面向智能化和物聯(lián)網(wǎng)的電源解決方案

　　對(duì)于像Intersil 這樣的半導(dǎo)體公司而言，物聯(lián)網(wǎng)的骨干很有可能成為最具挑戰(zhàn)性和富有成果的應(yīng)用領(lǐng)域之一。電源的有效設(shè)計(jì)就是要克服既要使網(wǎng)絡(luò)高效運(yùn)行，又要保持其冷態(tài)并且仍然維持系統(tǒng)的可靠性和高密度之間的矛盾。

　　隨著互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備越來越多的得到了最大的關(guān)注，行業(yè)開始充分理解這些終端設(shè)備對(duì)帶寬和存儲(chǔ)需求的影響，物聯(lián)網(wǎng)所需的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量和節(jié)點(diǎn)增加也同樣受到了同等程度的重視。就網(wǎng)絡(luò)的這兩個(gè)方面而言，Intersil的電源技術(shù)已在物聯(lián)網(wǎng)的推廣方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

　　金升陽：新能源汽車DC-DC發(fā)展趨勢(shì)

　　新能源汽車主要包括插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車等。與傳統(tǒng)汽車相比，這些新能源汽車更多地需要DC/DC轉(zhuǎn)換器對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換、逆變。新能源汽車DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的技術(shù)走勢(shì)主要是基于終端客戶的需求。目前，除了TS16949體系要求汽車電子企業(yè)滿足汽車終端客戶需求外，各大車企還制定了自己的汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　廣州金升陽科技有限公司 FAE高級(jí)工程師奉啟珠表示，終端客戶比較關(guān)注以下幾個(gè)方面的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：

　　(1)工作環(huán)境要求：因?yàn)殡姍C(jī)等發(fā)熱器件的原因，工作環(huán)境溫度較高，要求DC/DC轉(zhuǎn)換器操作環(huán)境溫度從常規(guī)的85度至少升級(jí)到105度，最終要求125度;可以參考ISO16750環(huán)境可靠性標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2)輸入電壓：在汽車點(diǎn)火時(shí)，車載電池電壓會(huì)跌落，導(dǎo)致DC/DC轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)電壓低于常規(guī)電壓的輸入范圍，例如12V電池設(shè)計(jì)為6.5-18V(常規(guī)為9-18V);

　　(3)抗震性：汽車行駛的路面可能不平，因此要求DC/DC轉(zhuǎn)換器抗振動(dòng)性強(qiáng)。一般要求10-55Hz, 10G, 30 Min. along X, Y and Z。

　　(4)EMC：因?yàn)槠噧?nèi)部的電氣設(shè)備非常多，靠近人體，且人在車內(nèi)的停留時(shí)間長，因此對(duì)于電磁兼容性要求極高。這塊可以參考的標(biāo)準(zhǔn)也非常多，如：ISO 7637、ISO 11452，GB/T 17626、GB 13837。

　　(5)器件規(guī)范：汽車級(jí)DC/DC轉(zhuǎn)換器內(nèi)部使用的器件滿足AEC-Q100/101/200的測試規(guī)范。

　　金升陽是最早在混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車市場發(fā)力的DC/DC轉(zhuǎn)換器廠商，自2008年開始，金升陽就與海外一線汽車廠商合作開發(fā)汽車級(jí)DC/DC轉(zhuǎn)換器，積累大量研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、應(yīng)用與失效分析經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品和方案都非常成熟穩(wěn)定可靠，得到了市場的認(rèn)可，這些都不是短時(shí)間能夠做到的。例如：電機(jī)控制器解決方案

　　● 使用溫度-40℃~+105℃

　　● 隔離電壓3000VAC、隔離電容10pF

　　● 正負(fù)輸出：15V/-8.0V

　　● 高容性負(fù)載能力，支持峰值電流正負(fù)5A

　　● 開環(huán)設(shè)計(jì)無過沖

　　● 輸出短路保護(hù)自恢復(fù)

　　除此之外，金升陽為新能源汽車行業(yè)提出BMS產(chǎn)品解決方案、空調(diào)控制器ECU解決方案和智能充電機(jī)解決方案等較為典型的隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器解決方案，汽車產(chǎn)品的可靠性要求高、需求各異，具體設(shè)計(jì)時(shí)多與FAE溝通，可以借鑒很多應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，規(guī)避應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，提升整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

　　Altera：下一代FPGA的供電挑戰(zhàn)

　　作為電子系統(tǒng)的心臟器件，電源一直以來都是應(yīng)用市場關(guān)注的焦點(diǎn)。電源的發(fā)展方向可以歸結(jié)為三方面：小型化;高效、高可靠性;智能化或者數(shù)字化。其中數(shù)字化尤為重要。因?yàn)楝F(xiàn)在處理器的性能大大增強(qiáng)了，同時(shí)其電壓數(shù)值也大大降低了。例如，以前一個(gè)FPGA的內(nèi)核電壓供電是2V或者1V，現(xiàn)在很多FPGA的核心電壓只有0.9V或0.8V。如何確保電源穩(wěn)壓器能夠輸出如此低的電壓值，同時(shí)又能夠達(dá)到0.5%或者1%的電壓穩(wěn)壓精度?挑戰(zhàn)在于電壓精度越來越難實(shí)現(xiàn)，例如1V電壓，若達(dá)到0.5%精度，需要穩(wěn)壓的電壓值只有5mV，很可能一個(gè)噪聲(即紋波)就可能要達(dá)到5mV。而傳統(tǒng)的模擬控制環(huán)境很難實(shí)現(xiàn)這么高的穩(wěn)壓精度，或者在時(shí)效上有一些誤差。只有通過數(shù)字化的電源管理可以解決這一點(diǎn)。

　　例如，對(duì)于Altera第十代FPGA和嵌入式處理器來說，一個(gè)是對(duì)電流的要求越來越高，對(duì)功耗要求更低，二是高速系統(tǒng)對(duì)噪聲控制更嚴(yán)格，三是隨著工藝節(jié)點(diǎn)到達(dá)20nm和14nm后，電壓在不斷下降。