在物聯網時代,電子設備的數量正呈爆發式增長。在目前的熱點話題中,無論是人工智能還是增強現實和虛擬現實系統,它們的發展都有賴於大量的數據傳輸和處理。這些功能的實現都離不開電源供電。無論是數據傳輸還是數據處理,電源的能效水平至關重要,有時是出於簡單的經濟考慮,有時則是受到強制性法規的約束。

為電動汽車和新一代家電的蓬勃發展提供“動力” 科技 第1張

Balu Balakrishnan,PI公司總裁兼CEO汽車電子需滿足長期可靠性要求

目前,我們最看好的兩大終端市場是汽車和家電。對於汽車市場,所有業界權威一致認為,隨着越來越多的汽車公司將混合動力和純電動汽車推向市場,汽車市場的增長勢頭將愈發強勁。根據《美國汽車新聞·中國》(Auto motive News China) 2018年9月份的報道,中國擁有高速公路輕型插電式汽車的最大保有量,國產乘用車達到近200萬輛。另據國際能源署(IEA)的統計數據,中國在插電式電動巴士的部署方面處於領先地位。全球其他國家和地區的汽車行業也在蓬勃發展之中。因此,這是我們進入汽車市場的大好時機。

然而,汽車電子要求嚴格,例如柵極驅動器需要通過AEC-Q100 Grade 1標準認證。汽車廠商要求為純電動汽車( EV)和混合動力電動汽車(HEV) 應用提供安全和高度集成的解決方案,包括主逆變器、制動斬波器、DC-DC電池變換器以及AC-DC車載電池充電器設計。基於光耦的驅動器解決方案往往難以滿足汽車和工業應用的長期可靠性需求。為此,Power Integrations(PI)開發出了FluxLink磁耦合技術,它允許通過堅固可靠的同質絕緣材料以磁隔離方式進行數據傳輸。這種技術將驅動器的安全性和絕緣安全性提高至一個新的水平。家電產品將普遍採用BLDC設計

PI在家電市場已深耕多年,是中國和全球其他國家/地區主要家電公司的供應商之一。對於這一市場,我們非常看好無刷直流電機(BLDC)應用,其在冰箱壓縮機、暖通空調系統風扇以及其他家用和輕型商用泵、風扇和風機中將會普遍採用。我們重新審視了迅猛增長的BLDC市場所面臨的挑戰,以及全球範圍內日益嚴格的節能標準和法規,並推出了可實現節能的創新解決方案。可編程電源轉換解決快充剛需

智能移動設備廠商對快速充電技術需求也非常迫切。因此充電器必須具有更大功率,而這所面臨的挑戰是如何應對更多熱量的產生。設計者已採用多種方式來消除此類熱量— 散熱片、風扇、其他冷卻器等,但最佳的方法是根本就不產生熱量。提高效率是唯一的實現方式。對於Power Integrations來說,我們一直投入大量的資源進行創新,以期不斷開發出更高效的解決方案。設計者明白,看似微小的效率提升,比如從92%增至94%,卻能實現25%的損耗降低。對於所有應用而言,這都非常有助於保持系統冷卻和正常運行。

另外,數字電源目前非常流行,業界有兩種重要的數字控制方案。第一種是使用真正數字式的環路來實現對功率輸出的精確控制,以及對負載變化的快速響應。第二種情況是,AC-DC電源轉換市場正在經歷快速的轉變,系統設計者需要一種能適應各種快充協議的可編程設定的開關電源解決方案,其中就包括近期制定完成的、要求對電壓進行極為精確調整的USB PD 3.0+PPS規範。我們也相應地開發出了可編程設定的電源轉換IC,讓工程師能在較寬的範圍內精確控制電源的輸出電壓及電流。這樣的設計對於需要小批量生產的專業應用的設計者也非常有用,這樣他們就可以使用軟件在生產時或在安裝過程中輕鬆地對輸出規格進行配置,從而滿足不同應用的電源需要。總結

電源管理是由微處理器和其他IC的不同指標來衡量的。摩爾定律認為晶體管的數目每隔18個月就會增加一倍。電源管理與每mm2的晶體管數目無關,它關注的是效率。我們的IC效率已達到93~94%的水平,已不可能在此基礎上繼續翻倍!電源管理的重點在於如何降低損耗,雖然效率達到100%已經愈加困難,但這一直都是我們的研發目標。我們的FluxLink通信技術在開關電源電路的初級側與次級側之間所提供的控制水平已遠超效率預期,同時已大幅縮減電源系統的BOM。

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