 域 具 备 四 项 关 键 的 共 性 : 感 知 数 据 收 集 互 连 和 数 据 处 理 本 质 上 来 说 就 是 物 联 网 设 备 能 够 感 知 事 物, 然 后 收 集 感 知 到 的 数 据, 最 后 这 些 数 据 将 通 过 因 特 网 传 输 至 另 外 的 设 备 或 地 点, 进 行 处 理 或 分 析 物 联 网 生 态 体 系 中 的 大 多 数 设 备 由 电 池 供 电, 并 且 必 须 在 没 有 维 护 或 替 换 的 情 况 下 工 作 数 年 如 果 仅 使 用 单 个 电 池 而 要 提 供 长 时 间 的 服 务, 这 些 设 备 的 功 耗 就 必 须 要 尽 可 能 降 到 最 低 还 有 一 些 物 联 网 设 备 将 通 过 外 部 来 源 供 电, 即 能 量 收 集 在 上 述 两 种 情 况 中, 高 效 节 能 对 于 发 挥 物 联 网 的 潜 力, 造 福 大 众 图 2: 物 联 网 将 多 个 生 态 体 系 整 合 到 一 起 图 3: 如 何 降 低 功 耗 减 小 尺 寸 缩 减 成 本 是 物 联 网 领 域 的 主 要 挑 战 生 活 来 说 都 是 至 关 重 要 的 实 现 高 效 节 能 : 物 联 网 领 域 的 主 要 挑 战 物 联 网 本 身 是 一 个 很 大 的 概 念, 能 够 彻 底 改 变 社 会 生 活 和 人 们 的 工 作 实 际 上, 物 联 网 应 用 的 开 发 正 在 诸 多 领 域 中 进 行 着 在 不 远 的 将 来, 很 多 事 物 将 和 现 在 的 看 起 来 不 一 样, 而 且 这 还 不 是 仅 仅 局 限 于 消 费 电 子 领 域 想 象 一 下, 像 Nike FuelBand 一 样 通 常 需 要 8 9 个 元 件 的 可 穿 戴 设 备 在 3 到 4 年 后 可 能 只 需 1 个 元 件, 而 且 价 格 也 会 变 得 更 加 便 宜 ( 图 3) 消 费 者 对 于 更 小 更 轻 薄 设 备 的 需 求 不 断 推 动 这 种 趋 势, 特 别 是 在 可 穿 戴 设 备 领 域 摩 尔 定 律 中 所 预 测 的 大 约 18 个 月 左 右 晶 体 管 数 量 就 会 激 增 这 一 情 况 使 得 这 种 趋 势 变 得 更 加 复 杂 将 8 到 9 个 元 件 减 少 到 1 个 需 要 高 度 的 集 成 不 仅 如 此, 当 您 将 更 多 的 功 能 集 成 到 单 个 芯 片 上 时, 相 应 地 必 须 要 添 加 更 大 的 存 储 器, 这 反 过 来 也 会 增 加 功 耗, 而 这 点 并 不 契 合 物 联 网 设 备 追 求 更 低 功 耗 的 需 求 在 未 来 几 年 里, 物 联 网 将 为 我 们 提 供 非 常 卓 越 的 用 户 体 验 它 将 提 供 更 好 的 互 连, 更 简 单 更 方 便, 并 且 是 永 远 在 线 的, 或 者 说 给 用 户 带 来 的 体 验 是 永 远 在 线 的 倘 若 物 联 网 设 备 能 够 永 远 在 线, 始 终 待 命 并 执 行 用 户 的 指 令, 那 就 无 需 摁 一 下 按 钮 激 活 设 备 这 种 操 作 了 可 穿 戴 的 健 康 追 踪 设 备 是 看 得 见 的 例 子 它 每 天 都 记 录 用 户 的 心 率 全 天 的 睡 眠 / 活 动 时 间 未 来 的 物 联 网 设 备 也 需 要 实 现 类 似 的 每 周 7 天, 每 天 24 小 时 的 工 作 显 而 易 见 的 是, 对 于 永 远 在 线 功 能 的 需 求 正 是 推 动 实 现 更 加 高 效 节 能 的 动 力 如 果 物 联 网 设 备 不 能 以 很 低 的 功 耗 运 行, 无 论 是 通 过 持 续 数 年 的 电 池 供 电 或 从 外 部 获 得 能 源, 永 远 在 线 的 想 法 仍 然 不 能 实 现 永 远 在 线 的 设 备 还 处 于 一 个 进 退 两 难 的 困 境 中 如 果 一 直 在 工 作, 物 联 网 设 备 就 会 收 集 到 海 量 的 数 据, 此 时 如 何 利 用 这 些 数 据 变 成 了 最 优 先 考 虑 的 事 换 句 话 说, 收 集 数 据 相 对 来 说 很 简 单, 而 难 的 是 真 正 使 用 好 这 些 数 据 智 能 感 知 和 大 数 据 分 析 此 时 就 会 变 得 非 常 重 要, 通 过 更 加 智 能 的 数 据 获 取 并 且 以 更 大 的 数 据 集 进 行 处 理, 那 么 根 据 需 求 获 得 的 动 态 趋 势 或 重 要 项 目 就 能 够 最 快 地 得 到 确 定 并 执 行 这 里 不 得 不 再 次 提 醒, 高 效 节 能 仍 然 非 常 关 键, 因 为 数 据 收 集 会 增 加 功 耗, 存 储 器 存 储 数 据 同 样 如 此 克 服 挑 战 实 现 对 于 物 联 网 设 备 至 关 重 要 的 高 效 节 能, 使 得 设 备 仅 需 单 个 电 池 就 能 运 行 数 年 并 不 简 单 这 需 要 使 用 低 功 耗 元 件 以 及 更 加 高 效 的 电 源 系 统 同 时, 架 构 和 芯 片 本 身 也 36 37

特 别 报 道 : 消 费 和 白 色 家 电 图 4: 物 联 网 领 域 的 方 方 面 面 都 要 求 高 效 节 能 需 要 进 行 改 变 连 设 备 目 前, 莱 迪 思 主 要 集 中 于 研 现 在, 物 联 网 领 域 各 个 方 面 的 究 新 的 方 式 来 提 升 能 源 效 率, 包 括 实 设 计 都 集 中 于 如 何 尽 可 能 实 现 高 效 现 工 艺 技 术 创 新 和 推 出 更 先 进 的 半 导 节 能 ( 图 4) 对 于 智 能 手 机 来 说, 体 器 件 同 时, 莱 迪 思 也 不 断 为 系 统 这 意 味 着 数 量 级 的 提 升, 不 会 一 夜 设 计 工 程 师 提 供 更 多 的 灵 活 性, 以 支 之 间 就 实 现 这 种 提 升 需 要 通 过 几 持 电 源 门 控 可 编 程 速 率 和 电 源 管 理 代 产 品 一 步 一 步 实 现 功 能 不 仅 仅 是 低 功 耗, 莱 迪 思 独 有 作 为 低 功 耗 可 编 程 半 导 体 器 件 的 架 构 还 可 实 现 模 式 状 态 电 源 管 理, 的 行 业 领 导 者, 莱 迪 思 半 导 体 致 力 于 基 于 某 些 参 数 来 判 断 设 备 所 处 的 真 正 助 力 各 厂 商 实 现 功 耗 更 低 的 物 联 网 互 状 态 开 启 或 关 闭, 睡 眠 或 部 分 唤 醒, 能 够 动 态 地 从 一 种 状 态 转 换 到 另 一 种 状 态 相 较 于 仅 基 于 处 理 器 的 元 件, 莱 迪 思 正 在 使 用 先 进 的 工 艺 技 术 和 已 有 的 速 度 / 功 耗 灵 活 性 来 扩 展 其 产 品 功 耗 优 势 利 用 集 成 的 半 导 体 器 件 和 软 件 解 决 方 案, 莱 迪 思 能 够 实 现 能 源 效 率 数 量 级 的 提 升 物 联 网 是 一 个 引 人 注 目 非 常 有 前 途 的 领 域, 能 够 改 变 人 们 日 常 生 活 的 方 方 面 面 现 在 物 联 网 领 域 已 小 有 成 就, 但 是 发 展 空 间 还 十 分 巨 大 想 要 完 全 发 挥 物 联 网 的 潜 力, 就 要 把 物 联 网 生 态 体 系 中 的 设 备 变 得 更 小 更 便 宜, 此 时 更 高 度 的 集 成 就 变 得 至 关 重 要 它 还 要 求 设 备 开 发 工 程 师 能 够 为 用 户 带 来 永 远 在 线 的 体 验, 并 找 到 新 的 方 式 来 更 加 智 能 地 感 知 和 分 析 设 备 捕 捉 到 的 数 据 以 下 都 是 该 领 域 中 各 类 应 用 的 共 同 发 展 趋 势 : 集 成 永 远 在 线 的 用 户 体 验 智 能 的 感 知 / 数 据 分 析 这 些 趋 势 也 是 将 物 联 网 生 态 体 系 引 入 到 人. 们 日 常 生 活 的 过 程 中 面 对 的 最 主 要 障 碍 www.latticesemi.com/zh-cn 电 磁 兼 容 性 (EMC) 滤 波 器 扩 展 变 频 器 专 用 电 抗 器 组 合 TDK 株 式 会 社 推 出 了 全 新 的 爱 普 科 斯 (EPCOS) B86305L* 系 列 标 准 三 相 线 路 电 抗 器, 用 于 带 整 流 级 输 入 的 变 频 器 该 系 列 产 品 有 7 种 型 号, 电 流 范 围 为 4 A 至 230 A 这 些 线 路 电 抗 器 专 为 520 V AC 额 定 电 压 而 设 计, 依 电 抗 器 型 号 不 同, 短 路 电 压 为 5% 到 6%, 因 此 可 以 有 效 抑 制 变 频 器 引 起 的 所 有 电 磁 干 扰 该 全 新 线 路 电 抗 器 系 列 还 具 有 另 外 一 个 特 征, 那 就 是 饱 和 磁 感 应 强 度 较 高 因 此, 其 电 感 值 在 1.5 倍 额 定 电 流 情 况 下 可 保 持 不 变, 甚 至 在 3 倍 额 定 电 流 下, 电 感 值 仍 能 保 持 在 额 定 值 的 60% 以 上 B86305L*R000 和 S000 系 列 电 抗 器 是 采 用 通 过 UL 认 证 符 合 F 级 要 求 的 绝 缘 系 统 而 制 成, 其 中, 额 定 电 流 小 于 60 A 的 产 品 使 用 的 是 铜 绕 组 和 夹 型 接 线 端 子, 额 定 电 流 为 100 A 至 230 A 的 产 品 使 用 的 则 是 铝 带 绕 组 和 母 线 接 线 端 子 主 要 应 用 驱 动 器 水 泵 电 梯 空 调 和 传 送 系 统 的 变 频 器 三 相 电 源 主 要 特 点 和 效 益 额 定 电 压 :520 V AC 电 流 强 度 :4 A 至 230 A 1.5 倍 额 定 电 流 下, 电 感 值 恒 定 38

egan 集成电路技术 您所设计的是最先进的 DC/DC转换器吗 绿色视点 功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2016 年 1/2 月 昙花一现 采用eGaN集成电路节省 70% 占板面积 电源设计的 频率响应分析 AP300频率响应分析仪具有0.01 Hz至30 MHz范围 它是电源系统的所有增益相位测量的最佳选择 包括开关电源 数字电源 PFC电路 EMI滤波器和无源元件 作者 Alix Paultre 编辑总监 Power Systems Design 7.1 mm 12.4 mm 7.2 mm 作 13.8 mm 的线索往往进入了一个设计师不希望的意想不到的死角 为一个作家的一件个美妙好的事情是发现各种历 工作在5 MHz 史 文化 许多有趣的和存在于 美国 英语 输出电流为20 A的 中的充满诗意的短语 一个这样的短语是 昙花一现 两相eGaN集成电路 或方向 事情 如冷聚变的承诺 现在 原来只是 愚 人金 将黄铁矿误认为其高贵的表兄弟黄金 在此情 flash in the pan 它很好地描述和阐释了跨年的 况下 这里的责任并不在操作者 可以传授给工程界的这两个术语是不可小视的 在 意义 第一种解释的情况下 你必须愿意承担风险 但不想有 专注于模拟和嵌入式处理业务 勇无谋的冒险被认为是不够的 适当的准备会让你避免 这个词最早出现在火器时代 早期的枪 请各位同 轻率作出反应 防止 昙花一现 使你盲目 让你的 工作在1 MHz 胞不要给我发电子邮件 那时候武器没有膛线 基本上 听众反应不够热烈 如果你走的每一步都小心翼翼 你 输出电流为20 A的 是手持式 拖着 大炮 只有一个火门将它们关闭 在 的 雷管 将点燃火药 射向需要的地方 单相MOSFET器件 孔上有一个小 锅 顶住被点燃的雷管 先用绳子 然 如果是后者的话 耐心地寻找金子没有什么羞愧 5 VGS 时的 后用打火石和其他机械点火系统 开枪射击 RDS(on) 器件型号 配置 VDS 如果雷管未能点燃主装药 就是一次 昙花一现 最大值 VGS ID 出现噪音 火灾和烟雾 但并没有导致任何事情发生 (mω) Part Part (Max) (Pulsed) 这个词的意思是指远不及其意图的任何一项承诺 从设 QRR (nc) RDS(on) (Max) EPC9059 6.8 2.5 mω 0 215EPC9034 EPC9038 2.7 3.2 mω 0 12 80 EPC9035 350 EPC9037 6.5 0 195 EPC9039 0 75 320 EPC9041 0 165 EPC9040 远在开发完成前就开始作宣传 也许根本就不会问世的 EPC2102 4.4 A EPC2021 60 V 80双路 V 420 双路 东西 或只是增加了购物中心警察四处走动的一种新 11.5 (Q1) 双路 EPC2022 60 V EPC2101 100 V EPC2023 30 V 方法的 下一件大事 不对称 360 A 2.7 (Q2) 590 A 第 二 个 定 义80 是V在 19 世 纪双路 后期的淘金岁月 EPC2103 5.5里 出 现 EPC2024 40 V 550 A 的 寻找黄金的最容易的方法之一是沿着河流的冲刷区 14.5 (Q1) FPO EPC2105 80 V 走 因为金子被从鹅卵石中的岩石冲刷下来 像任何其 3.5 (Q2) 不对称 2.5 10 他岩石受到侵蚀那样 使用一个浅平底锅 人们可以让 EPC2104 100 V 6.3 双路 7 双路 Half-Bridge Development Board 100 400EPC9033 3.5 0 15 2.2 mω 30 V ID (脉冲) 半桥式开发板 典型值 不要匆忙下结论 并假设每个昙花一现都是黄金 (nc) (A) 2470 (Q2)A EPC2020 60 V 不对称 计和商业的角度来看 这是根本没有的雾件 vaporware EPC2100 8 (Q1) 在找矿过程中总是有一些运气 这里的关键是要小心 QG 1.3 mω 1.5 mω EPC9031 EPC9032 水形成漩涡 并以一个令人惊讶的有效方式 从较轻的 砾石中分离出更致密的金子 在这种情况下 昙花一 现 是黄金碎片闪耀的光 而 没有做成 didn t pan out 是另一个更直接相关的术语 在这里 我们的推论更接近研究和开发 其有希望 40 立即购买 www.epc-co.com; www.epc-co.com.cn egan 是Efficient Power Conversion Corporation宜普电源转换公司的注册商标 Ridley Engineering欧洲有限公司 Beech Court. Hurst, Berkshire RG10 0RQ 英国 +44 (0)1509 276245 Ridley Engineering公司 3547 53rd AvenueWest, Suite 347. Bradenton, FL 34210 美国 +1 941 538 6325 WWW.RIDLEYENGINEERING.COM