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新!ADI阐述5大应用电源创新趋势,未来电源开发这么走~

最新更新时间:2018-08-29
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ADI公司近日于北京举办了一场别开生面的Power Workshop,到场媒体纷纷表示听得很过瘾!这不,ADI电源产品中国区市场总监梁再信(Lorry)从上万种Power by Linear电源产品中精挑细选了几大类重中之重的创新产品,直指5大热门应用领域电源创新趋势——分别针对工业、汽车、通信、能源以及IoT应用,为我们诠释了ADI对市场需求变化的深刻洞察和公司相应的创新电源解决方案如何帮助应对这些挑战,赶快下拉页面一睹为快~


ADI 电源产品中国区市场总监梁再信(Lorry)Power Workshop 开讲



“三个维度”护航工业4.0发展


Lorry在谈及占据ADI电源业务超过40%的工业应用领域时,一开场便总结说,“工业4.0真正的本质和基础,考虑更多的是如何提供实时的控制、软件可配制的I/O,以及所有这些设备的可靠性、安全性和健康运行等。”


工业4.0应用要实现更高的生产率就会需要满足以下几个方面的创新需求:柔性、效率、通信、安全性、可靠性。而所有工业产品的应用都离不开电源。在高功效、小体积、低EMI这三个维度,ADI能够提供非常强大的支持以及一系列创新产品来满足不同工业应用领域电源的安全性和可靠性要求。


ADI公司整个电源生意中约40+%来自于工业领域


对于很难实现的电源超低EMI这一点,Lorry举例了采用Silent Switcher技术的最新一代LT8614芯片,它不仅通过两个反向的电流环路优化磁场闭合路径,同时通过系统环路优化将SW上升沿的振铃控制得非常小,再加上其高度优化的封装工艺,其EMI相当低。除此之外,它还极大降低了纹波,解决了噪声问题,将系统的可靠性、稳定性都能做得很棒。



Lorry介绍说,在中国机器人、工业控制领域,甚至在汽车领域,大部分客户对Silent Switcher技术都非常感兴趣,因为在过去,几乎所有工业客户或者汽车客户,光是要解决EMI的认证问题都要通过半年的时间去做整改,通过之后才可以上市。Silent Switcher技术的出现,帮我们客户节省了大半年的时间。



为了处理在特别的工业应用场所电压波动大的情况,ADI还特别推出了非常宽电压的隔离电源(如上图,其电源宽为20V到540V)。同时为了减小工业客户和板卡设计空间,ADI还设计出高集成度电源模块。这可以极有力地节省客户在器件的采购、生产的可靠性以及物料上的成本。


从工业领域来讲,上述这些优良的集成电路封装工艺和模块化技术能极大地帮助ADI的客户灵活地设计系统,进一步提升在系统上的安全性和可靠性,使得ADI的工业产品也更加稳定。

——Lorry



“驾驭”安全汽车未来


无论对于电源管理、动力总成还是信息娱乐系统、车灯照明等等,在汽车电源产品领域的变迁过程中,“安全”始终是一个关键词,而在ADI提供的创新解决方案中,这一点可能反映为Lorry演讲中提到的超低噪声(电磁干扰)、电池主动均衡和能量优化(安全驾驶更长距离)、高低压双向转换、新的浪涌和高压保护机制等等创新技术特性。


例如,针对汽车系统中不同电压共存在情况,LTC3871的设计思路就是如Lorry所介绍的,“日益复杂的车载电子功率增加带来的电流增加伴随的更粗的电缆提供更大的电流能力。48V系统的出现,是为了优化电缆和车身布线,但是很多系统装备,依然在短期内没法向48V系统迁移,因此相当一段时间内,会出现48V系统和12V系统共存的局面,把一个48V的电池组和12V的电池组连接起来,可以双向供电,并对48V和12V系统进行管理。这样就可以保证在整个汽车系统安全运行的问题。”




为此,Lorry还在现场为各位媒体展示了上图这样的一个系统板,并解释到:“它的转换功率有2.5千瓦,能够提供非常好的稳定性。这个在新一代48V系统的汽车里面是非常标准的配置,也可实现双向电压转换。”




而从汽车系统的安全性和可靠性来讲,汽车还会因为电瓶和越来越复杂的系统而在启动时或受到意外干扰时会出现瞬间高压情况,而这很可能导致组件的坏损。传统的解决方案是加TVS管,但它有比较大的体积和相对高的重量等缺点。那么ADI是怎么解决的呢?


Lorry解答

我们考虑Surge Stopper,通过反馈和MOSFET控制把瞬间脉冲的干扰电源尖峰部分全部消掉,确保输出电压在我们设定的标准范围之内,车身系统系统会更加安全。再结合可控的电源工艺,车身系统就不会因为意外的干扰造成组件损坏。





直面5G通信的电源设计挑战


众所周知,从2G、3G、4G到5G,不管是射频器件还是电源器件,每一次通信系统的迭代里面都有ADI的重度参与。


当下的5G通信系统需要非常高的功率密度;此外,芯片的功耗也是一个问题。还有一个则是如何提高转换效率的问题。


传统的DC/DC电源,因为MOSFET的开关损耗和电感转换损耗的存在,效率没有办法在当前构架下取得突破性进展,ADI在研发了一种没有电感的变换器LTC7820,可以将效率提升到99%高。但是因为典型工作原理是将输入电压对折降压变换,不能调整输出电压,因此ADI又开发了一个混合型的开关电源,综合了无电感高效变换器和高性能降压电路的优点,加以其它技术与原理应用,在输出电压可以随意调整的同时,依然将效率保持在97%以上。

——Lorry


ADI在通信应用的电源技术创新和调整方面还做了很多其它的改进。比如结合理想二极管的优点支持热插拔,能够让通信系统获得比以前更好的稳定性。以及通过带数字接口的电源管理系统可以记录每一路的电源状态、电压、电流、温度等,甚至可以控制输出的电压。尤其当系统不稳定时,可以通过PSM得知电路故障所在。因此,PSM的测量和输出的调整功能在通信领域越来越受到重用。




除了PSM,POE(Power  over  Ethernet)在通信领域的应用也非常的广。POE可以通过网线传输数据和电源。Lorry分享到:“ADI现在已经推出了150瓦的POE的解决方案,此方案最大的好处是可以对通信的应用和布局提供高达150瓦的功率,容量越大,需要的功率也就越大。150瓦可以提供非常完美的解决方案,这也是我们在通信方面强有力的一个技术平台。”





助力发展高效、清洁、可靠的能源系统


能源是关系国计民生的重要话题。无论对于智能电网、可再生能源生成和存储、企业能源管理、电动汽车充电桩基础设施等,ADI都能提供很好的配套电源技术方案。



比如国家电网传输塔通常会装一个FCI去监控参数,但对于高压电塔的供电怎么解决呢?Lorry解释到:“ADI在这种FCI上有非常完整的解决方案。通常通过互感器或太阳能供电,通过高性能MPPT最大功率点跟踪及充电管理器件的应用,电池可以在同样光照情况下获得最大的太阳能能量。”


在电力供应中,为了保证系统不断电,ADI还提出用超级电容做备份电源,并为它提供完备的能量存储和管理方案。比如LTC3350,它对四个法拉电容做监控,不仅能够对电容做平衡和充/放电管理,同时还补充电容的内阻,以及自动对所有电容做能量均衡,功能十分强大。


能量采集技术“续航”物联网节点


针对智能穿戴式设备以及更多物联网终端节点的持续方便供电问题,ADI做了非常多的探索,能不能把振动、温差、光、磁场等变成需要的能源呢?为此ADI也推出了一系列创新产品,比如LTC3108以及LTC3588等。



此外,ADI在其它IoT方向也实现很多重大的突破。比如通过光学和运动检测、阻抗、生物电位和信号调理技术造就当今世界在无线、可穿戴生命体征监护(VSM)的进步的医疗保健技术。以及通过精确的地理位置检测、智能数据采集和传感器融合技术实现实时自主决策、更高的资源效率、更简便的互联农场生态系统连接的智慧农场等。


限于篇幅,小A无法一次性将Lorry的精彩演讲内容全部呈现,还请粉丝们关注我们后续的更多报道!总之,无论是工业、汽车、通信领域还是能源、IoT,电源是一切的基础。Lorry在最后总结到:“ADI Power By Linear部门考虑的是如何创新,如何提供高性能方案,并能够提供全球最好的技术支持以及最好的可靠性和稳定性。”


文末彩蛋跟上~


在本次Work Shop现场,小A还有幸见到膜拜已久的西安交通大学电气工程学院模电名师——《你好,放大器》的作者杨建国教授。 


模电名师杨建国教授正式对媒体发布新作《新概念模拟电路》


杨老师借Power Workshop的机会正式对媒体发布其历时四年的新作《新概念模拟电路》,本书文字风趣幽默非常精彩,大篇幅图文并茂非常深度,实践案例丰富非常实用。新书中也用几十页的篇幅介绍了电源设计中的几个主题,涉及到线性电源、LDO、基准电压源和基准电流源等主题。


《新概念模拟电路》本周五将正式于“ADI校园计划”“亚德诺半导体”两个公众号以及“亚德诺半导体(知乎)”正式上线,想要获得此书的各位粉丝请及时关注相应公众号,以便第一时间获取新书。


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