電源與電源管理技術(shù)發(fā)展趨勢

　　隨著節(jié)能、“綠色”電源和電子設(shè)備必須遵守強制性能效規(guī)范，以及便攜裝置小型化多功能的發(fā)展趨勢，要求電源與電源管理必須提高電源效率、降低待機功耗、改善功率因數(shù)、高功率密度、高可靠性、高集成度、小尺寸、智能化、安全和低成本。

　　為了向讀者介紹最新的電源與電源管理技術(shù)，本刊采訪了一些著名公司，包括TI，NS，F(xiàn)airchild，ON Semeconductor，Microchip，Maxim，Linear，Microsemi等公司，他們就電源與電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢、創(chuàng)新技術(shù)，新產(chǎn)品及其應(yīng)用、典型解決方案等發(fā)表了獨特見解。下面是訪談錄。

 
 張洪為
TI中國區(qū)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理
更注重安全

　　今年以來一系列的安全事故發(fā)生了， 例如Sony電芯在Dell的筆記本上起火案例，知名手機廠商的手機電池相繼爆炸等，中國政府發(fā)布了手機充電器強制性的法令。在半導(dǎo)體行業(yè)TI等相繼發(fā)布側(cè)重充電安全的保護芯片bq24316等，同時大幅提高了充電管理芯片的耐壓，如bq24060，bq24085等內(nèi)建過壓保護，耐壓高達(dá)26V以上。

更注重環(huán)保

　　中國政府發(fā)布的強制手機充電器法令另一個原因就是為了避免手機交流適配器的泛濫。低功耗待機電路的大幅度普及，功率因數(shù)校正電路的使用更加普遍。各公司相繼開發(fā)下一代的功率因數(shù)校正電路，代表的就是TI的兩相交錯型PFC，UCC28060和UCC28070，前者是雙相臨界模式，后者是雙相連續(xù)電流模式，還可以擴展到4相或更多相。兩相或多相模式交替，不僅降低了紋波，減少單相系統(tǒng)的熱應(yīng)力，大大降低了系統(tǒng)磁性材料的體積， 而且降低了成本， 提高了可靠性。

更注重和系統(tǒng)的集成

　　單純的電壓變換不再是電源的市場熱點。以最常見的白光LED驅(qū)動為例， TI 發(fā)布了TPS6116x系列，它的單輸入調(diào)光控制可以自適應(yīng)接受PWM，單總線指令，模擬電壓等，極大的方便了液晶屏廠商的設(shè)計通用性。

更注重EMI

　　無線應(yīng)用的普及化， EMI的要求不再僅僅是各種法規(guī)的要求，已經(jīng)變成設(shè)計工程師的主動要求。以GPS應(yīng)用為例， 代表市場前沿水平的159dB的靈敏度迫使系統(tǒng)設(shè)計師挑選最合適的DC-DC變換產(chǎn)品。TI的TPS6505x系列電源產(chǎn)品，把兩路DC-DC做成同頻反相，紋波在兩相之間得到大部分的抵消，再加上可控上升沿技術(shù)，系統(tǒng)的整體EMI得到很大的抑制。輔以4個超過90dB電源抑制比(55dB, 5MHz)的LDO, 特別適合無線應(yīng)用。■

 
吳志民
美國國家半導(dǎo)體亞太區(qū)電源管理產(chǎn)品市場營銷經(jīng)理
電源管理產(chǎn)品市場幾個明顯的發(fā)展趨勢是：

　　處理器的供電電壓不斷下降，目前一般的降壓轉(zhuǎn)換器已無法為新一代的處理器提供高效率的電源供應(yīng)。同步整流功能的電源供應(yīng)系統(tǒng)便應(yīng)運而生，而且開始大受歡迎。

　　無論是移動電話還是網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其中采用的供電系統(tǒng)必須能夠提供多個不同的供電電壓，以便為不同的電路供電。電源管理單元不但可以解決供電問題，而且還可簡化電路設(shè)計，縮小電路板體積，以及節(jié)省系統(tǒng)成本，因此電源管理技術(shù)的應(yīng)用越趨普及。

　　由于數(shù)字電源管理技術(shù)可以延長電池壽命，有助于提高系統(tǒng)的能源效益，因此越來越多便攜式電子產(chǎn)品以至耗電量較大的系統(tǒng)如數(shù)據(jù)中心與無線基站都采用數(shù)字電源管理技術(shù)。雖然目前這種技術(shù)成本較高，但由于環(huán)保法例越趨嚴(yán)厲，加上電費不斷飆升，因此越來越多廠商考慮引進數(shù)字電源管理技術(shù)。

　　美國國家半導(dǎo)體是電源管理集成路市場上的領(lǐng)導(dǎo)者，一直致力為不同的市場板塊提供各種高效的電源管理解決方案。
 
以電池供電的系統(tǒng)

　　美國國家半導(dǎo)體的能源管理單元(EMU)采用符合 PowerWise技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的自適應(yīng)電壓調(diào)整(AVS)技術(shù)，因此可為以電池供電的系統(tǒng)節(jié)省高達(dá)70%的耗電。此外，像LM3208這類功率放大器開關(guān)式電源管理芯片(SuPA)不但可以解決CDMA/WCDMA手機的散熱問題，而且耗電量只有標(biāo)準(zhǔn)型號功率放大器的20%。最后值得一提的是美國國家半導(dǎo)體的 micro SMD 封裝技術(shù)，由于我們擁有這種先進的封裝技術(shù)，因此可以提供體積小(只有1.5mm×1.5mm×0.6mm)的雙輸出電源管理集成電路(LM3687)。

數(shù)字子系統(tǒng)的電源供應(yīng)

　　美國國家半導(dǎo)體全新推出的LM20000系列PowerWise同步降壓穩(wěn)壓器不但功能齊備，而且電源效率極高，可以支持直流/直流電源轉(zhuǎn)換，為負(fù)載點提供供電。此系列穩(wěn)壓器有許多不同型號可供選擇，而且具備一切必要的功能，讓系統(tǒng)設(shè)計工程師可以因系統(tǒng)的不同需要挑選適用的型號，以便設(shè)計特別的電源管理解決方案。對于需要分別為不同負(fù)載點提供供電的系統(tǒng)，我們建議工程師根據(jù)不同需要挑選多款適用的芯片，以便設(shè)計一個體積小巧、效率極高而且只需極少外置組件的全方位解決方案。采用eTSSOP-16 封裝的LM201xx系列芯片適用于2.95V至5.5V 的輸入電壓，而且可支持高達(dá)5A的負(fù)載。采用eTSSOP-20封裝的LM20242 芯片則適用于4.5V至36V 的輸入電壓，而且可支持高達(dá)2A的負(fù)載。

LED燈光系統(tǒng)

　　LED燈的亮度與光暗控制的靈活性可以媲美傳統(tǒng)的鎢絲燈泡及霓虹光管，效率則有過之而無不及。由于LED燈有這樣的優(yōu)點，加上目前世界各地環(huán)保意識高脹，因此效率這樣高的LED燈便大受市場歡迎。LM3407芯片是一款電流恒定但輸出浮動的降壓開關(guān)轉(zhuǎn)換器，可為高功率的LED提供恒定電流，最適用于汽車燈、個別行業(yè)專用的照明燈及一般照明系統(tǒng)。此外，這款芯片還內(nèi)置功率N-MOSFET 晶體管，有助于縮小方案體積，而且設(shè)計簡單，可以輕易融入系統(tǒng)設(shè)計。這款轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率可以調(diào)整，調(diào)整范圍介于300kHz與1MHz之間。這款LM3407轉(zhuǎn)換器還設(shè)有調(diào)光控制輸入端，因此可以利用PWM控制模式控制LED的亮度。此外，這款芯片也有允許引腳，可以利用停機模式降低功耗?！?/p>