電源及電源管理方案大聯(lián)盟

就目前而言，電源及電源管理解決方案仍然是熱門之重，F(xiàn)airchild、Altera、Intersil、Cadence、凌力爾特等公司為大家呈現(xiàn)最先進(jìn)、最完整的各類電源及電源管理方案，下面一同分享。

外部適配器

據(jù)Darnell公司的分析，AC/DC外部電源2009年達(dá)到22億件，2013年將達(dá)到33億件，年復(fù)合增長率可為11.1%。從應(yīng)用角度看，最大的增長部分是通信，主要由移動(dòng)手機(jī)驅(qū)動(dòng)，預(yù)計(jì)2013年將達(dá)到23億件，其中小于75W的產(chǎn)品主要由通信市場驅(qū)動(dòng)。

Fairchild的創(chuàng)新產(chǎn)品有75W以下PWM控制器。通常，8引腳固定頻率綠色PWM控制器的不足之處是能效較低，同時(shí)待機(jī)能耗又較高，F(xiàn)airchild的FAN6754在有負(fù)載時(shí)可達(dá)87%的平均能效；無負(fù)載時(shí)小于100mW，減少EMI達(dá)5~10dB。

手機(jī)電源方案

目前提高能效的手機(jī)電源方案自頂向下有六個(gè)層次：應(yīng)用軟硬件、OS、系統(tǒng)分割(Partitioning)、硬件架構(gòu)、電路設(shè)計(jì)和制造工程。后四種是Fairchild的專長。

Fairchild的照明MPS(移動(dòng)功率解決方案)可用于數(shù)碼相機(jī)閃光燈、手機(jī)的LED驅(qū)動(dòng)器，例如FAN5902用于手機(jī)RF部分，能耗可降低50%。 Fairchild還有手機(jī)Micro USB的多種方案，集成度高；移動(dòng)產(chǎn)品的視頻方面，專利的mSerDes更小，無需屏蔽殼；Fairchild還推出了業(yè)界第一款手機(jī)用1080p視頻濾波器，尺寸只有1.0×1.45mm；視頻/相機(jī)開關(guān)信號質(zhì)量高，用于業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的MIPI和HDMI互聯(lián)。翻譯器(Translator)是輸入一種電壓、輸出多種電壓IC，例如帶I/O口的微處理器需要1.8V，邏輯層需要3.3V，閃存、平板顯示的電壓需要更高，F(xiàn)XL3SD206滿足寬范圍的電壓需求；Fairchild還提供手機(jī)、MP3耳機(jī)用音頻系統(tǒng)IP，可用于麥克風(fēng)ECM或MEMS的數(shù)字輸出IP。

低壓方案

低壓傳統(tǒng)上指MOSFET工作在200V及以下，通常是多芯片模塊(MCM)和負(fù)載開關(guān)產(chǎn)品，現(xiàn)在業(yè)界把“中功率IC產(chǎn)品”也納入其中。Fairchild 創(chuàng)新的MLP(低功耗電源管理)產(chǎn)品有多種小型化封裝方案，使傳統(tǒng)的SO-8趨向于雙3×3mm，D-Pak趨向于Power56和 Power33，Power56趨向Power33，Power33趨向Power22方案，而能效、功率密度更佳，EMI更小。今后低壓MOSFET將在應(yīng)用方案、Trench(溝槽) MOSFET技術(shù)、線性IC設(shè)計(jì)和封裝方面等繼續(xù)創(chuàng)新。
SuperFET向SupreMOS轉(zhuǎn)化

Fairchild離線(Off-line)電源的全球技術(shù)市場推廣經(jīng)理Van Niemela介紹了該公司的幾項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)：(1)SupreMOS技術(shù)，相比SuperFET，有更低的RDS(ON)、更低的輸入電容; (2)臨界導(dǎo)通模式交錯(cuò)式PFC控制器可提高能效，具有相位管理、低谷開關(guān)技術(shù)等，典型產(chǎn)品如FAN9612;(3)ORing FET打破了在5×6mm印腳(Footprint)時(shí)RDS(ON) 1mW的最低記錄，典型產(chǎn)品如FDMS7650。

專業(yè)人士指出：目前服務(wù)器農(nóng)場(Farmer)和基站是最受關(guān)注的耗能大戶。另外，家庭待機(jī)功耗、照明、便攜式產(chǎn)品等也是節(jié)能關(guān)注的熱點(diǎn)。

Altera Hardcopy ASIC部門高級總監(jiān)Dave Greenfield說，為了降低功耗，需要在芯片、軟件和系統(tǒng)級方面創(chuàng)新：(1)芯片方面，要平衡制程技術(shù)，例如更低的核心電壓通?？梢越档蛣?dòng)態(tài)功耗，制程的提高不能對降低靜態(tài)功耗(漏電流)有幫助，但可以通過其他技術(shù)來降低功耗；(2)芯片要采用多種設(shè)計(jì)技術(shù)，需要精確地預(yù)估關(guān)鍵的起始點(diǎn)，功率驅(qū)動(dòng)的綜合更重要，而過去較關(guān)注的卻是性能和密度；(3)系統(tǒng)級方面，例如DDR3雖然性能比DDR2性能強(qiáng)大，但是功耗卻更低。

Intersil電源管理產(chǎn)品事業(yè)部高級副總裁Peter Oaklander介紹了在數(shù)據(jù)服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)高效率電源轉(zhuǎn)換的方案，指出新的多相和PoL(負(fù)載點(diǎn))架構(gòu)增強(qiáng)了服務(wù)器DC/DC效率。例如ISL6336EVAL5由于有合理的算法，既可以提高多相架構(gòu)的使用效率，也可以提高輕負(fù)載的效率。談到數(shù)字電源，是否數(shù)字電源將來會取代所有模擬電源？回答是否定的。由于價(jià)格因素，數(shù)字電源較適合高端應(yīng)用。

Cadence副總裁Steve Carlson談到，在芯片架構(gòu)創(chuàng)新方面，人們有多種選擇：制程節(jié)點(diǎn)、設(shè)計(jì)成本、復(fù)用、多核、封裝、混合信號、光刻選擇、可編程方面等，這既可好也可壞，好辦法是盡量在早期準(zhǔn)確地對芯片評估，以壓縮設(shè)計(jì)時(shí)間。

混合動(dòng)力汽車用電源管理方案和μModule模塊

Linear Technology的執(zhí)行董事長Bob Swanson稱，該公司值得驕傲的技術(shù)有：混合動(dòng)力汽車的電源管理方案，例如LTC6802是鋰聚合物電源管理系統(tǒng)的一部分，已用于三菱iMiEV―日本第一款批量生產(chǎn)的電動(dòng)轎車。

μModule產(chǎn)品的特點(diǎn)是易于使用，該公司2006年第一次推出μModule電壓調(diào)節(jié)器，目前已經(jīng)超過25個(gè)系列，而且增速高于分立調(diào)節(jié)器。

同步降壓轉(zhuǎn)換器和步進(jìn)轉(zhuǎn)換器

凌力爾特(Linear)公司電源產(chǎn)品部產(chǎn)品市場推廣總監(jiān)Tony Armstrong介紹了LTC3633：雙通道3A、15V輸入的單片同步降壓轉(zhuǎn)換器?，F(xiàn)在已有樣品，預(yù)計(jì)2010年1月批量上市。采用0.65μm工藝。

LT3640是高壓、雙輸出單片步進(jìn)轉(zhuǎn)換器，帶有POR(上電復(fù)位)和WDT(看門狗計(jì)時(shí)器)，非同步高壓Buck(降壓式變換)時(shí)4～35V，同步低壓Buck時(shí)2.25～5.5V?？蓱?yīng)用于汽車、工業(yè)電源、分布式DC電源系統(tǒng)等。

凌力爾特電源管理方案主要有四類：線性調(diào)節(jié)器、開關(guān)模式控制器調(diào)節(jié)器、單片開關(guān)模式調(diào)節(jié)器、μModule調(diào)節(jié)器系統(tǒng)。其中DC/DC μModule調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)是可靠性高。LTM8027是60V輸入電壓，輸出電壓2.5～24V可調(diào)，可以作為逆變器使用，小、薄并且簡單易用。