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微型@@机器学习@@@@（tinyML）在@@电源@@管理@@系统@@中@@的@@应用@@@@@@

judy — Mon, 08 Jan 2024 06:49:19 +0000

作者@@：Paul Gorday，来源@@：Qorvo半导体@@

如@@今@@，数据@@处理架构@@呈现出一@@种@@@@“分裂@@”的@@特性@@@@。拥有@@@@庞大@@规模和@@计算能力的@@@@“云@@”计算成为@@@@了关@@注焦点@@，而@@“边缘@@”计算将@@处理过程置于@@@@“一@@线@@”，连接着电子设备与@@真实世界@@。在@@云@@端@@@@，数据@@存储量巨大@@@@，处理过程需要排队和@@调度@@@@；而@@在@@边缘@@@@@@，处理工作@@则有@@针对@@@@性地即@@时@@完成@@。

这使得@@系统@@能够针对@@@@本地指令和@@应用@@程序反馈做出快速响应@@，同时@@@@减少@@数据@@流量@@，以@@确保处理过程更加安全@@。当@@然@@，这两个@@@@区@@域也会进行交互@@，边缘@@节点将@@数据@@传回云@@端@@@@，实现@@跨设备或@@地点的@@汇总与@@分析@@@@；而@@全局指令和@@固件更新则反向@@@@传递至@@边缘@@@@。

这两种处理环境都得益于@@@@人工智能@@@@（AI）和@@机器学习@@@@（ML）的@@最新发展@@@@。例如@@@@，在@@数据@@中@@心@@@@，包含数万颗处理器@@（主要为@@@@GPU）的@@数千台服务器@@执行大@@规模并行计算@@，以@@生成和@@运行@@ChatGPT等@@大@@语@@言@@模型@@@@（LLM）。从@@某些指标看@@，这些@@平台的@@性能@@现在@@@@已经超越了人类@@。

在@@边缘@@@@，处理过程根据@@@@操作@@算法对@@反馈传感器和@@指令做出反应@@。但@@借助@@机器学习@@@@，算法现也能够有@@效地从@@反馈中@@学习@@；由@@此改进算法及@@其@@计算系数@@，让@@受控过程更为@@准确@@@@、高@@效@@和@@安全@@。

云@@端@@和@@边缘@@的@@能耗差异@@

在@@能源的@@使用@@规模层面@@，云@@计算和@@边缘@@计算存在@@很大@@的@@实际差异@@。这两种情况的@@能耗都必须降至@@@@最低@@@@；但@@数据@@中@@心@@的@@电力@@消耗十分巨大@@@@，据@@国际能源机构@@（IEA）估计@@，约为@@@@240-340太瓦@@时@@@@@@（TWh），占全球需求的@@@@1%-1.3%。人工智能@@和@@机器学习@@@@将@@进一@@步加速能源消耗@@；IEA预测在@@未来@@几年@@内将@@增长@@20%-40%，而@@这一@@数字的@@历史数据@@仅为@@@@3%左右@@。

与@@游戏@@和@@视频流媒体等@@按需数据@@处理任务不同@@，AI包含学习和@@推理两个@@@@阶段@@@@；其中@@@@，学习阶段借助@@数据@@集来训练模型@@@@。据@@报道@@，ChatGPT在@@这个@@过程中@@@@消耗了超过@@1.2TWh的@@电力@@。另一@@方面@@@@@@，根据@@@@de Vries的@@统计@@，处于@@推理或@@运行阶段的@@@@LLM每@@天可能需要消耗@@564MWh的@@电力@@。

而@@在@@数据@@处理架构@@的@@另一@@端@@@@，物联网@@@@（IoT）节点或@@可穿戴设备@@中@@的@@边缘@@计算功耗可能不超过毫瓦@@级@@。即@@使对@@于@@@@电机控制@@和@@电池管理@@等@@@@工业@@及@@电动汽车@@@@（EV）类应用@@@@，为@@控制@@电路@@预留的@@损耗@@预算也很小@@，无法适应@@AI和@@机器学习@@@@引入带@@来的@@大@@幅能耗提升@@。

因此@@，微型@@机器学习@@@@（tinyML）已发展@@为@@一@@个@@@@在@@设备上@@实施@@传感器数据@@分析@@@@的@@应用@@及@@技术@@领域@@；同时@@@@，其也经过优化@@@@，旨在@@实现@@极低@@功耗@@@@@@。

tinyML和@@电源@@管理@@@@

在@@具体应用@@中@@采用@@机器学习@@技术@@是@@一@@个@@@@涉及@@到@@多个@@维度@@的@@问题@@@@。举例来说@@@@，tinyML可用于@@@@电池管理@@@@，其目标是@@在@@尽可能快速@@、安全并高@@效@@充电@@的@@同时@@@@@@，以@@最小@@的@@压力控制@@放电@@。电池管理@@还会监控@@电池的@@健康状况@@，并主动平衡电芯@@以@@确保其均衡老化@@，从@@而@@获得最高@@的@@可靠性@@和@@使用@@寿命@@。

受监控@@的@@参数@@包括@@单个@@电芯@@的@@电压@@@@、电流@@和@@温度@@@@@@；管理系统@@通常@@需要预测电池的@@充电@@@@状态@@@@（SOC）和@@健康状况@@（SOH）。这些@@参数@@均为@@动态量@@，与@@电池的@@使用@@历史及@@测量参数@@间存在@@复杂且多变的@@关@@系@@。

尽管@@任务复杂@@，但@@实现@@@@AI处理并不需要使用@@昂贵的@@@@GPU。ARM Cortex M0和@@M4系列@@等@@现代@@微控制@@器@@可轻松胜任电池管理@@中@@的@@机器学习@@任务@@，且它们的@@功耗很低@@@@，现已集成@@至@@针对@@@@该@@应用@@的@@专用片上@@系统@@@@（SoC）中@@。

电池管理@@IC十分常见@@，但@@在@@@@实施@@机器学习@@算法的@@@@MCU助力下@@@@，基于@@@@传感器的@@历史和@@当@@前@@数据@@的@@信息与@@模式@@可用于@@@@更好地预测@@SOC及@@SOH，同时@@@@确保高@@度@@安全性@@@@。与@@其它@@ML应用@@一@@样@@，这需要一@@个@@@@基于@@@@训练数据@@的@@学习阶段@@；数据@@可以@@来自@@@@包含不同环境条件和@@多个@@电池制造公差的@@日志记录@@；在@@缺少@@现场实际数据@@的@@情况下@@@@@@，也可以@@利用建模得到@@的@@合成数据@@@@。

正如@@@@AI的@@本质一@@样@@，模型@@可随现场数据@@的@@积累不断更新@@，以@@扩大@@或@@缩小应用@@规模@@，或@@用于@@@@其它类似@@系统@@@@。虽然学习过程通常@@是@@应用@@投入使用@@前的@@一@@项工作@@@@，但@@也可以@@成为@@@@基于@@@@传感器数据@@的@@后@@台任务@@，在@@本地或@@通过@@@@云@@端@@进行离线处理@@，以@@获得持续的@@性能@@改进@@。自@@动机器学习@@@@（AutoML）工具结@@合电池管理@@@@SoC的@@评估套件@@可实现@@这一@@功能@@@@。

机器学习@@模型@@@@

在@@机器学习@@和@@电池管理@@等@@@@边缘@@应用@@领域中@@@@，有@@多种可供选择的@@模型@@@@。一@@个@@@@简单的@@分类决策树所占用资源很少@@@@，最多仅需@@几千字节的@@@@RAM，但@@能够为@@此@@类@@应用@@@@提供@@足够的@@功能@@@@。该@@方法可将@@@@采集到@@的@@数据@@@@简单地分为@@@@“正常@@”或@@“异常@@”；示例如@@@@图@@@@@@1所示@@。

图@@1：在@@此@@决策树分类器示例中@@@@，“类别@@1” = 正常@@，“类别@@0” = 异常@@

此处使用@@两个@@@@参数@@来描述多电芯@@电池组放电过程中@@的@@状态@@：最强@@电芯@@的@@@@SOC（充电@@状态@@），以@@及@@@@最强@@与@@最弱电芯@@间的@@电压@@差@@。蓝色和@@白色节点代@@表@@正常@@数据@@@@；分类区@@域用蓝色@@（“类别@@0”= 正常@@）和@@灰色@@（“类别@@1”= 异常@@）表@@示@@。

如@@要评估输出@@数据@@的@@连续值@@@@，而@@不仅仅是@@类别@@@@，可以@@使@@用@@更复杂的@@回归决策树@@。其它常见的@@@@ML模型@@包括@@支持@@@@向@@量机@@（SVM）、核近似分类器@@、近邻分类器@@、朴素贝叶斯分类器@@、逻辑回归和@@孤立森林@@。神经网@@络建模可以@@包含在@@@@AutoML工具中@@@@，以@@增加复杂度@@为@@代@@价来提高@@@@性能@@@@。

一@@个@@@@ML应用@@程序的@@整个@@开发过程被称为@@@@“MLOps”，即@@“ML Operations”，包括@@数据@@的@@收集与@@整理@@，以@@及@@@@模型@@的@@训练@@、分析@@、部署和@@监控@@@@。图@@2以@@图@@@@形方式@@展示@@了@@使用@@@@PAC25140芯@@片@@的@@电池管理@@应用@@开发流程@@@@；该@@芯@@片@@可监控@@@@、控制@@和@@平衡由@@多达@@@@20个@@电芯@@组成@@的@@@@串联电池组@@，适用@@于@@@@@@锂离子@@、锂聚合物或@@磷酸铁锂电池@@。

图@@2：上@@述设计@@示例突出展示@@了@@@@tinyML开发流程@@

案例研究@@：弱电芯@@检测@@@@

退化电芯@@检测@@是@@电池@@SOH监测的@@一@@部分@@。这些@@电芯@@的@@特征之一@@可能体现为@@在@@负载下@@电池电压@@@@异常@@偏低@@@@。然而@@@@，电压@@还受实际放电电流@@@@、充电@@状态@@和@@温度@@@@的@@影响@@，如@@图@@@@3所示@@；图@@中@@突出显示了@@强@@弱电芯@@在@@不同温度@@@@及@@负载电流@@下@@的@@示例曲线@@。

图@@3：强@@、弱电芯@@的@@放电曲线@@

图@@3显示了@@在@@电芯@@电量接近耗尽时@@@@，强@@弱电芯@@电压@@间出现的@@显著差异@@；然而@@@@，在@@此@@时@@检测@@到@@弱电芯@@可能为@@时@@已晚@@，无法避免过热@@和@@安全问题@@。因此@@，实施@@ML成为@@@@一@@种@@解决方案@@@@@@，从@@而@@在@@放电周期的@@较早阶段从@@数据@@中@@寻找相关@@模式@@@@。

ML方法的@@有@@效性在@@@@Qorvo进行的@@实验中@@得到@@充分体现@@。该@@实验将@@一@@颗弱电芯@@插入一@@个@@@@由@@@@10颗电芯@@组成@@的@@@@电池组@@，并与@@一@@个@@@@@@状态良好的@@@@电池组进行比较@@@@。两组电芯@@在@@不同恒定电流@@倍@@率和@@温度@@@@下@@放电@@，并生成训练数据@@@@；监测参数@@包括@@它们的@@电流@@@@@@、温度@@@@、最强@@与@@最弱电芯@@电压@@差@@，以@@及@@@@最强@@电芯@@的@@@@@@SOC。

在@@20个@@放电周期中@@@@，每@@10秒对@@参数@@进行同步@@采样@@，并使用@@@@表@@@@1所列的@@不同模型@@进行分析@@@@。将@@结@@果与@@@@20个@@放电周期的@@独立测试@@数据@@进行比较@@@@，显示两种方法的@@一@@致性非常接近@@；随着@@训练样本的@@增加@@，其一@@致性将@@进一@@步提高@@@@@@。

图@@4：从@@不同@@ML模型@@的@@训练及@@测试@@数据@@中@@提取示例结@@果@@

SoC足以@@实现@@@@对@@@@ML的@@支持@@@@

虽然当@@前@@@@AI的@@关@@注焦点集中@@在@@大@@规模@@、高@@功率@@@@应用@@@@；然而@@@@，针对@@@@电池监测等@@应用@@@@@@，使用@@MCU和@@tinyML技术@@ 的@@“边缘@@部署型@@@@”AI也可以@@成为@@@@高@@性能@@@@、低@@功耗@@解决方案@@@@的@@一@@部分@@。在@@这种@@场景下@@@@，SoC解决方案@@@@拥有@@@@所需的@@全部处理能力@@，并可集成@@各种机器学习@@算法@@。

所有@@必要的@@传感器和@@通信@@接口@@均已内置@@；此外@@@@，SoC还拥有@@@@丰富的@@评估与@@设计@@工具生态系统@@的@@支持@@@@@@。

Paul Gorday是@@Qorvo DSP和@@机器学习@@@@技术@@总监@@。

圣邦微电子@@推出@@1 至@@ 4 节锂电@@ 8A 升降压@@@@充电@@管理芯@@片@@@@—SGM41570

judy — Fri, 15 Dec 2023 02:16:30 +0000

继在@@手机@@@@、POS 机等@@市场成功推出降压@@型@@开关@@@@充电@@管理芯@@片@@@@（Buck Charger）SGM41513 系列@@及@@升压型@@开关@@@@充电@@管理芯@@片@@@@（Boost Charger）SGM41528 之后@@@@，圣邦微电子@@再次推出了@@适用@@于@@@@@@笔记本电脑@@@@、扫地机器人@@、电动工具@@、无人机@@、蓝牙音箱等@@@@ 1 至@@ 4 节串联锂电池应用@@场景@@的@@升降压@@@@型@@开关@@@@充电@@管理芯@@片@@@@（Buck-Boost Charger）SGM41570 系列@@产品@@@@。

笔记本电脑@@充电@@是@@圣邦微电子@@近年@@@@来@@重点关@@注的@@市场方向@@之一@@@@，而@@ SGM41570 是@@圣邦微电子@@首颗应用@@在@@该@@市场端@@的@@@@ NVDC 架构@@、高@@效@@率@@@@、大@@电流@@@@、升降压@@@@型@@开关@@@@充电@@管理控制@@器@@芯@@片@@@@。SGM41570 系列@@产品@@@@在@@充电@@效率@@@@、OTG 放电效率@@@@、系统@@瞬态响应@@等@@多个@@关@@键指标上@@均表@@现优异@@，一@@经推出就受到@@多个@@行业尖端@@客户的@@积极认可@@，并在@@@@《EE Times》与@@《EDN》出版集团@@@@ ASPENCORE 台湾地区@@与@@亚洲团队主办的@@第@@三届@@“亚洲金选奖@@（EE Awards Asia）”评选中@@获得@@“2023 年@@度@@最佳电源@@管理@@芯@@片@@@@”奖项@@。该@@系列@@@@产品@@@@包含支持@@@@ SMBus 接口@@的@@@@ SGM41570 和@@支持@@@@ I2C 接口@@的@@@@ SGM41573 两颗@@芯@@片@@@@。

SGM41570 电气特性@@@@

输入@@耐压@@：30V；

输入@@工作@@电压@@@@：3.58V 至@@ 24V；

充电@@电流@@@@：64mA 至@@ 8128mA，64mA 步进@@；

电池电压@@@@：1.024V 至@@ 19.2V，8mV 步进@@；

系统@@效率@@@@：97.9%@2A，12V 输入@@，3-Cell；

反向@@@@模式@@@@ OTG 电压@@：3V 至@@ 20.56V，8mV 步进@@；

最大@@反向@@@@模式@@@@@@ OTG 电流@@：6.35A；

OTG 放电效率@@@@：97.15%@2A，12V 输出@@，3-Cell；

完整的@@涓流@@、预充@@、恒流@@、恒压充电@@流@@程@@；

支持@@ USB2.0/3.0/3.1/USB-PD 输入@@；

支持@@直通模式@@@@；

输入@@电压@@@@、输入@@电流@@动态功率@@跟踪@@；

适配器@@最大@@输入@@电流@@跟踪功能@@@@；

NVDC 功率@@路径管理@@；

12-Bit ADC 监测各电压@@@@、电流@@数据@@@@；

SMBus（SGM41570）及@@ I2C（SGM41573）接口@@可选@@@@；

高@@精度@@@@@@满充电@@压@@@@；

高@@精度@@@@@@恒流@@电流@@@@；

过热@@、过流@@、过压@@、短路@@等@@多重安全保护@@；

符合@@环保理念的@@@@ TQFN-4×4-32AL 绿色封装@@@@。

SGM41570 典型@@应用@@电路@@@@

图@@ 1 SGM41570 典型@@应用@@电路@@@@

SGM41570 封装@@管脚定义@@

图@@ 2 SGM41570 封装@@管脚定义@@

SGM41570 系统@@拉载效率@@曲线@@@@

图@@ 3 SGM41570 系统@@拉载效率@@曲线@@@@

SGM41570 反向@@@@ OTG 效率@@曲线@@

图@@ 4 SGM41570 反向@@@@ OTG 效率@@曲线@@

SGM41570 优异的@@系统@@@@负载动态响应@@@@

图@@ 5 SGM41570 系统@@负载动态响应@@

SGM41570 配合使用@@@@圣邦自@@有@@@@@@ MOSFET

SGM41570 是@@功率@@@@ MOSFET 外@@置的@@升降压@@@@型@@充电@@管理控制@@器@@@@，可灵活搭配使用@@多种市面上@@常见的@@@@ MOSFET，如@@与@@圣邦微电子@@新增@@ MOSFET 产品@@线中@@的@@高@@速开关@@@@器件@@@@ SGMNQ70430 及@@小体积低@@内阻开关@@@@器件@@@@ SGMPM15330 配合使用@@@@，欢迎咨询选用@@。

图@@ 6 圣邦自@@有@@@@ MOSFET 在@@ SGM41570 中@@的@@应用@@@@

采购信息@@

关@@于@@@@圣邦微电子@@@@

圣邦微电子@@（北京@@）股份有@@限公司@@@@（股票代@@码@@ 300661）专注于@@高@@性能@@@@、高@@品质模拟@@集成@@电路@@的@@研发和@@销售@@。产品@@覆盖@@@@信号链和@@电源@@管理@@@@两大@@领域@@，拥有@@@@ 30 大@@类@@ 4600 余款@@可供销售型@@号@@，全部自@@主研发@@，广泛应用@@于@@@@工业@@@@、汽车@@电子@@、通信@@设备@@、消费类电子和@@医疗仪器等@@领域@@，以@@及@@@@物联网@@@@@@、新能源@@和@@人工智能@@等@@新兴市场@@。

圣邦微电子@@推出@@ SGM2536 系列@@电子保险丝@@@@用料@@

judy — Thu, 07 Dec 2023 07:02:17 +0000

圣邦微电子@@推出@@ SGM2536 系列@@单通道@@@@、高@@精度@@@@@@、支持@@双@@向@@电流@@的@@电子保险丝@@@@产品@@@@。产品@@可满足@@通讯@@系统@@母线电压@@多样化和@@节点功能@@复杂化等@@市场需求@@；内部@@集成@@@@背靠背@@@@ FETs，双@@向@@电流@@通断状态均可控@@。适用@@ USB OTG 等@@多种宽范围供电@@的@@电源@@系统@@保护场景@@。

SGM2536 系列@@产品@@@@配置@@功能@@丰富@@，包括@@可调@@输入@@过压@@锁定@@@@；可调@@输出@@软@@起斜率@@；可调@@瞬态过流@@消隐时@@间@@@@；可调@@正向@@输出@@限流@@（0.5A 至@@ 6A），并且@@限流精度@@@@典型@@值@@@@可达@@ ±10%（IILIM ＞ 1A）。产品@@支持@@@@ 3.3V PCI-E、5V BUS 及@@ 12V BUS 等@@多种总线应用@@@@。

芯@@片@@采用@@@@符合@@环保理念的@@@@@@ TQFN-2×2-10L 绿色封装@@@@，工作@@温度@@@@@@范围@@ -40℃ 至@@ +125℃。

图@@ 1 SGM2536 典型@@应用@@电路@@@@

SGM2536 典型@@特性@@@@

工作@@电压@@范围@@：2.7V 至@@ 23V，支持@@ 28V 浪涌电压@@@@；

集成@@背靠背@@ FETs：导通@@状态允许双@@向@@电流@@@@，关@@断@@状态阻断反向@@@@电流@@@@；

低@@导通@@电阻@@@@@@：23.7mΩ（典型@@值@@@@）；

可调@@输出@@限流@@：0.5A 至@@ 6A；

输出@@限流精度@@@@@@：±10%（+25℃，典型@@值@@@@）；

可调@@瞬态过流@@消隐计时@@器@@；

完备的@@保护功能@@@@@@：可调@@输入@@欠压@@锁定@@@@、可调@@输入@@过压@@锁定@@、输出@@快速短路@@保护@@@@、过温保护@@；

可调@@输出@@软@@起斜率@@；

负载电流@@监测@@；

工作@@状态指示@@@@：

- SGM2536Px 版本@@：可调@@阈值@@@@@@（PGTH）的@@电源@@正常@@@@（PG）指示@@

- SGM2536Fx 版本@@：供电@@正常@@@@（SPGD）指示@@和@@故障@@（nFAULT）指示@@

SGM2536 核心@@特点@@

1. SGM2536 支持@@高@@达@@@@ 23V 输入@@电压@@@@，可调@@节的@@输出@@@@软@@起斜率可有@@效减小浪涌电流@@@@，保护下@@游大@@电流@@@@敏感器件@@并抑制@@输入@@端@@电压@@波动@@。

2. SGM2536 具有@@@@ 23.7mΩ 低@@导通@@电阻@@@@@@，可显著降低@@在@@大@@电流@@@@应用@@场景@@下@@的@@损耗@@@@@@，提高@@@@系统@@效率@@@@@@。

3. SGM2536 内部@@集成@@@@输入@@过压@@锁定@@，可以@@在@@@@ 2.5μs 内快速响应输入@@过压@@事件并切断输出@@@@，有@@效保护下@@游电压@@敏感型@@器件@@@@。

4. SGM2536 通过@@外@@部限流电阻@@@@ RILIM 实现@@ 0.5A 至@@ 6A 的@@可调@@限流@@，限流精度@@@@可达@@ ±10%（典型@@值@@@@，IILIM ＞ 1A）。外@@部计时@@电容@@@@（CITIMER）实现@@瞬态过流@@消隐时@@间@@可调@@@@，有@@效增强@@系统@@对@@瞬态过流@@事件的@@鲁棒性@@。当@@负载电流@@超过限流阈值@@@@@@ IILIM 但@@小于@@短路@@阈值@@@@@@（2 × IILIM）时@@，消隐计时@@器开始@@计时@@@@。若消隐计时@@器到@@时@@之前过流@@事件被移除@@@@，芯@@片@@不会触发过流@@保护@@@@；反之@@，芯@@片@@将@@进入@@过流@@保护@@状态@@。此外@@@@，SGM2536 还可通过@@@@@@ ILIM 引脚@@电压@@实现@@负载电流@@监测@@@@。

5. SGM2536 配备@@了输出@@快速短路@@保护@@@@@@（Fast-Trip）功能@@。当@@负载电流@@超过短路@@电流@@阈值@@@@@@（2 × IILIM）时@@，SGM2536 在@@ 500ns 内快速切断短路@@电流@@@@，有@@效保护下@@游器件@@@@。当@@输出@@长时@@间@@过载@@或@@短路@@时@@@@，芯@@片@@触发过温保护@@@@。自@@恢复版本@@@@（SGM2536xR）触发过温保护@@后@@进入@@重启序列并在@@@@故障事件移除@@后@@恢复正常@@工作@@@@；锁存版本@@@@（SGM2536xL）在@@触发过温保护@@后@@锁死@@，需要通过@@输入@@电源@@或@@@@ EN 的@@重置@@信号方可重启@@。

6. SGM2536 配备@@多种版本@@的@@状态指示@@@@。SGM2536Fx 版本@@芯@@片@@提供@@供电@@正常@@@@@@（SPGD）指示@@和@@故障@@（nFAULT）指示@@；SGM2536Px 版本@@芯@@片@@提供@@可调@@阈值@@@@@@@@（PGTH）可调@@节的@@电源@@正常@@@@@@（PG）指示@@。

SGM2536 应用@@案例@@

在@@消费终端@@使用@@@@ OTG 功能@@或@@反向@@@@无线@@充电@@@@功能@@的@@@@场景@@中@@@@，功率@@需要双@@向@@流动@@。SGM2536 搭配我司的@@电池充电@@@@芯@@片@@@@ SGM41511 可以@@满足智能手机@@使用@@@@ OTG 功能@@的@@@@场景@@，具体应用@@电路@@框图@@如@@下@@@@图@@@@所示@@@@@@。

图@@ 2 SGM2536 反向@@@@供电@@应用@@电路@@@@

其中@@@@，外@@部电阻@@和@@二@@极管@@用于@@@@@@ OUT 端@@（电池端@@@@）向@@芯@@片@@@@ IN 端@@（USB 接口@@端@@@@）供电@@。检测@@到@@有@@外@@部组件接入@@ USB 后@@，MCU 通过@@ EN 信号开启@@ SGM2536内部@@ FETs，提供@@从@@@@ OUT 到@@ IN 的@@充电@@@@路径@@；OTG 功能@@被禁用时@@@@，MCU 通过@@ EN 信号关@@闭@@ SGM2536，关@@断@@从@@@@ OUT 到@@ IN 的@@充电@@@@路径@@。

关@@于@@@@圣邦微电子@@@@

汽车@@电源@@管理@@系统@@小型@@化@@设计@@@@：这道必答题@@，该@@如@@何解@@？

judy — Fri, 01 Dec 2023 08:23:18 +0000

如@@果@@将@@今天@@的@@智能汽车@@看成是@@一@@个@@@@@@“生物@@”，那么@@汽车@@电子@@设备的@@电源@@管理@@系统@@@@@@，就像是@@这个@@@@“生物@@”的@@心血管@@系统@@@@，为@@其@@提供@@运转所需的@@能量@@。不过@@和@@自@@然界中@@真实的@@生物@@不同@@，汽车@@这个@@物种进化得太快了@@，随着@@其功能@@的@@@@不断发展@@@@，对@@于@@@@“心血管@@”造成的@@压力可想而@@知@@。因此@@，新一@@代@@汽车@@电源@@管理@@系统@@的@@设计@@@@，也是@@势在@@必行@@。

众所周知@@，汽车@@电子@@的@@诸多功能@@是@@由@@遍布车身的@@电子控制@@单元@@@@（ECU）实现@@的@@@@，ECU除@@了@@要提供@@动力和@@驾控等@@汽车@@作为@@@@交通工具的@@@@“传统@@艺能@@”，更是@@实现@@@@ADAS、信息娱乐主机@@、智能仪表@@盘等@@快速增长的@@车载@@@@智能化功能@@的@@@@关@@键@@。据@@分析@@@@，高@@端@@汽车@@中@@集成@@有@@近百个@@@@ECU。

想要确保这么多@@ECU可靠而@@安全地运转@@，为@@每@@个@@@@@@ECU“架设@@”专用的@@电源@@管理@@链路@@，使其能够从@@汽车@@电池中@@获取电力@@，显然是@@必不可少@@的@@工作@@@@。而@@在@@这个@@过程中@@@@@@，一@@个@@@@突出的@@挑战在@@于@@@@：ECU数量在@@增加@@，相应地电源@@管理@@系统@@会变得越来越复杂@@，而@@汽车@@的@@空间是@@有@@限的@@@@。因此@@，应对@@@@这样@@的@@挑战@@，如@@何进行汽车@@电源@@管理@@系统@@的@@小型@@化@@@@设计@@@@，也就成了一@@个@@@@绕过不去的@@必答题@@。

汽车@@电源@@管理@@小型@@化@@设计@@挑战@@

当@@然@@，“小型@@化@@”三个@@字说@@说@@容易@@，做起来并不简单@@。这是@@@@因为@@与@@其他的@@应用@@相比@@@@，汽车@@电源@@管理@@面对@@的@@约束条件更多@@，需要权衡的@@技术@@@@要素也更全面@@。

首先@@，在@@不影响性能@@的@@前提下@@@@，用集成@@度@@更高@@@@的@@解决方案@@@@替代@@分立器件@@方案@@@@，肯定是@@优先考虑的@@方法@@。因此@@，能够提供@@多路电源@@轨输出@@@@，为@@多个@@用电单元供电@@的@@车用@@PMIC，会更受开发者的@@青睐@@。

其次@@，随着@@单台车辆上@@汽车@@电子@@设备数量的@@增加@@，也需要汽车@@管理器件@@有@@能力支持@@更高@@@@功率@@@@@@、更大@@电流@@@@的@@应用@@@@。而@@在@@某些应用@@中@@@@，特别是@@一@@些高@@性能@@的@@@@SoC，对@@于@@@@电压@@轨的@@电压@@精度@@@@等@@指标会有@@更特殊的@@要求@@@@。这都要求@@车用电源@@管理@@器件@@@@，在@@性能@@上@@有@@相应的@@提升和@@优化@@@@。

再有@@@@，受汽车@@空间所限@@，车载@@电子产品@@受到@@的@@@@“热约束@@”也更大@@@@。这就要求@@电源@@管理@@系统@@在@@提升效率@@上@@精益求精@@、锱铢必较@@，尽可能减少@@热损耗@@@@，简化@@热管理@@系统@@设计@@的@@@@复杂性@@。

同时@@@@，狭小的@@空间也会增加@@EMI防护和@@治理方面@@的@@挑战@@，而@@在@@电源@@管理@@中@@广泛使用@@的@@开关@@@@稳压器@@@@本身@@就是@@一@@个@@@@@@“噪声@@源@@”，因此@@需要从@@器件@@级和@@系统@@级两个@@@@方面@@着手@@，应对@@@@EMI的@@问题@@——这不仅仅是@@产品@@功能@@设计@@的@@@@需要@@，更是@@相关@@法规标准@@的@@@@强@@制要求@@@@，不容马虎@@。

此外@@@@，汽车@@应用@@在@@可靠性@@和@@安全方面@@的@@高@@标准@@@@，也会体现在@@@@电源@@产品@@的@@设计@@上@@@@，在@@小型@@化@@的@@同时@@@@@@，确保电源@@管理@@方案@@@@达到@@@@相应的@@功能@@安全等@@级@@，也是@@必不可少@@的@@技术@@@@考量@@。

上@@述诸多技术@@因素的@@影响@@，使得@@工程师在@@设计@@小型@@化@@的@@汽车@@电源@@管理@@系统@@时@@@@，对@@于@@@@相关@@芯@@片@@解决方案@@@@的@@选型@@会更加@@“挑剔@@”，能够成为@@@@他们心头好的@@电源@@管理@@器件@@@@，一@@定需要具备过硬的@@实力以@@及@@@@与@@众不同的@@@@优势@@@@。接下@@来@@，本文将@@带@@大@@家认识这样@@几款@@@@Analog Devices出品的@@车用电源@@管理@@器件@@@@。

高@@集成@@方案@@@@，减小占板面积@@@@

以@@汽车@@中@@的@@@@ADAS高@@级辅助驾驶系统@@为@@例@@@@@@，为@@了实现@@@@更高@@@@级别@@的@@驾驶自@@动化@@，提供@@更佳的@@用户体验@@，ADAS系统@@中@@通常@@会采用@@包括@@毫米波雷达@@@@、激光雷达@@和@@摄像头@@模块@@在@@内的@@多种环境传感器@@，每@@种传感器的@@数量@@也不止一@@个@@@@@@，以@@增强@@对@@环境的@@感知能力@@。

在@@传统@@的@@@@方案@@中@@@@，为@@单个@@环境传感器供电@@@@（以@@毫米波雷达@@中@@的@@单片@@MMIC为@@例@@），需要包括@@多个@@电压@@调节器@@、监视器和@@看门狗@@IC在@@内的@@六个@@分立的@@器件@@@@（如@@图@@@@1）。这样@@的@@方案@@可能会占掉一@@个@@@@传感器模块@@@@PCB上@@一@@半以@@上@@@@的@@面积@@@@@@，这显然会让@@核心@@的@@功能@@设计@@捉襟见肘@@，处处受制@@。

图@@1：基于@@@@分立器件@@的@@@@雷达@@@@@@ECU电源@@管理@@方案@@@@（图@@源@@：Analog Devices）

为@@此@@，Analog Devices提出了@@一@@种@@基于@@@@高@@集成@@度@@@@@@PMIC的@@双@@芯@@片@@解决方案@@@@@@（如@@图@@@@2），大@@大@@减少@@了电源@@管理@@系统@@的@@占板面积@@@@，为@@其@@他的@@功能@@电路@@释放出充足的@@设计@@空间@@。

图@@2：基于@@@@PMIC的@@雷达@@@@ECU电源@@管理@@方案@@@@（图@@源@@：Analog Devices）

由@@上@@图@@可见@@@@，该@@方案@@包括@@两个@@@@核心@@电源@@管理@@器件@@@@：

前端@@@@是@@一@@个@@@@高@@压降压@@转换@@器@@@@@@@@（HV BUCK），其作用是@@将@@电池电压@@@@降至@@@@@@3.3V；

后@@端@@是@@一@@个@@@@高@@密度@@@@、低@@电压@@的@@@@PMIC，其集成@@有@@@@多路的@@电压@@调节器@@，包括@@降压@@调节和@@升压调节@@，以@@产生高@@精度@@@@@@的@@电压@@轨输出@@@@，为@@功能@@模块@@中@@的@@用电负载供电@@@@。

架构@@优势@@

这种@@架构@@一@@方面@@@@可以@@显著优化@@电源@@管理@@系统@@的@@尺寸@@@@，赋能产品@@的@@小型@@化@@@@设计@@@@，另一@@方面@@@@@@也有@@利于@@方案@@的@@可扩展性@@，开发者可以@@根据@@@@目标应用@@的@@需要@@，分别选择更为@@合适的@@高@@压降压@@转换@@器@@@@@@和@@低@@压@@PMIC，实现@@更优@@的@@方案@@@@。

Analog Devices也为@@支持@@这一@@架构@@@@，提供@@了丰富的@@产品@@组合@@@@。

MAX20014

在@@后@@端@@低@@压@@PMIC方面@@，MAX20014是@@一@@个@@@@应用@@范围很广的@@解决方案@@@@@@。MAX20014是@@一@@个@@@@高@@效@@@@、三路输出@@的@@低@@压@@DC-DC转换@@器@@，其中@@@@一@@路同步@@升压转换@@器@@输出@@@@，将@@输入@@电压@@@@升压到@@@@8.5V，输出@@电流@@@@高@@达@@@@750mA；而@@两路同步@@降压@@转换@@器@@@@@@的@@输入@@电压@@@@@@范围@@为@@@@@@3.0V至@@5.5V，提供@@0.8V至@@3.8V的@@输出@@@@电压@@@@@@，负载电流@@可达@@3A。在@@整个@@负载范围@@，以@@及@@@@器件@@的@@@@工作@@温度@@@@@@范围@@内@@，MAX20014都能够提供@@较高@@的@@精度@@@@@@@@（升压转换@@器@@精度@@@@可达@@±2%，降压@@转换@@器@@@@的@@@@精度@@@@可达@@±1.5%）。

除@@了@@本身@@的@@高@@集成@@度@@@@@@，由@@于@@@@MAX20014的@@工作@@频率高@@至@@@@2.2MHz，因此@@允许使用@@外@@形更小的@@全陶瓷电容@@@@，使得@@外@@围@@188足彩外@@围@@app 占位面积@@更小@@。

在@@效率@@方面@@@@，MAX20014可以@@工作@@在@@@@2.2MHz固定频率脉宽调制@@（PWM）模式@@可提供@@更好的@@负载瞬态响应@@@@；其也可工作@@在@@脉冲频率调制@@模式@@@@（SKIP），确保轻载下@@的@@高@@效@@工作@@@@。由@@于@@@@集成@@了低@@@@RDS(ON)开关@@@@，因此@@相对@@@@于@@分立式方案@@@@，MAX20014也大@@大@@提高@@@@了重负载时@@的@@效率@@@@@@。

此外@@@@，MAX20014采用@@可编程@@扩频调制@@，可有@@效抑制@@@@EMI电磁辐射@@@@。器件@@还提供@@@@预设的@@固定或@@电阻@@可调@@节输出@@电压@@@@@@、软@@启动@@@@、过流@@和@@过热@@保护等@@@@功能@@@@@@，可以@@说@@@@是@@一@@位各方面@@实力都不俗的@@@@“六边形战士@@”。

图@@3：MAX20014升压和@@@@双@@通道@@@@降压@@转换@@器@@@@框图@@@@（图@@源@@：Analog Devices）

MAX20408

在@@前端@@@@的@@高@@压降压@@转换@@器@@@@@@的@@选择上@@@@，具有@@@@10μA静态电流@@@@和@@双@@相能力的@@汽车@@级@@@@36V、8A全集成@@@@降压@@转换@@器@@@@@@MAX20408是@@一@@款@@@@值@@得推荐的@@产品@@@@。

作为@@@@一@@款@@小型@@同步@@降压@@转换@@器@@@@@@@@，MAX20408集成@@了高@@侧@@和@@@@低@@侧@@开关@@@@@@，可在@@@@3V到@@36V的@@宽输入@@电压@@@@范围@@@@内提供@@高@@达@@@@8A的@@电流@@@@。其还具有@@@@双@@相功能@@@@，可将@@@@两个@@@@@@IC配置@@为@@主机和@@从@@机@@，进行动态电流@@共@@享和@@@@180°错相操作@@@@，这样@@一@@来可支持@@的@@电流@@@@将@@成倍@@增加@@，达到@@@@16A。这种@@大@@电流@@@@能力@@，非常有@@利于@@为@@下@@游更丰富的@@功能@@模块@@提供@@充沛的@@电力@@@@，以@@简化@@整体系统@@@@BOM。

图@@4：MAX20408汽车@@级@@全集成@@@@降压@@转换@@器@@@@@@框图@@@@（图@@源@@：Analog Devices）

2.1MHz和@@400kHz的@@高@@开关@@@@频率@@选项@@，使得@@MAX20408同样支持@@外@@部@@188足彩外@@围@@app 的@@小型@@化@@@@，同时@@@@可减少@@输出@@纹波@@@@并确保无@@AM干扰@@。扩频选项也有@@助于@@进一@@步减少@@@@EMI辐射@@。

MAX20408可编程@@的@@@@FSYNC输入@@支持@@三种不同的@@@@工作@@模式@@@@@@，包括@@强@@制@@PWM模式@@、超低@@@@静态电流@@@@@@@@的@@跳跃模式@@以@@及@@@@与@@外@@部时@@钟的@@同步@@模式@@@@，有@@利于@@性能@@的@@优化@@@@。其电压@@质量可以@@通过@@@@观察@@PGOOD信号来监测@@，并可以@@在@@@@@@99%占空比@@低@@压差下@@运行@@，非常适合@@于@@@@汽车@@和@@工业@@等@@高@@可靠@@性@@应用@@@@。

图@@5：MAX20408可为@@后@@端@@电路@@提供@@充足电力@@（图@@源@@：Analog Devices）

多路电源@@监控@@器@@，确保功能@@安全@@

越来越多汽车@@电子@@设备的@@部署@@，除@@了@@要考虑性能@@和@@功能@@方面@@的@@要求@@@@，还有@@一@@个@@@@必不可少@@的@@技术@@@@考量@@，这就是@@功能@@安全@@，其作用是@@确保车辆中@@电气安全相关@@系统@@发生故障时@@@@，不会导致安全系统@@的@@故障或@@风险@@。这在@@车载@@应用@@中@@是@@至@@关@@重要的@@@@。

汽车@@电子@@系统@@所需的@@功能@@安全级别@@@@，以@@系统@@的@@@@ASIL（汽车@@安全完整性级别@@@@）评级来定义@@，由@@低@@到@@高@@分为@@从@@@@A到@@D四个@@级别@@@@。想要达到@@@@所需的@@@@ASIL级别@@，通常@@有@@两种方法@@：一@@种@@方法是@@使用@@集成@@了相关@@功能@@@@、本身@@符合@@@@ASIL的@@IC，采用@@这种@@方法@@BOM更简化@@@@，当@@然@@单颗物料的@@成本@@也会更高@@@@些@@；另一@@种@@方法是@@使用@@监控@@电路@@来提供@@系统@@达标所需的@@检测@@@@、诊断和@@验证等@@功能@@@@，这种@@方案@@通常@@具有@@@@更大@@的@@设计@@灵活性@@。

在@@汽车@@@@电源@@管理@@领域@@，无论采用@@哪种方法@@，都面临着小型@@化@@的@@设计@@挑战@@。以@@ADAS系统@@为@@例@@@@，通常@@需要对@@其核心@@@@SoC进行电压@@监控@@和@@执行监控@@@@，以@@确保系统@@的@@正常@@工作@@@@。这个@@过程中@@@@，核心@@SoC需要执行多个@@复杂算法来将@@传感器数据@@转换@@为@@逻辑响应@@，需要看门狗@@IC来确保正确执行@@。这些@@复杂算法需要@@SoC内集成@@的@@不同功能@@模块@@@@（如@@主处理器外@@围电压@@@@、处理器内核@@、存储器和@@外@@设@@@@）共@@同来完成@@。在@@主@@SoC之外@@@@，整个@@系统@@中@@还可能会有@@其他微控制@@器@@控制@@的@@传感器进行数据@@采集和@@驱动响应@@……所用这些@@都需要不同的@@@@电源@@轨供电@@@@，而@@为@@了满足功能@@安全要求@@@@，则需要对@@每@@个@@@@电源@@轨都进行电压@@监控@@@@。这时@@@@，一@@个@@@@高@@集成@@度@@@@的@@@@电源@@监控@@解决方案@@@@就显得十分必要了@@。

MAX20480是@@符合@@@@ASIL标准@@的@@@@SoC电源@@系统@@监测器@@，可支持@@多达@@@@7路电压@@监测输入@@@@，每@@路输入@@均具有@@@@可编程@@@@OV/UV门限@@（介于@@@@2.5%至@@10%之间@@），精度@@@@为@@@@±1%。其中@@@@两路输入@@具有@@@@独立的@@远端@@地检测@@输入@@@@，通过@@集成@@@@I2C接口@@支持@@@@DVS。

MAX20480包含可编程@@灵活上@@电@@顺序记录器@@（FPSR），该@@记录器可独立储存上@@电@@和@@断电时@@标@@，支持@@开@@/关@@和@@休眠@@/待机电源@@排序@@。MAX20480还包含可编程@@质询@@/应答看门狗@@，可通过@@@@I2C接口@@访问@@，同时@@@@还包括@@可编程@@低@@电平有@@效@@RESET输出@@。

显而@@易见@@，与@@独立@@IC或@@分立式@@188足彩外@@围@@app 相比@@，MAX20480在@@提高@@@@可靠@@性@@的@@同时@@@@大@@大@@降低@@了@@所需@@188足彩外@@围@@app 的@@数量@@，减少@@了系统@@尺寸@@@@，与@@监控@@控制@@器@@配合使用@@@@时@@@@，MAX20480可满足@@ASIL-D可靠性@@标准@@的@@@@要求@@@@，提供@@了一@@种@@小型@@化@@的@@设计@@解决方案@@@@@@，在@@ADAS、驾驶员和@@乘客监控@@系统@@@@、信息娱乐系统@@@@、智能座舱@@等@@新兴车载@@应用@@中@@都能够大@@显身手@@。

图@@6：MAX20480电源@@系统@@监测器@@（图@@源@@：Analog Devices）

本文小结@@@@

越来越丰富的@@汽车@@电子@@功能@@@@，推动着相关@@电子设备小型@@化@@的@@设计@@趋势@@。而@@这种@@小型@@化@@的@@设计@@要求@@具体到@@为@@每@@个@@@@@@@@ECU供电@@的@@电源@@管理@@系统@@@@的@@设计@@上@@@@，就面临着诸多挑战@@。以@@往开发者不得不在@@诸多设计@@要求@@之间@@进行权衡取舍@@，难于@@达到@@@@理想的@@设计@@目标@@。

好消息是@@@@，Analog Devices提出了@@一@@种@@理想的@@双@@芯@@片@@汽车@@电源@@系统@@架构@@@@，并提供@@了丰富的@@产品@@组合@@@@@@，以@@满足不同车载@@应用@@电源@@管理@@系统@@设计@@的@@@@要求@@@@。如@@果@@你想了解@@更多@@的@@技术@@@@信息@@，探索更多的@@可能性@@@@，请访问@@贸泽电子@@官网@@中@@相关@@的@@技术@@@@专题页面@@，你一@@定会收获满满@@。

来源@@：贸泽电子@@

解决方案@@@@:

汽车@@

Xilinx是@@一@@家专注于@@可编程@@逻辑器件@@@@（FPGA）和@@自@@适应处理器的@@@@公司@@@@，提供@@了一@@系列@@面向@@@@汽车@@行业的@@解决方案@@@@@@。以@@下@@是@@@@Xilinx在@@汽车@@@@领域的@@一@@些关@@键方面@@@@：

汽车@@级@@FPGA： Xilinx提供@@了针对@@@@汽车@@行业的@@@@FPGA产品@@，这些@@产品@@通常@@具有@@@@更高@@@@的@@可靠性@@@@、温度@@@@范围和@@其他特定于@@汽车@@的@@要求@@@@。这些@@FPGA可用于@@@@处理复杂的@@计算任务@@、传感器融合@@、图@@像处理等@@@@。

ADAS（先进驾驶辅助系统@@@@）： Xilinx的@@技术@@@@被广泛应用@@于@@@@先进驾驶辅助系统@@@@@@，包括@@雷达@@处理@@、视觉感知@@、车道保持辅助@@、自@@动驾驶等@@功能@@@@。

汽车@@网@@络@@： Xilinx的@@解决方案@@@@用于@@@@汽车@@网@@络@@和@@通信@@@@，包括@@支持@@@@Ethernet AVB/TSN（音视频桥接@@/时@@间@@敏感网@@络@@）的@@技术@@@@，以@@实现@@@@高@@效@@的@@数据@@@@通信@@@@。

汽车@@信息娱乐系统@@@@@@： Xilinx的@@FPGA和@@处理器技术@@可用于@@@@提升车载@@娱乐系统@@的@@性能@@@@，支持@@高@@级图@@形和@@音频处理@@。

电动汽车@@和@@混合动力系统@@@@： Xilinx的@@解决方案@@@@还可用于@@@@电动汽车@@和@@混合动力汽车@@的@@控制@@系统@@@@，包括@@电机控制@@@@、电池管理@@等@@@@。

高@@效@@稳定@@管理电源@@的@@正确@@“姿势@@”！

judy — Tue, 17 Oct 2023 06:59:46 +0000

低@@压降@@线性稳压器@@@@用于@@@@稳定@@电源@@输出@@电压@@@@@@，它的@@主要作用是@@将@@不稳定@@的@@输出@@@@电压@@@@@@转换@@为@@稳定@@的@@输出@@@@电压@@@@@@@@，并抵消电源@@中@@的@@噪声@@和@@波动@@，这有@@助于@@保护电子设备免受过高@@或@@过低@@电压@@的@@@@损害@@。此外@@@@，低@@压降@@线性稳压器@@@@还可提供@@电源@@滤波功能@@@@，去除@@电源@@中@@的@@噪声@@和@@干扰@@@@，确保电子设备正常@@工作@@@@。

本文将@@详细介绍@@上@@海芯@@炽科技集团@@有@@限公司@@@@的@@@@SC8101。作为@@@@一@@款@@具有@@@@@@0.8uA(Typ)超低@@@@静态电流@@@@@@@@，3.4V-5.5V宽工作@@电压@@范围@@的@@高@@速高@@精度@@@@@@低@@压差线性稳压芯@@片@@@@，SC8101具有@@@@使能引脚@@和@@关@@断@@快速放电功能@@@@，以@@及@@@@输入@@限流@@、输出@@短路@@保护@@@@、过热@@保护等@@@@功能@@@@，能够在@@异常@@工作@@条件下@@保护芯@@片@@不受损伤@@。该@@产品@@凭借@@其低@@功耗@@@@、低@@压降@@、高@@精度@@@@@@输出@@@@、多种保护功能@@@@@@、小型@@封装@@等@@优势@@，为@@多领域的@@工业@@电子电力设备铺平了道路@@，深受客户的@@青睐@@。

诸如@@电池供电@@的@@产品@@@@、参考电压@@源以@@及@@@@其@@他需要低@@电压@@稳压的@@设备@@，都对@@稳定@@的@@电源@@输出@@@@，免受电压@@波动及@@噪声@@干扰@@提出了@@更严格的@@要求@@@@。而@@SC8101超低@@@@压降@@线性稳压器@@@@可广泛应用@@于@@@@移动设备@@@@、物联网@@@@设备@@、无线@@通信@@模块@@和@@便携式电子产品@@等@@领域@@，为@@您的@@电子设备提供@@高@@效@@稳定@@的@@电源@@管理@@解决方案@@@@@@。

SC8101功能@@模块@@示意图@@@@

SC8101的@@稳定@@性与@@可靠性@@体现在@@@@各个@@方面@@@@。SC8101稳压芯@@片@@能够提供@@较小的@@输出@@@@电压@@@@@@波动@@，接受一@@定的@@输入@@电压@@@@@@变化范围@@，具有@@@@500mA的@@负载能力@@，680mW的@@最大@@耗散功率@@@@。当@@出现类似@@突然流入大@@电流@@@@而@@导致电压@@瞬间下@@降的@@@@VIN

SC8101简化@@框图@@@@

结@@语@@@@

SC8101可广泛应用@@于@@@@移动设备@@、物联网@@@@设备@@、无线@@通信@@模块@@和@@便携式电子产品@@等@@领域@@，能够为@@您的@@电子设备提供@@卓越的@@@@性能@@和@@可靠的@@电源@@管理@@解决方案@@@@@@。

关@@于@@@@上@@海芯@@炽@@

上@@海芯@@炽科技集团@@有@@限公司@@@@2019年@@8月@@成立@@，核心@@业务聚焦在@@高@@端@@模拟@@集成@@电路@@研发和@@应用@@@@，其产品@@广泛用于@@@@智能汽车@@@@、新能源@@、通信@@、工业@@控制@@@@、医疗器械@@、精密仪器以@@及@@@@各类高@@端@@消费电子@@等@@领域@@。

上@@海芯@@炽坚持@@正向@@设计@@和@@源头创新@@，致力于@@为@@客户提供@@国产高@@性能@@@@、高@@品质模拟@@集成@@电路@@产品@@@@。公司@@技术@@积累深厚@@，研发实力强@@@@，产品@@种类齐全@@，产品@@线涵盖@@各类模数转换@@器@@@@ (ADC)、数模转换@@器@@@@ (DAC)、运算放大@@器@@、高@@速接口@@电路@@等@@@@，有@@消费@@、工业@@、车规和@@宇航等@@不同产品@@等@@级@@。此外@@@@，公司@@还可为@@客户提供@@定制化设计@@服务@@，以@@满足特殊技术@@和@@产品@@需求@@。

上@@海芯@@炽已量产近百款@@模拟@@芯@@片@@产品@@@@，并不断推出新产品@@@@，持续丰富各条产品@@线@@。

圣邦微电子@@ SGM2537 系列@@电子保险丝@@@@用料@@

judy — Wed, 11 Oct 2023 03:42:39 +0000

圣邦微电子@@推出@@ SGM2537 系列@@高@@精度@@@@@@@@、单通道@@电子保险丝@@@@产品@@@@。SGM2537 系列@@产品@@@@可满足@@数字通讯@@系统@@母线电压@@多样化和@@内部@@节点功能@@复杂化等@@市场需求下@@@@，电子保险丝@@@@应用@@对@@宽范围供电@@电压@@芯@@片@@的@@新一@@代@@性能@@要求@@@@。

SGM2537 系列@@产品@@@@配置@@功能@@丰富@@，包括@@可选@@固定输出@@钳位电压@@@@和@@可配置@@输出@@钳位电压@@@@@@，输出@@钳位电压@@@@（3.8V/5.7V/13.7V/ADJ/NM）；输出@@软@@起斜率可调@@@@；支持@@ 3.3V PCI-e、5V Bus 及@@ 12V Bus 等@@多种总线应用@@@@以@@及@@@@输出@@限流@@ 0.5A 至@@ 4A 可调@@，并且@@精度@@@@可达@@ ±7.5%（+25℃，典型@@值@@@@）。

芯@@片@@采用@@@@符合@@环保理念的@@@@@@ TDFN-2×2-8AL 绿色封装@@@@，工作@@温度@@@@@@范围@@在@@@@ -40℃ 至@@ +125℃。

图@@ 1 SGM2537 应用@@框图@@@@

SGM2537 典型@@特性@@@@

工作@@电压@@范围@@：2.7V 至@@ 18V，支持@@ 20V 浪涌电压@@@@；

导通@@电阻@@@@：35mΩ（典型@@值@@@@）；

输出@@钳位电压@@@@响应时@@间@@@@：5μs（典型@@值@@@@）；

可调@@的@@输出@@@@电流@@@@@@限制@@：0.5A 至@@ 4A；

输出@@电流@@@@限制精度@@@@@@：±7.5%（25℃，典型@@值@@@@）；

负载电流@@监测@@；

可调@@输出@@软@@起斜率@@；

过温保护@@；

输出@@快速泄放功能@@@@（SGM2537-xD）；

工作@@故障指示@@@@。

SGM2537 核心@@特点@@

1. SGM2537 支持@@高@@达@@@@ 18V 输入@@电压@@@@，可调@@输出@@软@@起功能@@有@@效减少@@浪涌电流@@@@，保护下@@游大@@电流@@@@敏感器件@@并抑制@@输入@@端@@电压@@波动@@。

2. SGM2537 具有@@@@ 35mΩ 的@@低@@导通@@电阻@@@@@@@@，可显著降低@@在@@大@@电流@@@@场景下@@的@@损耗@@@@@@，提高@@@@系统@@效率@@@@@@。

3. SGM2537 内部@@集成@@@@输出@@钳位电压@@@@@@，可以@@在@@@@ 5μs 内快速响应输入@@过压@@事件并将@@输出@@钳位电压@@@@在@@安全范围内@@@@，有@@效保护下@@游电压@@敏感型@@器件@@@@。

4. SGM2537 通过@@外@@接电阻@@实现@@从@@@@ 0.5A 至@@ 4A 可调@@的@@电流@@@@限制@@，限流精度@@@@可达@@ ±7.5%，ILIM 引脚@@电压@@可用于@@@@监测负载电流@@@@。当@@输出@@长时@@间@@过载@@或@@短路@@时@@@@，自@@恢复版本@@@@（SGM2537-xR）芯@@片@@由@@于@@@@过温保护@@进行打嗝重启并在@@@@异常@@状态移除@@后@@恢复正常@@工作@@@@，锁存版本@@@@（SGM2537-xL）芯@@片@@在@@热关@@断@@后@@需要通过@@电源@@或@@@@ EN 重置@@。热关@@断@@期间@@，nFAULT 引脚@@提供@@异常@@状态指示@@@@。

SGM2537 应用@@案例@@

在@@一@@些多电源@@轨应用@@中@@@@，需要在@@一@@路电源@@轨出现异常@@时@@@@，另一@@路电源@@轨执行相应的@@保护动作@@，避免系统@@失控导致工作@@异常@@@@，甚至@@@@是@@功能@@失效@@。比如@@@@在@@存储系统@@中@@@@ 3.3V+12V 同时@@@@的@@双@@电压@@轨场景@@，两颗@@ SGM2537-xR 芯@@片@@可以@@通过@@@@下@@图@@连接方式@@@@，实现@@在@@@@任一@@电压@@轨出现异常@@时@@@@，通过@@ nFAULT 引脚@@功能@@的@@@@动作执行@@，自@@动关@@断@@另一@@电压@@轨并同时@@@@进入@@打嗝模式@@@@，避免后@@级@@负载失控后@@@@，状态机执行动作异常@@@@。当@@后@@级负载异常@@状态移除@@后@@@@，两颗@@电子保险丝@@@@均可恢复正常@@工作@@@@。

图@@ 2 应用@@示意图@@@@

关@@于@@@@圣邦微电子@@@@

实现@@更安全更舒适的@@体验@@，车载@@电源@@管理@@产品@@如@@何提供@@助力@@？

judy — Wed, 06 Sep 2023 02:13:57 +0000

对@@于@@@@消费者来说@@@@，汽车@@无疑@@是@@相当@@@@“大@@”的@@一@@个@@@@消费品@@，因此@@在@@购买之前需要仔细权衡各种因素@@。而@@在@@诸多因素中@@@@，除@@了@@动力@@、外@@形等@@这些@@硬指标@@，如@@今@@安全与@@舒适性在@@人们购买决策时@@的@@权重也越来越高@@@@。

这是@@@@因为@@今天@@的@@汽车@@已经不再是@@一@@个@@@@简单的@@运载工具@@，而@@是@@演变成人们日常生活中@@居家和@@办公之外@@@@的@@@@“第@@三空间@@”，因此@@大@@家对@@于@@@@车轮上@@@@、座舱中@@的@@这段时@@间@@如@@何度@@过@@，也会有@@更多的@@期许@@。而@@为@@了满足消费者无止境的@@需求@@@@，开发者们也在@@不断推出新型@@的@@车载@@@@产品@@@@，以@@提供@@不一@@样的@@用户体验@@。比如@@@@下@@@@面这些@@新概念的@@产品@@和@@应用@@@@：

ADAS和@@自@@动驾驶@@

让@@汽车@@安全地自@@主驾驶@@，将@@人类从@@枯燥@@、累人的@@驾驶操作@@中@@彻底解放出来@@，可以@@说@@@@是@@人们对@@于@@@@汽车@@进化的@@@@“终极想象@@”。不论是@@今天@@的@@@@ADAS还是@@明天真正的@@@@自@@动驾驶@@，都是@@一@@种@@兼具安全性@@和@@舒适性的@@新功能@@@@。

车载@@LED照明@@

车外@@照明@@@@（也就是@@@@车灯@@）能够增强@@驾驶员的@@视觉能力@@，也是@@一@@种@@车与@@车之间@@通用的@@沟通@@“语@@言@@”，在@@安全性@@上@@的@@重要性不言而@@喻@@；而@@车内照明@@则有@@利于@@营造一@@种@@舒适的@@驾乘氛围@@，为@@用户提供@@更舒适的@@体验@@。不论是@@车外@@还是@@车内照明@@@@，从@@传统@@光源向@@@@LED迁移已经是@@大@@势所趋@@，由@@此带@@来的@@车载@@@@照明@@产品@@在@@使用@@寿命@@、可靠性@@和@@灵活性上@@的@@提升@@，已经得到@@了市场的@@验证@@。

智能座舱@@

这其中@@@@涵盖@@多种组件@@，比如@@@@中@@控@@、电子仪表@@盘@@、车机@@，以@@及@@@@比较新潮的@@@@HUD、手势@@/语@@音识别@@、疲劳驾驶检测@@等@@功能@@@@。不过@@它们设计@@的@@@@一@@个@@@@核心@@要义都是@@要成为@@@@一@@个@@@@高@@效@@和@@安全@@的@@人机交互界面@@(HMI),确保驾驶员能够快捷@@、直观@@、准确@@地获得信息@@，并做出及@@时@@@@、正确的@@决策@@。这自@@然也是@@提升驾驶安全和@@舒适性的@@关@@键一@@环@@。

类似@@的@@车载@@@@产品@@和@@方案@@还有@@很多@@，市场上@@也在@@不断涌现让@@人眼前一@@亮的@@新物种@@。不过@@所有@@这些@@产品@@和@@方案@@都有@@一@@个@@@@共@@同的@@特点@@——它们都是@@日益智能化的@@汽车@@电子@@产品@@@@。这也代@@表@@着一@@个@@@@大@@趋势@@：汽车@@的@@电子化程度@@在@@不断提升@@。据@@德勤@@（Deloitte）的@@研究报告@@，到@@2030年@@电子产品@@将@@占到@@整车成本@@的@@@@45％。

汽车@@电源@@管理@@设计@@的@@@@挑战@@

车载@@电子系统@@的@@增加@@，也意味着整车中@@的@@用电负载数量大@@幅增加@@，这样@@的@@压力会直接转嫁到@@汽车@@电源@@管理@@器件@@身上@@@@。

汽车@@电源@@管理@@器件@@的@@@@任务@@，就是@@将@@来自@@@@车载@@电池的@@电能通过@@多级的@@转换@@@@，最终输出@@给不同的@@@@汽车@@电子@@负载@@，其能否稳定@@可靠地工作@@@@，关@@系到@@各个@@车载@@电子部件的@@状态@@，可谓是@@@@“责任重大@@@@”。

图@@1：汽车@@电源@@管理@@系统@@简图@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

而@@且@@值@@得注意@@的@@是@@@@，汽车@@电源@@管理@@器件@@想要满足系统@@设计@@要求@@@@，并非简单的@@完成电能转换@@即@@可@@@@，而@@是@@要根据@@@@汽车@@应用@@环境的@@特殊要求@@进行专门的@@优化@@@@。这些@@需要特殊考量的@@设计@@要求@@包括@@@@：

转换@@效率@@@@

这是@@@@电源@@管理@@设计@@中@@非常关@@键的@@一@@个@@@@指标@@，在@@整车用电负载数量和@@总能耗不断攀升的@@背景下@@@@，在@@每@@一@@个@@@@电源@@转换@@节点上@@对@@效率@@锱铢必较@@@@，都非常有@@意义@@。这就需要汽车@@电源@@管理@@器件@@在@@@@提升电源@@转换@@效率@@@@@@@@、降低@@静态电流@@@@@@等@@方面@@持续优化@@@@，不断精进@@。

可靠性@@

汽车@@工作@@环境复杂@@，但@@是@@@@对@@于@@@@可靠性@@的@@要求@@却更高@@@@@@。电源@@管理@@器件@@是@@否能够在@@电压@@波动或@@者受到@@瞬态大@@能量冲击时@@@@，仍然能够保持一@@致@@、稳定@@的@@运行@@，显得尤为@@关@@键@@。因此@@，更可靠的@@过压@@@@、过流@@、过温等@@电路@@保护功能@@@@@@，往往会被集成@@到@@汽车@@电源@@管理@@器件@@中@@@@@@。

热管理@@

过高@@的@@温度@@@@会影响元器件@@@@的@@可靠性@@和@@寿命@@，而@@电源@@管理@@器件@@自@@身的@@发热以@@及@@@@汽车@@狭小而@@恶劣的@@应用@@环境@@，也会加剧这一@@挑战@@。提升电源@@管理@@的@@效率@@@@@@、采用@@利于@@散热的@@封装@@@@、优化@@PCB设计@@等@@举措@@，都有@@利于@@应对@@@@热管理@@的@@挑战@@，进而@@避免在@@设计@@中@@@@使用@@@@笨重@@、昂贵的@@散热器@@@@。

电磁兼容@@

EMI电磁干扰@@是@@汽车@@电子@@产品@@设计@@所面对@@的@@一@@个@@@@主要问题@@，它会干扰@@电子设备的@@运行@@，对@@车辆和@@驾乘人员的@@安全带@@来危险@@。具体到@@电源@@管理@@上@@@@，常用的@@@@DC-DC开关@@@@稳压器@@@@本身@@就是@@一@@个@@@@噪声@@源@@@@，而@@且@@稳压器@@数量的@@增加@@、开关@@@@频率@@的@@提升@@，以@@及@@@@设计@@小型@@化@@的@@要求@@@@，都会增加电磁兼容@@@@（EMC）设计@@的@@@@难度@@@@。为@@此@@，汽车@@电源@@管理@@器件@@需要采用@@一@@些特殊技术@@@@，来确保最终的@@系统@@@@设计@@符合@@@@CISPR 25 Class 5等@@EMC规范要求@@@@。

小型@@化@@

面对@@汽车@@上@@有@@限的@@空间@@，电源@@器件@@的@@@@小型@@化@@@@也是@@一@@个@@@@关@@键特性@@@@，采用@@更小的@@封装@@以@@减少@@占板面积@@@@，或@@者是@@在@@单芯@@片@@上@@集成@@更多的@@功能@@以@@简化@@系统@@@@BOM，都是@@行之有@@效的@@举措@@。电源@@管理@@系统@@的@@简化@@@@，也可以@@为@@其@@他组件提供@@更大@@的@@空间@@，为@@整车的@@电子系统@@设计@@带@@来更大@@的@@灵活性@@。

成本@@效益@@

虽然不像消费电子@@领域那么@@@@“卷@@”，不过@@成本@@仍然是@@汽车@@产品@@设计@@时@@的@@一@@个@@@@关@@键要素@@。而@@且@@这种@@成本@@优化@@的@@@@考量是@@综合的@@@@，除@@了@@电源@@管理@@器件@@本身@@的@@成本@@@@，是@@否有@@利于@@简化@@系统@@设计@@@@、缩短开发周期@@，或@@者便于@@在@@不同市场中@@的@@扩展@@，都会影响最终的@@成本@@效益@@@@，这也是@@电源@@管理@@@@器件@@可以@@为@@用户提供@@的@@@@价值@@所在@@@@。

总之@@，用于@@@@汽车@@安全和@@舒适性设计@@的@@@@电源@@管理@@器件@@@@，与@@通用型@@的@@产品@@相比@@会有@@更多的@@约束条件@@。当@@然@@，这也设置@@了一@@道无形的@@竞争壁垒@@，想要进入@@这个@@领域的@@厂商必须拿出一@@些硬实力@@、真功夫@@。

在@@汽车@@@@电源@@管理@@领域@@，ROHM Semiconductor（以@@下@@简称@@ROHM）就是@@这样@@一@@家实力出众@@、功夫了得的@@厂商@@。他们提供@@的@@@@产品@@不仅全@@，覆盖@@DC-DC转换@@器@@、LDO线性稳压器@@@@、LED驱动器@@、PMIC、电池管理@@IC等@@各个@@细分品类@@，而@@且@@每@@一@@颗电源@@管理@@@@IC都是@@围绕着车载@@应用@@的@@要求@@而@@精心优化@@和@@打造的@@@@，可以@@很好地支撑开发者在@@安全和@@舒适领域各种各样的@@设计@@创想@@。

高@@效@@且高@@速的@@车载@@@@@@DC-DC转换@@器@@

在@@汽车@@@@电源@@管理@@领域@@，车载@@DC-DC转换@@器@@（开关@@@@稳压器@@@@）凭借@@效率@@高@@@@@@、电压@@转换@@灵活@@（可支持@@降压@@@@、升压和@@@@升降压@@@@@@）、适用@@功率@@范围广等@@特点@@，应用@@非常广泛@@。不过@@，DC-DC转换@@器@@在@@开关@@@@动作中@@会产生较多噪声@@@@，且汽车@@电池或@@发电机输出@@电压@@@@波动较大@@@@，这都会对@@车载@@@@DC-DC转换@@器@@的@@@@设计@@和@@应用@@提出不小的@@挑战@@。

ROHM推出的@@@@BD9P系列@@初级@@DC-DC转换@@器@@就能够轻松化解这些@@挑战@@。其采用@@@@ROHM特有@@的@@@@Nano Pulse Control™技术@@，以@@及@@@@新型@@的@@控制@@技术@@@@，在@@实现@@高@@速响应特性@@的@@同时@@@@仍然保持很高@@的@@效率@@@@@@——高@@负载时@@@@（输出@@电流@@@@1A）转换@@效率@@@@高@@@@达@@92％，且在@@轻负载时@@@@（输出@@电流@@@@1mA）也达到@@@@了@@85％，非常适合@@于@@@@ADAS相关@@的@@传感器@@、摄像头@@、雷达@@、汽车@@信息娱乐系统@@@@@@及@@仪表@@盘等@@应用@@@@@@。

图@@2：BD9P系列@@初级@@DC-DC转换@@器@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

与@@同类的@@产品@@相比@@@@，BD9P系列@@DC-DC转换@@器@@中@@突出的@@优势@@包括@@@@：

在@@极宽负载电流@@范围中@@实现@@高@@效@@率@@@@@@。以@@往的@@电源@@@@IC，为@@了确保高@@速响应性能@@@@，需要较大@@的@@驱动@@电流@@@@，这就使得@@其在@@轻负载时@@很难同时@@@@实现@@高@@效@@率@@@@@@。而@@BD9P系列@@产品@@@@搭载了采用@@新型@@控制@@方式@@@@的@@电路@@@@，从@@轻负载到@@高@@负载均实现@@了非常出色的@@高@@效@@率@@@@@@，也就是@@@@说@@@@无论是@@汽车@@引擎停止还是@@运转时@@@@，都可以@@降低@@应用@@产品@@的@@功耗@@。

图@@3：BD9P系列@@在@@不同负载下@@均有@@高@@效@@率@@@@表@@现@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

电池电压@@@@波动时@@也可稳定@@工作@@@@。通常@@DC-DC转换@@器@@在@@输入@@电压@@@@波动时@@可能会引起负载电流@@的@@降低@@@@，进而@@发生输出@@电压@@@@过冲问题@@，而@@BD9P系列@@DC-DC转换@@器@@的@@@@电压@@过冲仅有@@普通@@DC-DC转换@@器@@的@@@@1/10，使得@@车载@@电子设备在@@由@@于@@@@发动机起停引发电池电压@@@@波动的@@情况下@@@@@@，也可以@@稳定@@工作@@@@；而@@且@@还可以@@省去以@@往为@@应对@@@@过冲问题而@@使用@@的@@输出@@@@电容@@器@@@@，这也有@@利于@@简化@@系统@@@@，节省成本@@@@。

图@@4：BD9P系列@@在@@电池电压@@@@波动时@@也可稳定@@工作@@@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

具有@@@@优异的@@噪声@@抑制@@性能@@@@。由@@于@@@@采用@@了@@@@Nano PulseControl™超高@@速脉冲控制@@技术@@@@，BD9P系列@@IC可始终在@@@@2.2MHz工作@@，而@@不会干扰@@@@AM广播频段@@（高@@达@@1.84MHz）。此外@@@@，由@@于@@@@内置展频功能@@@@，可有@@效降低@@噪声@@峰值@@@@，进一@@步抑制@@噪声@@@@，因此@@该@@@@DC-DC转换@@器@@非常适用@@于@@@@@@对@@@@EMI敏感的@@车载@@@@应用@@@@。

＜关@@于@@@@Nano Pulse Control™＞
一@@种@@超高@@速脉冲控制@@技术@@@@@@。实现@@了纳秒@@@@（ns）级的@@开关@@@@导通@@时@@间@@@@（电源@@IC的@@控制@@脉冲宽度@@@@），使以@@往无法实现@@的@@@@高@@电压@@到@@低@@电压@@的@@@@转换@@成为@@@@可能@@。

您可通过@@@@详询@@ROHM以@@便进一@@步了解@@@@@@Nano Pulse Control™技术@@。

特别值@@得一@@提的@@是@@@@，BD9P系列@@可以@@和@@@@ROHM的@@BD9S系列@@次级@@DC/DC转换@@器@@配合使用@@@@@@，提供@@一@@个@@@@完整的@@高@@效@@@@、高@@速车载@@电源@@解决方案@@@@@@。ROHM也可以@@提供@@@@相关@@的@@参考设计@@@@方案@@@@，以@@及@@@@免费的@@在@@线仿真工具@@，大@@大@@加速车载@@电源@@系统@@的@@研发过程@@，节省综合成本@@@@。

图@@5：基于@@@@BD9P和@@BD9S的@@车载@@@@DC/DC参考设计@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

低@@功耗@@超小型@@@@LDO

除@@了@@DC-DC转换@@器@@，LDO线性稳压器@@@@也是@@车载@@电源@@管理@@系统@@中@@常用的@@@@器件@@@@。由@@于@@@@其具有@@@@噪声@@少@@@@、结@@构简单@@、成本@@低@@等@@特性@@@@，常用于@@@@噪声@@和@@成本@@敏感型@@的@@应用@@@@。

在@@LDO方面@@，ROHM同样具有@@@@很丰富的@@产品@@组合@@@@，而@@针对@@@@安全和@@舒适性应用@@@@，ROHM还专门开发了一@@些极具特色的@@产品@@@@，比如@@@@下@@@@面这款@@@@面向@@@@@@ADAS、车载@@雷达@@@@、车用仪表@@等@@@@应用@@@@而@@开发的@@@@BUxxJA2MNVX-C系列@@LDO，能够满足相关@@应用@@外@@形小@@、功耗低@@和@@响应快的@@设计@@要求@@@@。

图@@6：BUxxJA2MNVX-C系列@@LDO（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

外@@形方面@@@@，BUxxJA2MNVX-C系列@@LDO采用@@了@@1.0mm × 1.0mm超小型@@封装@@@@，与@@常见的@@@@1.5mm x 1.5mm封装@@的@@@@LDO相比@@，贴装面积@@减少@@了@@55%！此外@@@@，为@@了解@@决输入@@电压@@@@变动时@@输出@@电压@@@@变动及@@振荡问题@@，通常@@需要使用@@一@@个@@@@外@@置电容@@@@，相较于@@以@@往@@LDO产品@@所采用@@的@@@@1.0μF电容@@，BUxxJA2MNVX-C系列@@LDO仅需@@0.22μF电容@@即@@满足稳定@@输出@@电压@@@@的@@需要@@，这就使得@@整个@@电路@@系统@@的@@占板面积@@进一@@步缩小@@。

图@@7：BUxxJA2MNVX-C系列@@LDO采用@@超小型@@封装@@@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

在@@功耗和@@响应特性@@方面@@@@，BUxxJA2MNVX-C系列@@采用@@基准@@电压@@电路@@@@、放大@@电路@@等@@独有@@的@@电路@@技术@@@@，使得@@器件@@的@@@@消耗电流@@仅为@@@@35μA，这个@@数值@@只有@@以@@往产品@@的@@一@@半@@。而@@且@@消耗电流@@的@@降低@@并没有@@@@影响该@@@@LDO的@@响应特性@@@@，负载变动低@@至@@@@@@65mV。

可以@@想见@@，当@@工程师面对@@着小型@@化@@@@、低@@功耗@@、高@@可靠@@的@@车载@@@@电源@@系统@@设计@@挑战时@@@@，有@@这样@@一@@颗@@LDO摆在@@面前@@，难免不会心动@@。

高@@效@@率@@@@低@@@@EMI的@@PMIC

如@@果@@希望在@@有@@限的@@车载@@@@空间内@@，设计@@集成@@度@@更高@@@@@@、占位更小的@@电源@@系统@@@@，PMIC（电源@@管理@@IC）是@@一@@个@@@@不错的@@选择@@。所谓@@PMIC就是@@一@@种@@在@@单芯@@片@@中@@集成@@了多个@@电源@@管理@@电路@@@@，以@@及@@@@时@@序@@控制@@等@@功能@@的@@@@@@IC，与@@采用@@独立@@DC-DC、LDO及@@分立@@188足彩外@@围@@app 等@@搭建的@@电源@@系统@@相比@@@@，PMIC在@@减少@@空间和@@缩短开发周期@@方面@@优势明显@@。这些@@特性@@自@@然也会受到@@不少@@车载@@应用@@的@@青睐@@。

图@@8：BD86852MUF-C PMIC（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

ROHM的@@BD86852MUF-C就是@@一@@款@@@@@@专为@@@@ADAS车载@@摄像头@@应用@@而@@打造的@@@@PMIC，其集成@@有@@@@3个@@初级和@@次级降压@@@@DC-DC转换@@器@@、外@@部线性稳压器@@@@控制@@模块@@@@，以@@及@@@@CMOS传感器和@@图@@@@像传感电源@@的@@上@@电@@复位功能@@@@，仅通过@@单个@@@@IC即@@可@@进行电压@@设置@@和@@时@@序@@控制@@@@，因此@@系统@@占板面积@@可减少@@约@@41％，十分有@@利于@@车载@@摄像头@@模块@@的@@小型@@化@@@@设计@@@@。

图@@9：采用@@BD86852MUF-C PMIC显著减小电源@@系统@@占板面积@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

除@@了@@小型@@化@@@@，BD86852MUF-C PMIC在@@提升电源@@转换@@效率@@@@@@、降低@@车载@@摄像头@@模块@@的@@功耗上@@也进行了优化@@@@。由@@于@@@@BD86852MUF-C是@@通过@@外@@置的@@@@LDO向@@CMOS图@@像传感器供电@@@@，有@@利于@@将@@集中@@在@@@@IC中@@的@@热量分散开@@，而@@通过@@抑制@@整个@@电路@@的@@发热量@@，可以@@实现@@@@高@@达@@@@78.6％的@@转换@@效率@@@@@@，比普通产品@@提升约@@4％。

图@@10：BD86852MUF-C PMIC应用@@示意图@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

而@@且@@这种@@电路@@设计@@@@还有@@一@@个@@@@好处@@，由@@于@@@@缩短了@@CMOS图@@像传感器和@@@@LDO之间@@的@@距离@@，因此@@可以@@减少@@对@@电源@@线的@@干扰@@噪声@@@@，为@@CMOS图@@像传感器提供@@稳定@@供电@@@@。同时@@@@，BD86852MUF-C还有@@进一@@步减少@@@@EMI的@@对@@策@@——它在@@内置的@@@@DC-DC转换@@器@@中@@配备@@了展频功能@@@@，可将@@@@开关@@@@带@@来的@@@@EMI噪声@@峰值@@降低@@约@@10dB。这对@@于@@@@空间有@@限@@、电磁环境复杂的@@车载@@@@应用@@无疑@@是@@个@@佳音@@。

此外@@@@，BD86852MUF-C中@@还集成@@了各种保护功能@@@@@@，以@@及@@@@用来监控@@电压@@状态的@@@@Power Good功能@@，确保其可靠稳定@@的@@工作@@@@。而@@且@@，BD86852MUF-C PMIC的@@上@@述性能@@优@@势@@@@@@，已经在@@系统@@级的@@应用@@中@@得到@@了验证@@，成为@@@@ROHM小型@@化@@、高@@效@@率@@@@、低@@EMI的@@车载@@@@摄像头@@模块@@解决方案@@@@@@中@@关@@键的@@一@@部分@@（如@@图@@@@4）。

图@@11：ROHM车载@@摄像头@@模块@@解决方案@@@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

低@@成本@@省空间的@@@@LED驱动器@@

LED照明@@在@@汽车@@@@中@@日益广泛的@@应用@@@@，一@@直在@@推动车用@@LED驱动器@@的@@发展@@@@。ROHM自@@然不会错过这个@@市场机遇@@，推出了@@一@@系列@@符合@@@@AEC-Q100标准@@的@@@@车用@@LED驱动器@@IC，包括@@升压@@、降压@@、升降压@@@@、充电@@泵@@、恒流@@LED驱动器@@等@@全系的@@产品@@类型@@@@@@，覆盖@@汽车@@外@@部照明@@@@（尾灯@@、转向@@灯@@、DRL/定位灯和@@雾灯@@@@）、内部@@照明@@@@、相机闪光灯@@、仪表@@板背光灯和@@@@LED状态指示@@灯@@等@@各类应用@@@@@@。

这些@@LED驱动器@@都针对@@@@目标应用@@进行了优化@@@@，比如@@@@下@@@@面介绍@@的@@这款@@@@内置@@MOSFET的@@4通道@@LED驱动器@@BD183x7EFV-M，就在@@减小空间@@、节省成本@@@@方面@@独具优势@@。之所以@@@@具有@@@@这些@@优势@@，是@@因为@@该@@@@LED驱动器@@采用@@了@@@@ROHM特有@@的@@@@热分散电路@@和@@@@LED单独控制@@功能@@@@两项新技术@@@@。

以@@往在@@多通道@@@@LED驱动电路@@设计@@@@中@@@@，各输出@@通道@@需要不同的@@@@热分散电路@@引脚@@@@，而@@BD183x7EFV-M利用独有@@的@@热分散电路@@@@，将@@多个@@引脚@@@@简化@@为@@@@1个@@引脚@@@@，通过@@一@@个@@@@小型@@的@@@@16-pin封装@@就实现@@了@@4通道@@更高@@@@输出@@@@（150mA/ch）。与@@此同时@@@@@@，LED单独控制@@功能@@@@也让@@以@@往需要两个@@@@@@LED驱动器@@实现@@对@@不同规格@@LED的@@驱动@@，现在@@@@只需一@@个@@@@驱动器@@就能实现@@@@，使得@@最终设计@@方案@@的@@占板面积@@大@@大@@减少@@@@。

图@@12：采用@@BD183x7EFV-M设计@@的@@@@LED驱动方案@@占板面积@@大@@幅削减@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

BD183x7EFV-M在@@节省成本@@@@方面@@的@@价值@@@@，是@@通过@@简化@@设计@@@@流程来实现@@的@@@@@@。以@@往的@@多通道@@@@LED驱动产品@@需要为@@每@@个@@@@@@通道@@设计@@相对@@@@应的@@热分散电路@@@@，需要考虑每@@个@@@@通道@@@@LED的@@热分散电阻@@电气特性@@@@偏差以@@进行权衡调整@@@@，费时@@费力@@。而@@采用@@特有@@热分散电路@@的@@@@BD183x7EFV-M，只有@@一@@个@@@@热分散电路@@引脚@@@@，仅需@@进行一@@次热设计@@@@，省时@@省力@@。

LED单独控制@@功能@@@@同样有@@助于@@简化@@系统@@设计@@@@，缩短设计@@周期@@。BD183x7EFV-M内置灵活的@@@@LED单独控制@@功能@@@@，当@@LED发生异常@@时@@@@，可选@@择关@@闭所有@@通道@@或@@仅关@@闭单通道@@@@。由@@于@@@@世界各国对@@于@@@@发生异常@@时@@@@车载@@照明@@的@@安全标准@@不同@@，这一@@灵活的@@功能@@有@@助于@@用同一@@器件@@和@@方案@@应对@@@@不同国家和@@地区@@的@@法律法规@@，使得@@同一@@机型@@在@@全球不同市场扩展时@@@@，无需重新设计@@或@@大@@大@@减少@@研发的@@工时@@@@。

图@@13：BD183x7EFV-M的@@灵活性可支持@@设计@@方案@@在@@不同市场的@@快速扩展@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）

此外@@@@，BD183x7EFV-M还配备@@了能够提高@@@@设计@@灵活性的@@时@@序@@亮灯功能@@@@，仅需@@增加电阻@@器等@@外@@置@@188足彩外@@围@@app 即@@可@@实现@@不同机型@@扩展设计@@@@；而@@且@@还具有@@@@丰富的@@保护功能@@@@@@，在@@异常@@发生时@@防止@@LED驱动器@@和@@外@@围电路@@被损坏@@。

上@@述这些@@特性@@@@，让@@BD183x7EFV-M非常适合@@用于@@@@汽车@@及@@新兴的@@两轮机动车的@@尾灯@@@@（刹车灯@@、后@@尾灯@@@@）、雾灯@@、转向@@灯@@等@@汽车@@照明@@系统@@@@，让@@驾乘体验更安全更舒适@@。

本文小结@@@@

汽车@@安全和@@舒适性功能@@的@@@@扩展和@@用户体验的@@升级@@，少@@不了车载@@电源@@管理@@@@IC的@@助力@@。高@@效@@率@@@@、高@@可靠@@、小型@@化@@、低@@EMI，符合@@EMC要求@@、具有@@@@成本@@效益@@@@……诸多设计@@要求@@摆在@@面前@@@@，难免会让@@工程师挠头@@。

不过@@，如@@果@@你进入@@到@@@@ROHM丰富的@@车载@@@@电源@@管理@@产品@@和@@方案@@库中@@@@，会发现无论你有@@何种设计@@需求@@，总有@@一@@款@@专门优化@@的@@@@产品@@或@@方案@@适合你@@，为@@相关@@汽车@@电子@@产品@@的@@开发提供@@助力@@！本文仅仅是@@带@@大@@家走到@@了这个@@技术@@@@“宝库@@”的@@门口@@，从@@此起步@@，一@@起来深入探寻其中@@@@更多的@@宝藏资源吧@@。

本文转载自@@@@：贸泽电子@@微信公众号@@@@

12V不够用了@@，数据@@中@@心@@48V电源@@架构@@@@正在@@走向@@台前@@！

judy — Fri, 28 Apr 2023 07:17:18 +0000

高@@性能@@计算@@（HPC）的@@进步推动了计算密集型@@应用@@的@@创新@@，比如@@@@5G通信@@、航天发射@@、自@@动驾驶汽车@@等@@@@。与@@此同时@@@@@@，数据@@中@@心@@的@@能耗也在@@持续增加@@。

这其中@@@@的@@大@@部分功率@@主要供给基础@@CPU，以@@确保其能高@@效@@率@@@@的@@工作@@@@。例如@@@@，1U AMD Opteron或@@Intel Xeon服务器@@的@@功耗大@@约为@@@@@@300~400kW。一@@个@@@@机架上@@如@@果@@有@@@@24台这样@@的@@服务器@@@@，总功率@@将@@在@@@@7.2kW到@@9.6kW之间@@。而@@刀片服务器@@的@@部署更是@@加剧了这一@@问题@@。以@@Dell PowerEdge为@@例@@，42U机柜可容纳@@60个@@刀片服务器@@@@（每@@个@@@@7U托盘有@@@@10个@@刀片服务器@@@@），每@@个@@@@托盘的@@功率@@总计达到@@@@惊人的@@@@5.066kW，每@@个@@@@机架合计@@30.4kW。

就数据@@中@@心@@而@@言@@@@，人工智能@@（AI）、机器学习@@和@@深度@@学习的@@加入使机架功率@@迅速飙升了两倍@@@@，达到@@@@20千瓦@@范围@@；超级计算机@@服务器@@机架现在@@@@接近@@100千瓦@@或@@更高@@@@@@。随着@@计算环境越来越密集@@，数据@@中@@心@@的@@电源@@管理@@变得越来越重要@@。

为@@什么需要@@48V电源@@架构@@@@？

当@@前@@，为@@数据@@中@@心@@提供@@电力的@@配电@@网@@@@（PDN）广泛采用@@的@@是@@传统@@的@@@@@@12V电源@@架构@@@@。如@@今@@的@@@@AI加速模块@@的@@功率@@水平早已超过@@750W，电流@@更是@@高@@达@@@@1,000A（在@@0.75V内核电压@@下@@@@）。当@@单个@@主板上@@有@@多达@@@@8个@@此类@@模块@@时@@@@，其额定功率@@和@@热管理@@工作@@将@@会十分惊人@@。在@@功率@@损耗@@和@@热管理@@方面@@@@，通常@@有@@两种方法@@可以@@改善@@@@PDN对@@电力系统@@性能@@的@@影响@@：

选项一@@@@

使用@@更大@@尺寸@@的@@电缆@@、连接器@@和@@更厚的@@主板电源@@板以@@降低@@@@PDN电阻@@；

选项二@@@@

提高@@@@PDN电压@@以@@降低@@给定功率@@传输的@@电流@@@@@@，这样@@可以@@降低@@电缆@@、连接器@@、主板铜平面尺寸@@及@@其@@相关@@的@@尺寸@@@@、成本@@和@@重量@@@@。

多年@@来@@，工程师们一@@直使用@@@@“选项一@@@@”来兼容几十年@@来建立的@@单相交流@@和@@@@12V直流@@-直流@@（DC-DC）转换@@器@@和@@调节器的@@大@@型@@生态系统@@@@。然而@@@@，将@@增加的@@功率@@分配给多个@@服务器@@处理会造成更大@@的@@功率@@损失@@，因此@@，近年@@@@来@@现代@@电力设计@@越来越多地开始@@使用@@@@“选项二@@@@”，即@@采用@@更高@@@@的@@@@PDN电压@@来降低@@功率@@损耗@@@@。为@@此@@，谷歌在@@@@2016年@@的@@@@OCP峰会上@@提出了@@@@48V机架电源@@架构@@@@@@，用以@@取代@@当@@时@@普遍应用@@的@@@@12V。

相比@@12V电源@@架构@@@@，采用@@48V直流@@馈电的@@优势@@非常明显@@。当@@48V直流@@电源@@被施加到@@每@@个@@@@计算主板电源@@的@@输入@@端@@后@@@@，在@@传输@@12kW功率@@时@@@@，12V 1,000A此时@@@@就相当@@于@@@@48V 250A，流经电源@@母线的@@电流@@@@仅为@@原来的@@@@1/4。从@@配电@@功率@@损耗@@@@（P＝I2R）的@@角度@@来看@@，二@@者也有@@很大@@的@@差异@@。假设@@分配路径的@@电阻@@为@@@@0.1mΩ，12V的@@分配损耗@@为@@@@@@100W，但@@在@@@@48V的@@情况下@@@@，损耗@@为@@@@6.25W，这里有@@@@16倍@@的@@差值@@@@。也就是@@@@说@@@@，相对@@@@12V的@@配电@@方案@@@@，48V方案@@可将@@@@总功率@@损耗@@降低@@@@16倍@@，整个@@系统@@的@@转换@@效率@@@@@@提升@@30%。

图@@1：12V和@@48V直流@@供电@@二@@者配电@@损耗@@比较@@（图@@源@@：Panasonic）

图@@1比较形象地说@@明了@@12V和@@48V电源@@架构@@@@的@@差异@@。从@@中@@我们可以@@看出@@@@，当@@每@@个@@@@机架的@@功率@@超过@@10kW时@@，传统@@的@@@@12V DC馈电产生的@@功率@@分配损耗@@被认为@@达到@@@@了不可容忍的@@地步@@，而@@48V DC馈电的@@情况要好得多@@，非常有@@助于@@数据@@中@@心@@的@@功率@@节省@@。

数据@@中@@心@@电源@@产品@@的@@选择@@

目前@@，正在@@运行的@@数据@@@@中@@心@@@@PDN很大@@一@@部分是@@针对@@@@从@@@@12V母线轨至@@@@Vcore的@@单级转换@@进行设计@@@@和@@优化@@的@@@@@@。采用@@全新的@@@@48V配电@@架构@@虽然能显著降低@@@@I2R带@@来的@@损耗@@@@，但@@工程师的@@系统@@@@设计@@工作@@却有@@着诸多挑战@@。下@@面是@@几个@@性能@@好@@，且简单@@、易入手的@@设计@@方案@@和@@产品@@@@。

Vicor 48V电源@@架构@@@@生态系统@@@@

随着@@处理复杂@@AI功能@@的@@@@ASIC和@@GPU的@@出现@@，处理器的@@@@功耗急剧增加@@。而@@电力传输和@@能效正在@@成为@@@@大@@规模计算系统@@中@@的@@核心@@关@@注点@@。为@@此@@，Vicor公司@@准备了@@系列@@化的@@产品@@组合@@@@，以@@实现@@@@交流@@或@@高@@压配电@@和@@@@48V直接到@@负载转换@@的@@高@@效@@解决方案@@@@@@，其中@@@@涉及@@的@@产品@@均具有@@@@高@@密度@@@@、高@@效@@率@@@@和@@高@@性价比@@，满足大@@型@@计算系统@@中@@@@CPU、GPU或@@ASIC的@@功率@@需求@@。

针对@@@@前端@@@@解决方案@@@@@@，Vicor的@@母线转换@@器@@模块@@@@（BCM）可将@@@@HVDC转换@@为@@隔离式@@SELV输出@@，以@@此实现@@@@48V配电@@，并提供@@集成@@@@PMBus控制@@、EMI滤波和@@瞬态保护@@。在@@封装@@上@@@@，BCM有@@ChiP或@@Vicor集成@@适配器@@@@（VIA）两种规格@@，可简化@@冷却系统@@的@@设计@@@@。

现在@@@@，这个@@系列@@有@@@@73款@@BCM产品@@可供选择@@，从@@800V扩展到@@@@48V输入@@，具有@@@@各种@@K因数@@。以@@BCM6123TD1E5135T01为@@例@@，这是@@@@一@@款@@@@@@高@@效@@的@@母线转换@@器@@@@，在@@260至@@410VDC的@@母线上@@运行@@，提供@@32.5至@@51.3VDC的@@隔离二@@次电压@@@@。产品@@具有@@@@低@@噪声@@@@、快速瞬态响应@@以@@及@@@@出色的@@效率@@@@和@@功率@@密度@@@@，同时@@@@顶部和@@底部的@@热阻抗也非常低@@@@。

图@@2：Vicor公司@@BCM6123高@@效@@母线转换@@产品@@@@（图@@源@@：Vicor）

针对@@@@处理器供电@@方案@@@@@@，Vicor提出了@@“最后@@一@@英寸@@@@”供电@@方案@@@@，它采用@@@@的@@合封电源@@技术@@克服了为@@高@@功率@@@@处理器进行大@@电流@@@@传输造成的@@障碍@@，可提供@@更高@@@@的@@峰值@@以@@及@@@@超过@@1000A的@@平均电流@@@@，同时@@@@将@@主板铜箔连接电阻@@和@@处理器连接电阻@@锐减@@50倍@@。它还用分比式电源@@架构@@@@@@（FPA）取代@@了传统@@多相位稳压器@@@@，有@@效提高@@@@了电源@@功率@@密度@@和@@传输效率@@@@。

合封电源@@技术@@中@@的@@横向@@供电@@@@（LPD）方案@@将@@@@模块@@化@@电流@@倍@@增器@@（MCM）布置在@@基板上@@@@，不仅降低@@了@@@@PDN损耗@@，还能减少@@电源@@所需的@@处理器基板@@BGA引脚@@。在@@48V AI系统@@应用@@中@@@@，Vicor的@@LPD占据@@了很高@@的@@市场份额@@。对@@于@@@@有@@极高@@电流@@需求的@@处理器@@，Vicor的@@合封电源@@垂直供电@@@@（VPD）方案@@将@@@@MCM直接部署在@@处理器下@@方@@，相比@@LPD，PDN电阻@@还能再降@@10倍@@。

开放式计算项目@@（OCP）联盟@@不仅为@@分布式@@48V服务器@@背板架构@@带@@来了@@开放式机架标准@@@@V2.2，还为@@@@AI开放式加速器模块@@@@(OAM)带@@来了@@48V标准@@工作@@电压@@@@，这些@@标准@@要求@@@@48V至@@12V与@@12V至@@48V要能够兼容@@。为@@了实现@@@@12V与@@48V的@@混合方案@@@@，Vicor准备了@@NBM2317双@@向@@转换@@解决方案@@@@@@，该@@转换@@器@@可实现@@双@@向@@的@@@@48V/12V高@@效@@转换@@@@。

在@@降压@@工作@@模式@@@@下@@使用@@@@K:1/4，而@@在@@升压模式@@下@@则使用@@@@K:4/1，两个@@@@方向@@均提供@@效率@@相同的@@处理能力@@。无论是@@将@@传统@@板集成@@到@@@@48V基础设施@@中@@@@，或@@将@@新推出的@@@@@@GPU集成@@到@@传统@@@@12V机架中@@@@，都可以@@利用@@NBM2317轻松完成@@，增加了云@@数据@@中@@心@@提供@@商在@@方案@@部署上@@的@@灵活性@@。

图@@3：48V/12V双@@向@@转换@@器@@@@NBM2317（图@@源@@：Vicor）

英飞凌@@48V供电@@IBC解决方案@@@@

在@@新兴的@@@@48V电力转换@@生态系统@@中@@@@，英飞凌@@为@@数据@@中@@心@@和@@@@AI应用@@提供@@了全套解决方案@@@@@@，并以@@较高@@的@@功率@@密度@@实现@@从@@@@48V到@@负载点@@的@@高@@效@@转换@@@@@@。针对@@@@48V供电@@架构@@@@，英飞凌@@推出了@@@@全新的@@中@@间总线转换@@器@@@@（IBC）解决方案@@@@，即@@所谓@@的@@混合开关@@@@电容@@@@@@@@（HSC）和@@零电压@@开关@@@@@@型@@开关@@@@电容@@@@@@（ZSC）。

图@@4：英飞凌@@48V中@@间总线转换@@器@@解决方案@@@@@@（图@@源@@：英飞凌@@）

英飞凌@@方案@@中@@的@@@@HSC由@@6个@@MOSFET组成@@（Q1~Q6），分为@@两条支路并通过@@两个@@@@飞跨电容@@和@@一@@个@@@@@@称为@@多抽头自@@耦变压器@@（MTA）的@@磁性器件@@连接@@。其中@@@@，MTA由@@4个@@绕组串联而@@成@@，共@@用同一@@磁芯@@@@。借助@@其励磁电感@@@@，零电压@@开关@@@@@@（ZVS）操作@@得以@@实现@@@@高@@频运行@@。

图@@5：混合开关@@@@电容@@@@@@（HSC）内部@@结@@构@@（图@@源@@：英飞凌@@）

HSC具备较高@@的@@功率@@密度@@和@@效率@@@@，关@@键因素是@@采用@@了@@品质因数@@出色的@@低@@额定电压@@@@MOSFET。例如@@@@，在@@8:1配置@@中@@@@，电压@@轨为@@@@48V的@@HSC可在@@@@Q3和@@Q6上@@使用@@额定电压@@为@@@@25V的@@MOSFET。IQE006NE2LM5就是@@一@@款@@@@@@OptiMOS 25V低@@压功率@@@@MOSFET，它采用@@@@PQFN3.3x3.3封装@@，易于@@@@PCB布线@@，全新的@@源极底置封装@@将@@当@@前@@标准@@@@RDS(on)降低@@了@@约@@30%。

图@@6：采用@@PQFN3.3x3.3封装@@的@@@@OptiMOS 25V低@@压功率@@@@MOSFET（图@@源@@：英飞凌@@）

针对@@@@ZSC拓扑@@，英飞凌@@推出了@@@@48V（或@@54V）输入@@系统@@两级架构@@@@，主要用于@@@@高@@性能@@处理器@@（CPU、GPU、SoC、ASIC等@@）供电@@。该@@架构@@可在@@@@不影响性能@@的@@前提下@@@@@@，面向@@@@不同功率@@水平进行灵活实施@@和@@扩展@@。英飞凌@@专有@@的@@零电压@@开关@@@@@@型@@@@ZSC通过@@功率@@器件@@的@@@@软@@开关@@@@操作@@实现@@了电容@@式能量传输@@，显著提高@@@@了@@48V至@@中@@间总线电压@@的@@效率@@@@和@@功率@@密度@@@@。ZSC可轻松实现@@@@“向@@下@@兼容@@”或@@“模块@@化@@”设计@@。ZSC的@@双@@向@@能量传输能力为@@电源@@设计@@人员带@@来了@@极高@@的@@灵活度@@@@，传统@@的@@@@12V系统@@可以@@轻松@@、安全地过渡到@@@@48V设施@@。ZSC拓扑@@涉及@@的@@主要产品@@有@@@@：OptiMOS 5/6功率@@MOSFET、EiceDRIVER栅极驱动器@@@@以@@及@@@@@@XMC系列@@微控制@@器@@等@@@@。

本文小结@@@@

人工智能@@和@@云@@应用@@正在@@推动先进硬件的@@采用@@@@，包括@@微处理器@@、GPU、FPGA和@@需要更高@@@@功率@@@@级别@@的@@@@ASIC。包括@@英特尔的@@@@“Sky Lake”和@@AMD的@@“Rome”在@@内的@@高@@级处理器在@@性能@@提升的@@同时@@@@@@，功耗也升至@@@@230-300W，英伟达的@@@@GPU功耗更将@@攀升到@@@@600W左右@@。

在@@数据@@中@@心@@@@的@@发展@@过程中@@@@，一@@个@@@@十分严峻的@@问题@@就是@@能耗的@@不断增加@@。据@@统计@@，目前@@运营数据@@中@@心@@的@@能源已经占到@@全球电力消耗的@@@@3%还多@@。仅以@@企业级数据@@中@@心@@为@@例@@@@，它每@@年@@消耗大@@约@@100兆瓦@@的@@电力@@@@，相当@@于@@大@@约@@8万户家庭的@@能源需求@@。可以@@说@@@@，电力成本@@已成数据@@中@@心@@主要的@@运营支出@@。因此@@，很大@@限度@@地提高@@@@电源@@效率@@是@@数据@@中@@心@@建设的@@当@@务之急@@。

OCP试图@@通过@@定义电源@@架构@@@@的@@新标准@@来应对@@@@此类@@挑战@@，具体步骤就是@@将@@中@@间总线电压@@从@@传统@@的@@@@@@12V提高@@@@至@@@@48V。这一@@举措可显著降低@@传输损耗@@@@，将@@电力更有@@效地传输到@@有@@效负载@@，比如@@@@AI ASIC/GPU/CPU或@@SOC上@@。当@@然@@，转换@@效率@@@@只是@@决定数据@@中@@心@@电力使用@@方式@@的@@一@@个@@@@要素@@，其他有@@利于@@@@48V而@@不是@@@@12V的@@因素还包括@@@@，相同功率@@水平下@@电流@@消耗减少@@@@4倍@@，配电@@损耗@@降低@@@@16倍@@。这些@@进步意味着系统@@将@@拥有@@@@更好的@@热性能@@@@，因此@@也同步@@降低@@了@@数据@@中@@心@@的@@冷却要求@@@@，同时@@@@还有@@减少@@电源@@母线尺寸@@等@@好处@@。

2021年@@底的@@数据@@@@显示@@，全球约有@@@@15%的@@数据@@@@中@@心@@已经采用@@@@48V电源@@架构@@@@，其余数据@@中@@心@@仍继续采用@@@@12V电源@@架构@@@@。如@@今@@，这一@@转变正在@@加速@@，据@@Advanced Energy估计@@，到@@本世纪中@@叶@@，多达@@50%的@@数据@@@@中@@心@@将@@采用@@@@48V电源@@架构@@@@。

来自@@@@Market Watch的@@数据@@@@，2022年@@，全球电力转换@@市场规模约为@@@@@@292亿美元@@，预计在@@预测期内将@@以@@@@5.15%的@@复合年@@增长率增长@@，到@@2028年@@将@@达到@@@@@@395亿美元@@左右@@@@。为@@了拥抱这一@@新趋势@@，很多企业都推出了@@@@48V电力架构@@生态系统@@@@，市场上@@可选@@择的@@产品@@很多@@，设计@@工程师也因此@@有@@了更多的@@选择@@。

本文转载自@@@@：贸泽电子@@微信公众号@@@@

无处不在@@的@@降压@@@@DC-DC转换@@器@@，你会选吗@@？

judy — Wed, 19 Apr 2023 06:28:48 +0000

一@@个@@@@电子系统@@的@@运行少@@不了高@@效@@@@、可靠电源@@系统@@的@@加持@@。将@@来自@@@@不同电源@@@@（如@@市电和@@电池@@）的@@能量转换@@为@@电子电路@@中@@各种负载所需的@@电源@@轨@@，需要合理使用@@各种元器件@@@@构建起一@@个@@@@完整的@@电源@@架构@@@@@@，这也就是@@@@@@“电源@@管理@@”所要完成的@@工作@@@@。

众所周知@@，根据@@@@电能转换@@的@@需求@@@@，电源@@管理@@包括@@三个@@主要的@@场景@@：交流@@转直流@@@@（AC-DC）、直流@@转直流@@@@（DC-DC）以@@及@@@@直流@@转交流@@@@（逆变@@），其中@@@@DC-DC的@@应用@@应该@@是@@尤为@@广泛的@@@@。

DC-DC转换@@器@@（或@@者叫稳压器@@@@）一@@般由@@控制@@电路@@@@、开关@@@@管@@（二@@极管@@或@@三极管@@）、电感@@线圈@@、电容@@等@@元器件@@@@构成@@，其根据@@@@反馈电路@@提供@@的@@@@信号@@，通过@@控制@@开关@@@@器件@@的@@@@@@“开关@@@@”动作将@@输出@@电压@@@@稳定@@在@@所需的@@电压@@水平上@@@@，因此@@也被称为@@@@“DC-DC开关@@@@电源@@@@”以@@区@@别于@@其他的@@稳压电路@@@@。

采用@@不同的@@@@@@DC-DC开关@@@@电源@@@@拓扑@@@@，可以@@实现@@@@降压@@@@、升压和@@@@升降压@@@@@@三类操作@@@@，其中@@@@尤以@@降压@@@@DC-DC的@@应用@@场景@@更为@@丰富@@——凡是@@所需电压@@低@@于@@系统@@中@@的@@可用电压@@时@@@@，都会使用@@到@@降压@@转换@@器@@@@@@；在@@一@@些更复杂的@@配电@@架构@@中@@@@，还会采用@@多次@@DC-DC降压@@转换@@操作@@以@@达到@@@@提高@@@@效率@@@@@@、简化@@系统@@的@@目的@@@@。

今天@@，我们就来重点聊聊降压@@@@DC-DC电源@@管理@@器件@@应该@@如@@何选@@。

不同的@@@@降压@@@@DC-DC类型@@@@

由@@于@@@@是@@进行降压@@转换@@@@，因此@@电源@@设计@@时@@@@，降压@@DC-DC经常会被拿来与@@线性稳压电源@@@@（LDO）进行比较@@。相较而@@言@@@@，LDO电路@@简单@@、成本@@较低@@@@，同时@@@@具有@@@@负载响应快@@、输出@@纹波@@小@@、噪声@@小等@@特点@@；而@@降压@@@@DC-DC则在@@高@@效@@率@@@@@@、支持@@更宽的@@输入@@工作@@电压@@@@和@@更大@@的@@压降@@、支持@@更大@@的@@电流@@@@和@@功率@@@@、输出@@电压@@@@灵活可调@@等@@方面@@独具优势@@。

因此@@在@@做具体技术@@选型@@时@@@@，需要在@@效率@@@@、成本@@、噪声@@、性能@@等@@方面@@综合评估@@，做出正确的@@决策@@@@。有@@时@@@@，也可以@@综合两者的@@优点@@，在@@电源@@设计@@时@@搭配使用@@@@，比如@@@@为@@了提高@@@@开关@@@@@@DC-DC的@@精度@@@@@@，克服其噪声@@大@@的@@短板@@，会通过@@在@@@@DC-DC后@@端@@加入@@LDO来做优化@@@@。

但@@总体来讲@@，降压@@DC-DC器件@@的@@@@应用@@更为@@广泛@@，产品@@的@@类型@@@@也更多样化@@，这使得@@工程师在@@做元器件@@@@选型@@时@@要多花费心思@@，对@@不同类型@@@@的@@降压@@@@@@DC-DC转化器进行仔细地评估@@。

在@@选型@@之前@@，需要对@@降压@@@@DC-DC器件@@的@@@@种类有@@一@@个@@@@比较清新的@@认知@@。按照不同的@@@@维度@@@@，降压@@DC-DC通常@@可以@@被划分为@@不同的@@@@类型@@@@@@。

电压@@调制方式@@@@

降压@@DC-DC按照其控制@@方式@@@@的@@差异可分为@@@@PFM（脉冲频率调制@@）和@@PWM（脉冲宽度@@调制@@）两种类型@@@@@@。

PFM的@@工作@@原理是@@@@：保持固定的@@开关@@@@脉冲宽度@@@@，通过@@改变脉冲输出@@的@@频率来调整@@和@@控制@@输出@@电压@@@@并使其以@@达到@@@@稳定@@状态@@。这种@@方式@@的@@优点是@@在@@轻负载时@@具有@@@@较高@@的@@效率@@@@@@（由@@于@@@@轻负载时@@无需增加功率@@@@，开关@@@@频率@@变低@@@@，开关@@@@损耗@@减少@@@@），而@@缺点则是@@@@变化的@@频率使得@@通过@@滤波消除@@噪声@@难以@@实现@@@@@@，容易对@@其他电路@@造成干扰@@@@。

PWM顾名思义@@，是@@指开关@@@@脉冲的@@频率一@@定@@，通过@@改变脉冲输出@@宽度@@对@@输出@@电压@@@@进行控制@@@@的@@方法@@，其具有@@@@更好的@@输出@@@@电压@@@@@@纹波和@@噪声@@@@，不过@@由@@于@@@@频率恒定@@，重负载时@@和@@轻负载时@@的@@开关@@@@次数都相同@@，因此@@轻负载时@@开关@@@@损耗@@相对@@@@较高@@@@。

也有@@一@@些电源@@管理@@器件@@综合了两种控制@@方式@@@@的@@优点@@，在@@重载和@@稳定@@状态下@@采用@@@@PWM方式@@，而@@轻载时@@则切换到@@@@PFM方式@@，这无疑@@对@@电源@@系统@@整体性能@@的@@提升大@@有@@裨益@@。具体应用@@中@@该@@选择何种控制@@方法@@，要根据@@@@设计@@需求进行仔细权衡@@。

输出@@反馈方式@@@@

降压@@DC-DC转换@@器@@为@@了维持电压@@稳定@@@@，会将@@输出@@反馈至@@控制@@电路@@@@。按照输出@@反馈的@@方式@@@@@@，可将@@@@其分为@@电压@@模式@@@@控制@@@@、电流@@模式@@@@控制@@@@和@@迟滞控制@@三种类型@@@@@@。

在@@电压@@模式@@@@下@@@@，反馈环路反馈的@@是@@输出@@电压@@@@信号@@，这也是@@基本方式@@@@。其优点在@@于@@控制@@简单@@、抗噪性好@@、导通@@（ON）时@@间@@短@@；缺点则是@@相位补偿@@电路@@比较复杂@@。

在@@对@@电压@@模式@@@@控制@@优化@@的@@@@基础上@@@@，诞生了电流@@模式@@@@控制@@@@@@，其设计@@思路是@@以@@检测@@电路@@电感@@或@@晶体管@@电流@@的@@方法取代@@电压@@信号的@@采集@@，与@@电压@@模式@@@@相比@@@@，具有@@@@稳定@@性高@@@@、相位补偿@@电路@@简单@@@@、负载瞬态响应@@快等@@优势@@；而@@其缺点是@@电流@@检测@@较为@@敏感@@，因此@@设计@@时@@对@@于@@@@反馈环路的@@噪声@@处理有@@更高@@@@的@@要求@@@@。

迟滞控制@@是@@针对@@@@@@CPU、FPGA等@@对@@高@@速负载瞬态响应@@有@@更高@@@@要求@@的@@电源@@应用@@而@@开发的@@一@@种@@输出@@反馈方式@@@@@@，其优点是@@瞬态响应@@极为@@迅速@@、反馈环路的@@稳定@@性高@@@@、无须相位补偿@@@@；而@@缺点则是@@@@，开关@@@@频率@@会产生变动@@、抖动大@@@@，以@@及@@@@需要@@ESR较大@@的@@电容@@器@@检测@@纹波@@。

变压整流方式@@@@

除@@了@@上@@面提到@@的@@电压@@调制和@@输出@@@@反馈方式@@@@的@@不同@@，降压@@DC-DC转换@@器@@在@@变压器整流方式@@上@@还有@@异步整流@@和@@同步@@整流的@@区@@别@@。

异步整流@@，是@@指在@@电路@@中@@是@@通过@@上@@侧晶体管@@的@@开关@@@@@@，控制@@下@@侧整流二@@极管@@的@@导通@@@@/关@@断@@，使电流@@流向@@或@@不流向@@二@@极管@@@@。这种@@方式@@电路@@简单@@且比较牢靠@@，在@@工业@@设备等@@应用@@@@中@@广泛采用@@@@。

同步@@整流与@@异步整流@@方式@@主要的@@区@@别在@@于@@@@，将@@异步整流@@架构@@中@@的@@下@@侧二@@极管@@换成了晶体管@@@@，因此@@可以@@有@@效降低@@输出@@端@@开关@@@@的@@损耗@@@@，实现@@更高@@@@的@@效率@@@@@@，但@@由@@于@@@@需要确保上@@下@@两侧晶体管@@的@@同步@@性@@，电路@@会更为@@复杂@@。

可见@@，不同类型@@@@的@@降压@@@@DC-DC转换@@器@@都有@@各自@@的@@优势@@和@@短板@@，充分了解@@这些@@特性@@@@，才能够根据@@@@实际设计@@需求做出正确的@@选择@@。

降压@@DC-DC关@@键参数@@解读@@

在@@了解@@了降压@@@@DC-DC转换@@器@@类型@@@@之后@@@@@@，作为@@@@选型@@的@@重要一@@步@@，就是@@要对@@器件@@的@@@@各个@@参数@@进行仔细地查阅@@，以@@确定其是@@否满足设计@@规格的@@要求@@@@。归纳起来@@，以@@下@@这些@@参数@@需要我们在@@降压@@@@DC-DC选型@@时@@特别关@@注@@。

1. 输入@@/输出@@电压@@@@

这是@@@@降压@@@@DC-DC的@@基本参数@@@@，决定了其是@@否满足电源@@转换@@设计@@的@@@@要求@@@@。较宽的@@输入@@电压@@@@@@范围@@以@@及@@@@灵活可调@@的@@输出@@@@电压@@@@@@@@，是@@一@@款@@@@设计@@优秀的@@降压@@@@DC-DC转换@@器@@必备的@@特性@@@@@@。

2. 输出@@电流@@@@

降压@@DC-DC持续的@@输出@@@@电流@@@@@@能力决定了其可以@@提供@@@@的@@功率@@大@@@@小@@，也是@@一@@个@@@@重要的@@参数@@@@。选型@@时@@要保留足够的@@余量@@，以@@避免电流@@过大@@对@@器件@@造成的@@损坏@@。

3. 效率@@

效率@@是@@降压@@@@DC-DC转换@@器@@的@@@@优势@@，也是@@衡量其性能@@的@@一@@个@@@@硬指标@@，很多设计@@上@@的@@优化@@最终都是@@服务于@@效率@@的@@提升@@。需要注意@@的@@是@@@@，选型@@时@@要同时@@@@关@@注轻载和@@重载两种情况下@@的@@效率@@@@表@@现@@。

4. 开关@@@@频率@@

较高@@的@@开关@@@@频率@@通常@@意味着在@@电路@@中@@可以@@使@@用@@较小的@@输出@@@@电容@@器@@和@@电感@@器等@@外@@围@@188足彩外@@围@@app ，对@@于@@@@设计@@的@@@@小型@@化@@@@更为@@有@@利@@。不过@@较高@@频率也会带@@来更大@@的@@开关@@@@损耗@@和@@噪声@@问题@@，需要仔细应对@@@@@@。

5. 瞬态响应@@

该@@特性@@反应在@@负载剧烈变化时@@@@，系统@@是@@否能够及@@时@@调整@@并确保输出@@电压@@@@的@@稳定@@@@。降压@@DC-DC器件@@自@@身的@@架构@@及@@输出@@电容@@性能@@@@（容值@@和@@@@ESR）都会对@@瞬态响应@@性能@@产生影响@@。

6. 输出@@纹波@@

这是@@@@衡量降压@@@@DC-DC输出@@电压@@@@波动的@@重要参数@@@@，也是@@稳压质量的@@一@@个@@@@关@@键指标@@，一@@般情况下@@轻载纹波要更大@@@@。

7. 线性稳定@@度@@和@@负载稳定@@度@@@@

线性稳定@@度@@是@@指输入@@电压@@@@变化时@@输出@@电压@@@@的@@稳定@@性@@，而@@负载稳定@@度@@则反应输出@@负载变化时@@输出@@电压@@@@的@@稳定@@性@@，它们以@@百分比表@@示@@@@，数字自@@然是@@越小越好@@。

8. 静态电流@@@@

所谓@@静态电流@@@@是@@指降压@@@@DC-DC在@@空载时@@由@@各模拟@@电路@@子模块@@产生的@@电流@@@@@@，它会带@@来静态损耗@@@@，因此@@静态电流@@@@的@@降低@@对@@于@@@@效率@@的@@提升十分关@@键@@。能否将@@静态电流@@@@降下@@来@@，也是@@电源@@管理@@@@IC厂商设计@@和@@工艺@@水平的@@试金石@@。

9. 保护功能@@@@

在@@设计@@中@@@@集成@@@@OCP过流@@保护@@、OTP过热@@保护等@@@@功能@@@@，是@@确保降压@@@@DC-DC可靠稳定@@工作@@的@@重要一@@环@@，这些@@保护功能@@@@通常@@由@@@@特定的@@外@@部条件触发@@，并在@@@@条件消失时@@能自@@恢复@@。

10. EMI抑制@@

开关@@@@控制@@的@@工作@@模式@@@@决定了降压@@@@DC-DC会产生更多的@@噪声@@@@，因此@@在@@一@@些噪声@@敏感型@@的@@应用@@中@@@@，必须要考虑加入有@@效抑制@@@@EMI的@@措施@@。

理解了上@@述这些@@参数@@@@，也就掌握了降压@@@@DC-DC器件@@选型@@的@@关@@键要领@@。以@@此为@@据@@@@，将@@器件@@的@@@@特性@@@@与@@设计@@需求进行比照@@，应该@@就能很快锁定想要的@@那颗料@@。

打造理想的@@降压@@@@DC-DC器件@@

经过多年@@的@@@@发展@@@@，降压@@DC-DC转换@@器@@IC的@@技术@@@@已经十分成熟@@，在@@系统@@架构@@@@、控制@@方式@@@@等@@大@@方向@@上@@保持稳定@@的@@基础@@上@@@@，相关@@电源@@管理@@芯@@片@@厂商的@@角力主要集中@@在@@对@@器件@@的@@@@@@“精雕细琢@@”上@@，特别是@@要针对@@@@特定应用@@@@@@，平衡各个@@方面@@的@@性能@@表@@现@@，以@@打造出理想的@@降压@@@@DC-DC解决方案@@@@。

Analog Devices（ADI）公司@@的@@@@MAX25255同步@@降压@@转换@@器@@@@@@就是@@按照这样@@的@@目标而@@打造的@@同步@@降压@@转换@@器@@@@@@@@。这是@@@@一@@款@@@@@@双@@路降压@@转换@@器@@@@@@，集成@@了高@@侧@@和@@@@低@@侧@@开关@@@@@@，每@@通道@@可提供@@高@@达@@@@8A电流@@，支持@@3V至@@36V很宽的@@输入@@电压@@@@@@范围@@@@，输出@@电压@@@@则在@@@@0.8V至@@14V间可编程@@调整@@@@。

图@@1：MAX25255同步@@降压@@转换@@器@@@@@@（图@@源@@：ADI）

MAX25255提供@@5V和@@3.3V两种固定输出@@电压@@@@@@@@，四种固定频率选项@@（200kHz、400kHz、1MHz或@@2MHz），使其可使用@@小型@@外@@部@@188足彩外@@围@@app ，减少@@输出@@纹波@@@@，并保证无@@AM干扰@@。如@@果@@启用扩频功能@@@@，还可以@@获得更佳的@@@@EMI性能@@。

该@@器件@@在@@@@轻负载下@@可进入@@跳跃模式@@@@（Skip Mode），空载时@@具有@@@@@@12μA的@@超低@@@@静态电流@@@@@@@@@@，因此@@能够提供@@十分出色的@@功耗和@@效率@@表@@现@@。

MAX25255中@@的@@两个@@@@降压@@转换@@器@@@@可以@@配置@@为@@双@@相操作@@@@，这时@@@@输出@@负载能力高@@达@@@@16A。此外@@@@，该@@器件@@还可以@@并联@@使用@@@@，以@@支持@@高@@达@@@@@@32A输出@@电流@@@@的@@四相操作@@@@，这提供@@了很好的@@设计@@可扩展性@@。

该@@降压@@转换@@器@@@@可通过@@@@观察@@PGOOD信号监控@@电压@@质量@@，还具有@@@@诊断和@@冗余电路@@@@、裸片温度@@@@监控@@器@@、精密欠压@@和@@过压@@保护@@功能@@@@@@，并且@@符合@@@@ASIL B要求@@，这使其成为@@@@了汽车@@和@@工业@@应用@@的@@理想选择@@。

图@@2：MAX25255同步@@降压@@转换@@器@@@@@@系统@@框图@@@@@@（图@@源@@：ADI）

ADI另一@@款@@值@@得推荐的@@@@DC-DC转换@@器@@产品@@@@是@@@@MAX25262 / MAX25263汽车@@级@@微型@@降压@@转换@@器@@@@@@。其同样是@@具有@@@@很高@@的@@集成@@度@@@@，分别提供@@高@@达@@@@2A / 3A的@@输出@@@@电流@@@@@@，支持@@3.5V至@@65V的@@宽输入@@电压@@@@范围@@@@，空载时@@的@@静态电流@@@@更是@@低@@至@@@@@@3.5μA，且具备一@@系列@@可靠的@@保护功能@@@@@@。特别值@@得一@@提的@@是@@@@，该@@器件@@采用@@@@小型@@化@@的@@封装@@@@，更适合于@@空间有@@限的@@应用@@@@。

图@@3：MAX25262/MAX25263汽车@@级@@微型@@降压@@转换@@器@@@@@@（图@@源@@：ADI）

MAX25262 / MAX25263提供@@两个@@@@@@5V和@@3.3V固定输出@@电压@@@@@@，使用@@外@@部电阻@@分压器可配置@@为@@@@1V至@@20V输出@@电压@@@@。其具有@@@@快至@@@@20ns的@@导通@@时@@间@@@@，可在@@@@单级中@@实现@@大@@幅度@@的@@降压@@转换@@@@，没有@@@@跳跃周期@@。其占空比@@可达@@98%，高@@侧@@FET导通@@电阻@@@@低@@@@，因此@@可在@@@@低@@输入@@电压@@@@应用@@中@@实现@@低@@压差运行@@。

2.1MHz的@@固定开关@@@@频率@@@@，使得@@该@@降压@@转换@@器@@@@可支持@@小型@@外@@部@@188足彩外@@围@@app 、减少@@输出@@纹波@@@@并保证无@@@@AM干扰@@；而@@400KHz选项则可提供@@更低@@的@@开关@@@@损耗@@和@@高@@效@@率@@@@@@。该@@器件@@在@@@@轻负载时@@也是@@可以@@进入@@跳跃模式@@@@，以@@便在@@@@FSYNC拉低@@时@@实现@@较高@@的@@轻负载效率@@@@。同时@@@@，该@@转换@@器@@还可提供@@引脚@@可选@@@@PWM模式@@，用于@@@@EMI关@@键型@@应用@@@@，并也可提供@@扩频选型@@@@。

可见@@，MAX25262 / MAX25263通过@@整合多种技术@@@@，应对@@@@不同应用@@场景@@下@@的@@设计@@需求@@，也使得@@器件@@的@@@@综合性能@@得以@@提升@@。由@@于@@@@符合@@@@AEC-Q100标准@@，该@@降压@@转换@@器@@@@成为@@@@了很多汽车@@电源@@管理@@应用@@的@@不二@@之选@@。

图@@4：MAX25262 / MAX25263汽车@@级@@微型@@降压@@转换@@器@@@@@@框图@@@@（图@@源@@：ADI）

追求更高@@@@的@@集成@@度@@@@

除@@了@@追求综合性能@@上@@的@@稳步提升@@，降压@@DC-DC转换@@器@@的@@@@另一@@个@@@@@@技术@@演进维度@@就是@@不断提升器件@@的@@@@集成@@度@@@@，追求设计@@的@@@@轻量化和@@小型@@化@@@@。这也就催生了降压@@@@DC-DC模块@@。

这类电源@@模块@@@@通常@@采用@@@@SiP的@@方式@@@@，将@@DC-DC控制@@器@@、功率@@晶体管@@@@、输入@@和@@输出@@@@电容@@@@、补偿@@组件以@@及@@@@电感@@等@@磁性@@188足彩外@@围@@app ，集成@@在@@一@@个@@@@小型@@化@@的@@封装@@内@@，可进一@@步压缩系统@@设计@@的@@@@尺寸@@@@。由@@于@@@@模块@@产品@@性能@@经过了精密的@@调校@@、严格的@@测试@@和@@验证@@，因此@@能够大@@大@@简化@@整个@@电源@@系统@@的@@设计@@@@，并满足高@@可靠@@性@@的@@设计@@要求@@@@。

ADI公司@@的@@@@μModule稳压器@@系列@@就是@@这样@@的@@高@@集成@@度@@@@电源@@模块@@@@解决方案@@@@@@，能够在@@满足开发时@@间@@和@@设计@@空间限制的@@同时@@@@@@，提供@@高@@效@@率@@@@@@、高@@可靠@@性@@。

图@@5：高@@集成@@度@@@@的@@@@μModule稳压器@@架构@@示意图@@@@（图@@源@@：ADI）

图@@6：μModule稳压器@@模块@@与@@其他@@DC-DC转换@@器@@架构@@的@@比较@@（图@@源@@：ADI）

在@@μModule稳压器@@系列@@中@@@@，LTM4652是@@一@@款@@@@很出色的@@降压@@@@DC-DC电源@@模块@@@@。其具有@@@@拉@@/灌双@@路@@±25A或@@单路@@±50A输出@@开关@@@@模式@@@@，以@@及@@@@±1.5%总直流@@输出@@误差@@。该@@稳压器@@模块@@的@@输入@@电压@@@@@@范围@@为@@@@@@4.5V至@@18V，支持@@两路输出@@@@，每@@个@@@@输出@@可支持@@高@@达@@@@@@@@±25A连续电流@@@@，输出@@电压@@@@范围为@@@@0.6V至@@7.5V，均由@@单个@@外@@部电阻@@器设置@@@@。

图@@7：LTM4652 μModule稳压器@@（图@@源@@：ADI）

LTM4652稳压器@@具有@@@@输入@@@@/输出@@过压@@和@@双@@向@@过流@@保护@@等@@故障保护功能@@@@@@。可调@@控制@@环路补偿@@使其能够实现@@快速瞬态响应@@@@，以@@便在@@@@为@@@@FPGA、ASIC和@@处理器供电@@时@@@@将@@输出@@电容@@降至@@@@最小@@@@。

由@@于@@@@在@@@@16mm x 16 mm x 4.92mm的@@紧凑@@BGA封装@@中@@集成@@了开关@@@@控制@@器@@@@、功率@@MOSFET、电感@@器和@@所有@@支持@@@@188足彩外@@围@@app ，因此@@LTM4652仅需@@少@@量输入@@和@@输出@@@@电容@@@@器@@，即@@可@@完成电源@@系统@@的@@设计@@@@，这种@@“拿来即@@用@@”的@@开发体验颇受电源@@工程师的@@青睐@@。

图@@8：LTM4652 μModule稳压器@@应用@@框图@@@@@@（图@@源@@：ADI）

本文小结@@@@

凭借@@着效率@@高@@@@@@、输入@@电压@@@@范围@@宽@@、输出@@电流@@@@/功率@@大@@@@、输出@@电压@@@@灵活可调@@等@@方面@@的@@优势@@@@，降压@@DC-DC应用@@极为@@广泛@@，可以@@说@@@@是@@无处不在@@@@。同时@@@@，技术@@的@@@@进步也在@@推动降压@@@@DC-DC在@@集成@@度@@和@@综合性能@@方面@@不断提升@@，持续补齐在@@设计@@复杂性@@、噪声@@干扰@@等@@方面@@的@@短板@@。

作为@@@@这些@@努力的@@@@“结@@晶@@”，市场上@@的@@降压@@@@DC-DC转换@@器@@IC和@@模块@@产品@@也在@@不断迭代@@更新@@，创新的@@解决方案@@@@也是@@层出不穷@@。本文中@@介绍@@的@@几款@@@@ADI降压@@DC-DC器件@@就是@@其中@@@@的@@代@@表@@作@@，它们的@@出现@@也让@@电源@@系统@@的@@开发体验焕然一@@新@@。以@@这些@@器件@@为@@蓝本@@，去选择理想的@@降压@@@@DC-DC转换@@器@@产品@@@@，准没错@@！

氮化镓@@ (GaN) 带@@来电源@@管理@@变革的@@@@ 3 大@@原因@@@@

judy — Tue, 18 Apr 2023 09:09:48 +0000

氮化镓@@正取代@@硅@@，越来越多地用于@@@@需要更大@@功率@@密度@@和@@更高@@@@能效@@的@@应用@@中@@@@

作为@@@@提供@@不间断@@连接的@@关@@键@@，许多数据@@中@@心@@依赖于@@日益流行的@@半导体@@技术@@来提高@@@@能效和@@功率@@密度@@@@。

氮化镓@@技术@@@@，通常@@称为@@@@ GaN，是@@一@@种@@宽带@@隙@@半导体@@材料@@，越来越多地用于@@@@高@@电压@@应用@@@@。这些@@应用@@需要具有@@@@更大@@功率@@密度@@@@、更高@@@@能效@@、更高@@@@开关@@@@频率@@@@、更出色热管理@@和@@更小尺寸@@的@@电源@@@@。除@@了@@数据@@中@@心@@@@，这些@@应用@@还包括@@@@ HVAC 系统@@、通信@@电源@@@@、光伏@@逆变@@器和@@笔记本电脑@@充电@@电源@@@@。

了解@@ GaN 如@@何突破功率@@密度@@和@@效率@@界限@@。

德州仪器@@ GaN 产品@@线负责人@@ David Snook 表@@示@@：“氮化镓@@是@@提高@@@@功率@@@@密度@@和@@提高@@@@多种应用@@中@@电源@@系统@@和@@电源@@效率@@的@@关@@键一@@步@@。在@@设计@@中@@@@使用@@@@ GaN 的@@公司@@数量正在@@迅速增长@@。降低@@功耗@@和@@提高@@@@效率@@@@至@@关@@重要@@。”

在@@过去@@ 60 多年@@里@@，硅一@@直是@@半导体@@电源@@管理@@@@188足彩外@@围@@app 的@@基础@@，这些@@188足彩外@@围@@app 将@@交流@@@@ (AC) 转换@@为@@直流@@@@ (DC)，然后@@@@根据@@@@各种应用@@需求将@@直流@@电压@@输入@@进行转换@@@@，从@@手机@@到@@工业@@机器人@@，不一@@而@@足@@。随着@@188足彩外@@围@@app 的@@改进和@@优化@@@@，硅的@@物理特性@@已得到@@充分应用@@@@。如@@今@@，在@@不增加尺寸@@的@@前提下@@@@，硅已无法在@@所需的@@频率下@@提供@@更高@@@@功率@@@@@@。

因此@@，在@@过去@@十年@@间@@，许多电路@@设计@@@@人员转向@@采用@@@@ GaN，以@@便在@@@@更小的@@空间里实现@@更高@@@@功率@@@@@@。许多设计@@人员对@@于@@@@该@@技术@@将@@在@@未来@@创新中@@发挥的@@潜能充满信心@@，主要归因于@@以@@下@@三点@@：

原因@@ 1：GaN 已取得发展@@@@。

做为@@半导体@@应用@@@@，尽管@@ GaN 相对@@@@于@@硅来说@@较新@@，但@@已经发展@@了多年@@并具有@@@@一@@定可靠性@@@@。德州仪器@@ GaN 芯@@片@@通过@@了@@ 4,000 万小时@@以@@@@上@@的@@可靠性@@测试@@@@。即@@使在@@数据@@中@@心@@@@等@@要求@@严苛的@@应用@@中@@@@，其有@@效性也显而@@易见@@@@。

David 表@@示@@：“随着@@消费者和@@企业对@@人工智能@@@@、云@@计算和@@工业@@自@@动化@@等@@应用@@@@的@@数据@@@@量的@@需求@@不断增长@@，全球范围内@@需要越来越多的@@数据@@@@中@@心@@@@。要使数据@@中@@心@@在@@不会过量增加能耗的@@前提下@@上@@线@@，需要实现@@更高@@@@效@@的@@服务器@@电源@@@@，而@@ GaN 是@@实现@@这类电源@@的@@关@@键技术@@@@。”

原因@@ 2：使用@@ GaN 的@@系统@@@@级设计@@可节省成本@@@@@@。

尽管@@现在@@@@按芯@@片@@级别@@比较@@，GaN 比硅昂贵@@，但@@ GaN 所带@@来的@@整个@@系统@@的@@成本@@优势@@、效率@@和@@功率@@密度@@的@@提高@@@@超过了初始投资的@@价值@@@@。例如@@@@，在@@ 100 兆瓦@@数据@@中@@心@@中@@@@，使用@@基于@@@@@@ GaN 的@@电源@@管理@@系统@@@@，即@@使效率@@增益仅为@@@@ 0.8%，也能在@@@@ 10 年@@间节约@@ 700 万美元的@@能源成本@@@@。节约的@@能源足够@@ 80,000 个@@家庭@@，也就是@@@@大@@约一@@个@@@@小型@@城市@@，使用@@一@@年@@@@。

德州仪器@@电源@@设计@@服务团队总经理@@ Robert Taylor 表@@示@@：“GaN 技术@@可在@@@@较高@@频率下@@运行@@，进而@@可实现@@一@@些具有@@@@更低@@物料清单成本@@的@@拓扑@@和@@架构@@@@。得益于@@@@较高@@的@@运行频率@@，工程师还可以@@在@@@@设计@@中@@@@选择较小型@@的@@其他@@188足彩外@@围@@app 。GaN 提供@@了硅芯@@片@@所不支持@@的@@拓扑@@@@，使得@@工程师可以@@灵活优化@@其电源@@设计@@@@。”

原因@@ 3：通过@@集成@@@@提升了性能@@和@@易用性@@。

GaN FET 需要专用的@@栅极@@驱动器@@@@@@，这意味着需要额外@@的@@设计@@时@@间@@和@@工作@@量@@。不过@@，德州仪器@@通过@@在@@芯@@片@@中@@集成@@栅极驱动器@@@@和@@一@@些保护功能@@@@@@，简化@@了@@ GaN 设计@@。

David 表@@示@@：“集成@@驱动器@@有@@助于@@提高@@@@性能@@并提供@@更高@@@@的@@功率@@密度@@和@@更高@@@@的@@开关@@@@频率@@@@，从@@而@@提升效率@@并降低@@整体系统@@尺寸@@@@。集成@@提供@@巨大@@的@@性能@@优@@势@@@@并使用@@@@@@ GaN 简化@@设计@@@@，可使设计@@人员更大@@程度@@地利用这项技术@@的@@@@优势@@。”

性能@@优@@势@@

David 说@@：“客户会很高@@兴看到@@我们的@@参考设计@@@@@@，比如@@@@适用@@于@@@@@@数据@@中@@心@@的@@@@ 5 千瓦@@图@@腾柱功率@@因数@@校正@@设计@@@@所展示@@的@@@@ GaN 的@@性能@@优@@势@@@@。他们一@@旦认识到@@可以@@以@@更小的@@解决方案@@@@尺寸@@实现@@更高@@@@的@@效率@@@@@@@@，或@@者以@@同样的@@外@@形尺寸@@实现@@更高@@@@的@@功率@@水平@@，这会促使他们转向@@使用@@@@ GaN。”

例如@@@@，一@@些模块@@化@@家用空调设备制造公司@@采用@@@@ GaN 进行设计@@@@，将@@电源@@效率@@提高@@@@了@@ 5%。

Robert 表@@示@@：“从@@空调耗能的@@角度@@来看@@@@，这个@@数字意义重大@@@@，提高@@@@ 5% 的@@效率@@@@可以@@节省一@@大@@笔资金@@。能用@@ GaN 器件@@实现@@这点真是@@太棒了@@。”

还在@@为@@用氮化镓@@设计@@高@@压电源@@犯难@@？试试这两个@@@@器件@@@@

judy — Fri, 24 Mar 2023 08:06:40 +0000

作者@@： Art Pini ，文章来源@@@@：得捷电子@@DigiKey微信公众号@@

面对@@社会和@@监管要求@@@@，电源@@效率@@一@@直是@@电子系统@@的@@优先事项@@。特别是@@对@@于@@@@从@@电动汽车@@@@ (EV) 到@@高@@压通信@@和@@工业@@基础设施@@的@@应用@@@@，电源@@转换@@效率@@@@和@@功率@@密度@@是@@设计@@成功的@@关@@键@@。

为@@了满足这些@@要求@@@@，开关@@@@模式@@电源@@系统@@的@@设计@@者需要从@@使用@@传统@@的@@@@硅@@ (Si) 基金属氧化物场效应晶体管@@@@ (MOSFET) 和@@绝缘栅双@@极晶体管@@@@ (IGBT) 转为@@使用@@其它器件@@@@，因为@@硅器件@@正在@@迅速接近其理论极限@@。

因此@@设计@@者需要考虑基于@@@@宽带@@隙@@@@ (WBG) 材料的@@器件@@@@，如@@氮化镓@@@@ (GaN)。GaN 器件@@的@@@@开关@@@@速度@@比硅器件@@快@@，能处理更高@@@@的@@电压@@和@@功率@@水平@@，在@@既定功率@@水平下@@体积小得多@@，而@@且@@运行效率@@高@@@@得多@@。

本文将@@探讨氮化镓@@场效应晶体管@@@@@@ (GaN FET) 的@@基本原理@@，展示@@其在@@开关@@@@模式@@电源@@电路@@中@@相对@@@@于@@传统@@硅器件@@的@@@@优势@@@@，介绍@@Nexperia的@@实际案例@@，并对@@其应用@@进行了讨论@@。

1.GaN FET 基础知识@@
电源@@转换@@电路@@的@@基本@@188足彩外@@围@@app 是@@高@@压半导体@@开关@@@@@@。设计@@人员一@@直专注于@@通过@@以@@下@@方式@@提高@@@@这些@@器件@@的@@@@性能@@@@：通过@@减少@@导通@@状态下@@的@@串联电阻@@来减少@@传导损耗@@@@，通过@@提高@@@@转换@@速度@@来减少@@开关@@@@损耗@@@@，以@@及@@@@减少@@寄生效应等@@@@。总的@@来说@@@@，这些@@设计@@工作@@对@@硅@@ MOSFET 和@@ IGBT 来说@@是@@成功的@@@@，但@@随着@@这些@@器件@@的@@@@运行速度@@达到@@@@其理论极限@@，改进的@@速度@@也在@@减缓@@。

因此@@，在@@过去@@的@@几年@@里@@，使用@@碳化硅@@@@ (SiC) 和@@ GaN 的@@ WBG（宽带@@隙@@）器件@@已经推出@@，并达到@@@@了批量生产的@@程度@@@@。这些@@器件@@提供@@了更高@@@@的@@工作@@电压@@范围@@@@、更快的@@开关@@@@时@@间@@和@@更高@@@@的@@效率@@@@@@。

半导体@@的@@带@@隙是@@激发电子使之从@@束缚状态释放到@@自@@由@@状态以@@进行导电所需的@@最小@@能量@@（表@@ 1）。

表@@ 1：区@@分宽带@@隙@@半导体@@@@（如@@ GaN 和@@ SiC）与@@硅半导体@@的@@关@@键属性摘要@@。（表@@格来源@@@@：Art Pini）

用宽带@@隙@@半导体@@制造的@@器件@@相比@@传统@@半导体@@材料@@（如@@硅@@）具有@@@@更高@@@@的@@工作@@电压@@@@、频率和@@温度@@@@@@。更宽的@@带@@隙对@@于@@@@允许器件@@在@@@@更高@@@@的@@温度@@@@下@@工作@@尤为@@重要@@。耐高@@温意味着@@，在@@正常@@条件下@@这些@@器件@@可以@@在@@@@更高@@@@的@@功率@@水平上@@运行@@。具有@@@@较高@@临界电场和@@较高@@迁移率的@@宽带@@隙@@半导体@@具有@@@@最低@@的@@漏源导通@@电阻@@@@@@ (RDS(ON))，从@@而@@减少@@了@@传导损耗@@@@。

大@@多数宽带@@隙@@材料也有@@很高@@的@@自@@由@@电子速度@@@@，这使它们能够以@@更高@@@@的@@开关@@@@速度@@工作@@@@。

GaN 和@@ SiC 属复合半导体@@@@，与@@带@@隙为@@@@ 1.12 电子伏@@特@@ (eV) 的@@硅相比@@@@，其带@@隙分别为@@@@@@ 3.4 eV 和@@ 3.3 eV，高@@出约三倍@@@@。这意味着两者都能支持@@更高@@@@的@@电压@@和@@更高@@@@的@@频率@@。

GaN 更高@@@@的@@电子迁移率使之更适合于@@高@@性能@@@@、高@@频率应用@@@@。GaN 功率@@FET 实现@@了更快的@@开关@@@@速度@@和@@更高@@@@的@@工作@@频率@@@@，从@@而@@改善@@了信号控制@@@@，实现@@了截止频率更高@@@@的@@无源滤波器设计@@@@，并降低@@了@@纹波电流@@@@。这样@@就可以@@使@@用@@更小的@@电感@@@@、电容@@和@@变压器@@，从@@而@@减少@@了@@整体尺寸@@和@@重量@@@@。

GaN FET 被称为@@高@@电子迁移率晶体管@@@@ (HEMT)。高@@电子迁移率是@@@@ FET 结@@构的@@一@@个@@@@功能@@@@（图@@ 1）。

图@@ 1：基于@@@@硅基底的@@@@ GaN FET 横截面图@@@@。（图@@片来源@@@@：Nexperia）

GaN FET 利用的@@是@@现有@@的@@@@硅@@ CMOS 生产设施@@@@，因此@@性价比高@@@@。在@@纯@@ GaN 层生长之前@@，通过@@沉积种子层和@@作为@@@@隔离层的@@氮化镓@@铝@@ (AlGaN) 缓变层@@（图@@中@@未显示@@），在@@硅基底上@@形成@@氮化镓@@层@@。第@@二@@个@@@@ AlGaN 层则沉积在@@@@ GaN 层上@@面@@。这样@@就建立了压电极化@@，紧接着在@@@@ AlGaN 下@@面产生过量的@@电子@@，这是@@@@一@@个@@@@高@@度@@导电的@@通道@@@@。这种@@过量的@@电子称为@@二@@维电子气@@ (2DEG)。这个@@名字反映了在@@该@@层中@@有@@非常高@@的@@电子迁移率@@。

栅极下@@面形成@@了一@@个@@@@耗尽区@@@@。栅极的@@操作@@类似@@于@@一@@个@@@@@@ N 沟道@@、增强@@模式@@@@功率@@硅@@ MOSFET。在@@该@@器件@@栅极施加一@@个@@@@正电压@@即@@可@@导通@@@@。

重复多次这种@@结@@构@@，即@@可@@形成@@一@@个@@@@电源@@器件@@@@。最终形成@@一@@个@@@@绝对@@简单@@、优雅的@@高@@性价比电源@@开关@@@@解决方案@@@@@@。

为@@了让@@器件@@电压@@更高@@@@@@，可增加漏极和@@栅极之间@@的@@距离@@@@。由@@于@@@@GaN 2DEG 的@@电阻@@率非常低@@@@，与@@硅器件@@相比@@@@，增加阻断电压@@能力对@@导通@@电阻@@@@的@@影响要小得多@@。

GaN FET 的@@工作@@模式@@@@可以@@构造为@@两种配置@@@@，即@@增强@@模式@@@@或@@耗尽模式@@@@。增强@@模式@@@@ FET 是@@常闭的@@@@，因此@@必须在@@栅极上@@施加相对@@@@于@@漏极@@/源极的@@正电压@@@@，以@@使@@ FET 导通@@。耗尽型@@@@ FET 是@@常开的@@@@，因此@@必须施加相对@@@@于@@漏极@@/源极的@@负栅极电压@@来关@@断@@@@ FET。耗尽型@@@@ FET 在@@电源@@系统@@中@@是@@有@@问题的@@@@，因为@@在@@给系统@@通电之前@@，必须对@@氮化镓@@耗尽型@@@@@@ FET 施加负偏压@@。

解决这个@@问题的@@一@@个@@@@方法是@@将@@低@@压硅@@@@ FET 与@@耗尽型@@@@@@ GaN FET 组合在@@一@@个@@@@共@@源共@@栅放大@@电路@@配置@@中@@@@@@（图@@ 2）。

图@@ 2：低@@压硅@@ MOSFET 与@@耗尽型@@@@@@GaN FET 的@@共@@源共@@栅配置@@@@，会使硅栅结@@构的@@稳健性与@@@@ GaN 器件@@的@@@@高@@压时@@钟特性@@得到@@改善@@@@，并且@@使用@@耗尽型@@@@@@ GaN FET 时@@让@@复合器件@@在@@@@上@@电@@时@@关@@断@@@@。（图@@片来源@@@@：Nexperia）

该@@共@@源共@@栅放大@@电路@@采用@@了@@@@ Si MOSFET 栅极结@@构@@，其优点是@@与@@现有@@的@@@@@@ MOSFET 栅极驱动器@@@@ IC 相匹配的@@栅极@@驱动极限更高@@@@@@，而@@且@@耗尽型@@@@@@ GaN FET 在@@上@@电@@@@时@@是@@关@@断@@的@@@@。

GaN FET 的@@主要特点之一@@就是@@其高@@效@@率@@@@@@。这是@@@@由@@于@@@@@@：低@@串联电阻@@降低@@了@@传导损耗@@@@；它们的@@开关@@@@速度@@较快@@，降低@@了@@开关@@@@损耗@@@@；以@@及@@@@它们的@@反向@@@@恢复电荷较少@@@@，这也是@@它们的@@反向@@@@恢复损耗@@较低@@的@@原因@@@@。

使用@@常见的@@半桥升压转换@@器@@拓扑@@时@@@@，可以@@比较@@ GaN FET 和@@ Si MOSFET 的@@效率@@@@差异@@（图@@ 3）。

图@@ 3：图@@示为@@一@@个@@@@半桥升压转换@@器@@的@@@@原理图@@@@，用于@@@@比较@@ Si MOSFET 和@@ GaN FET 的@@效率@@@@，通过@@用每@@种类型@@@@器件@@替换晶体管@@@@ Q1 和@@ Q2 即@@可@@。（图@@片来源@@@@：Nexperia）

升压转换@@器@@的@@@@输入@@电压@@@@@@为@@@@ 240 伏@@，输出@@电压@@@@为@@@@ 400 伏@@，开关@@@@频率@@为@@@@ 100 千赫@@(kHz)。在@@最高@@@@ 3500 瓦@@的@@功率@@范围内@@比较了它们的@@效率@@@@和@@损失@@（图@@ 4）。

图@@ 4：在@@一@@个@@@@相同的@@电路@@中@@@@，对@@ GaN FET 和@@ Si MOSFET 的@@效率@@@@和@@功率@@损耗@@进行比较@@@@，显示了@@ GaN FET 的@@优势@@。（图@@片来源@@@@：Nexperia）

与@@ MOSFET 相比@@， GaN FET 的@@工作@@效率@@高@@@@约@@ 20%，功率@@损耗@@低@@约@@ 3 倍@@。在@@ 2000 瓦@@时@@@@，MOSFET的@@损耗@@约为@@@@@@ 62 瓦@@；在@@ GaN FET 中@@，损耗@@仅为@@@@ 19 瓦@@。这意味着冷却系统@@可以@@更小@@，从@@而@@提高@@@@升压转换@@器@@的@@@@体积效率@@@@。

不太明显的@@是@@@@，由@@于@@@@GaN FET 的@@最大@@电压@@限制较高@@@@，因此@@测量功率@@几乎进行到@@了@@3500 瓦@@。因此@@，GaN FET 具有@@@@绝对@@优势@@。

2. 用氮化镓@@启动@@高@@压器件@@设计@@@@
对@@于@@@@更高@@@@的@@电压@@应用@@@@，Nexperia 提供@@了两种@@ 650 伏@@的@@@@ GaN FET：GAN063-650WSAQ 和@@ GAN041-650WSBQ。两者均为@@常闭型@@@@ N 沟道@@场效应管@@。GAN063-650WSAQ 处理的@@额定最大@@漏源电压@@为@@@@ 650 伏@@，可承受@@ 800 伏@@的@@@@瞬态@@（脉冲宽度@@小于@@一@@微秒@@）。其额定漏电流@@为@@@@ 34.5 安培@@ (A)，在@@ 25℃ 时@@的@@功率@@耗散为@@@@ 143 瓦@@。漏源导通@@电阻@@@@通常@@为@@@@ 50 毫欧@@ (mΩ)，最大@@极限为@@@@ 60 mΩ。

GAN041-650WSBQ 具有@@@@相同的@@@@ 650 伏@@额定最大@@漏源电压@@和@@@@ 800 伏@@瞬态极限电压@@@@。其不同之处在@@于@@@@，在@@室温下@@可以@@处理@@ 47.2 A 的@@最大@@漏电流@@和@@@@ 187 瓦@@的@@最大@@功率@@耗散@@。其典型@@的@@通道@@电阻@@为@@@@ 35 mΩ，最大@@为@@@@ 41 mΩ。

图@@ 5 显示了@@在@@半桥配置@@中@@@@使用@@@@ GAN063-650WSAQ 的@@ Nexperia 参考设计@@@@。

图@@ 5：使用@@ GAN063-650WSA GaN FET 的@@半桥功率@@级的@@推荐设计@@@@。该@@原理图@@只显示了@@@@ FET 驱动器@@和@@半桥输出@@级以@@及@@@@相关@@@@188足彩外@@围@@app 。（图@@片来源@@@@：Nexperia）

该@@原理图@@显示了@@@@ Si8230 高@@/低@@双@@隔离栅极驱动器@@@@@@，可用于@@@@驱动@@ GaN FET 的@@栅极@@。该@@栅极驱动器@@@@的@@输出@@@@通过@@一@@个@@@@@@ 30 Ω 的@@栅极@@电阻@@器连接到@@栅极@@，这是@@@@所有@@@@ GaN 器件@@都需要的@@@@。栅极电阻@@器控制@@栅极电容@@的@@充电@@@@时@@间@@@@，影响动态开关@@@@性能@@@@。FET 漏极和@@源极之间@@的@@@@ R-C 网@@络也有@@助于@@控制@@开关@@@@性能@@@@。GaN FET 的@@栅极@@驱动电平在@@@@ 0 和@@10 至@@ 12 伏@@之间@@@@。

GaN FET 的@@高@@开关@@@@速度@@@@（通常@@在@@@@ 10 至@@ 11 纳秒@@ (ns) 范围内@@）需要精心布局@@，以@@尽量减少@@寄生电感@@@@，并使用@@@@ RC 吸收电路@@@@来抑制@@电压@@和@@电流@@瞬变引起的@@瞬时@@振荡@@。在@@设计@@中@@@@，高@@压电源@@和@@地之间@@要设置@@多个@@@@ RC 吸收电路@@@@（R17 至@@ 19 和@@ C33 至@@ 35）。吸收电路@@@@减少@@了因@@GaN FET 和@@旁路网@@络的@@相互作用引起的@@瞬时@@振荡@@。吸收电路@@@@连接应尽可能靠近高@@压侧@@ FET 的@@漏极@@。它们采用@@表@@面贴装电阻@@器和@@低@@有@@效串联电阻@@@@ (ESR) 陶瓷电容@@器@@@@，以@@尽量减少@@引线电感@@@@。

由@@ R4、D1、C12和@@ C13组成@@的@@@@188足彩外@@围@@app 网@@络是@@高@@压栅极驱动器@@@@@@的@@自@@举电源@@@@。D1应该@@是@@一@@个@@@@快速@@、低@@容二@@极管@@@@，因为@@其@@结@@电容@@会造成开关@@@@损耗@@@@。R4限制浪涌充电@@电流@@@@@@；数值@@在@@@@ 10 至@@ 15Ω 之间@@效果为@@佳@@。

3. 结@@语@@@@

从@@电动汽车@@到@@通信@@和@@工业@@基础设施@@@@，人们对@@更高@@@@电力转换@@效率@@@@和@@更高@@@@功率@@@@密度@@的@@需求@@不断增加@@，这就要求@@从@@传统@@硅结@@构器件@@转而@@使用@@其他材料器件@@@@。综上@@所述@@，氮化镓@@场效应晶体管@@@@ (GaN FET) 通过@@提供@@更高@@@@的@@工作@@电压@@@@、更快的@@开关@@@@速度@@和@@更高@@@@的@@效率@@@@@@，为@@下@@一@@代@@设计@@提供@@了一@@条出路@@。现成即@@用的@@元器件@@@@@@，加上@@某些参考设计@@@@支持@@@@，将@@帮助设计@@者将@@项目快速启动@@并使之运转@@。

如@@何实现@@更小巧@@、更智能@@、更可靠的@@电源@@管理@@@@

judy — Thu, 16 Mar 2023 02:30:23 +0000

由@@于@@@@其小尺寸@@@@、高@@效@@率@@@@和@@低@@功耗@@@@，PMIC 成为@@@@可穿戴设备@@@@、可听戴设备和@@物联网@@@@设备@@@@等@@小型@@设备必不可少@@的@@器件@@@@。借助@@ Qorvo 的@@可配置@@智能电源@@解决方案@@@@@@ (ActiveCiPS™)，这些@@微小的@@高@@性能@@@@ PMIC 最大@@限度@@地提高@@@@了系统@@效率@@@@和@@性能@@@@，同时@@@@提供@@了设计@@灵活性并降低@@了@@物料清单@@成本@@@@。

在@@这个@@行业@@，很容易将@@电源@@视为@@理所当@@然@@@@。失去才知其可贵@@。管理这一@@重要资源对@@于@@@@系统@@正常@@运行至@@关@@重要@@，在@@需要更小巧@@、更快速和@@更智能@@器件@@的@@@@领域@@，这可能会是@@一@@个@@@@真正的@@@@挑战@@。但@@如@@果@@内置电源@@管理@@器件@@帮助解决了这个@@问题呢@@？Qorvo 的@@可配置@@智能电源@@解决方案@@@@@@ (ActiveCiPS™) 器件@@通过@@内置智能和@@可配置@@性@@帮助控制@@@@、监测和@@优化@@不同系统@@中@@的@@配电@@和@@转换@@@@。通过@@本科教视频@@（时@@长@@：27 分钟@@），您将@@了解@@@@ ActiveCiPS 电源@@管理@@及@@其@@如@@何有@@效帮助工程师优化@@设计@@@@。

进一@@步了解@@@@ Qorvo 的@@可配置@@智能电源@@解决方案@@@@@@ (ActiveCiPS™) 器件@@：观看视频@@ https://www.qorvo.com/design-hub/videos/chalk-talk-activecips-configurab...

在@@复杂的@@系统@@@@中@@@@，或@@者当@@设计@@师需要更先进或@@创新的@@电源@@解决方案@@@@时@@@@，使用@@分立@@188足彩外@@围@@app 可能太过昂贵@@。电源@@管理@@集成@@电路@@@@(PMIC) 将@@多个@@稳压器@@和@@控制@@电路@@集成@@到@@一@@个@@@@芯@@片@@中@@@@。如@@今@@的@@@@ PMIC 很灵活@@，用户可以@@更新默认设置@@@@@@，如@@输出@@电压@@@@@@、时@@序@@、故障阈值@@@@和@@其他参数@@@@。因此@@，PMIC 被应用@@于@@@@许多小型@@设备@@，例如@@@@可穿戴设备@@@@、可听戴设备和@@物联网@@@@设备@@@@，这一@@切都得益于@@@@其小尺寸@@@@、高@@效@@率@@@@和@@低@@功耗@@@@。这些@@微小的@@高@@性能@@@@ PMIC 最大@@限度@@地提高@@@@了系统@@效率@@@@和@@性能@@@@，同时@@@@提供@@了设计@@灵活性并降低@@了@@物料清单@@成本@@@@。

上@@图@@显示了@@使用@@可配置@@电源@@解决方案@@@@实现@@尺寸@@缩减的@@典型@@示例@@。

由@@于@@@@ActiveCiPS PMIC 产品@@可配置@@@@，Qorvo 提供@@了一@@个@@@@@@ ActiveCiPS 编程加密狗@@，使设计@@师能够在@@设计@@过程中@@多次配置@@@@ PMIC。这有@@助于@@更轻松地完成调试@@，可以@@加快产品@@上@@市@@。通过@@编程加密狗@@@@，设计@@师可以@@反复生成自@@定义编程示例@@，直到@@@@实现@@所需的@@功能@@@@。在@@客户为@@其@@系统@@优化@@了@@ PMIC 之后@@@@，Qorvo 将@@交付按照这些@@设置@@构建和@@测试@@的@@@@ IC。

ActiveCiPS 编程加密狗@@使设计@@师能够在@@设计@@过程中@@多次配置@@@@@@ PMIC

作为@@@@电源@@管理@@智能的@@一@@个@@@@例子@@，考虑使用@@氮化镓@@@@(GaN) 功率@@放大@@器的@@系统@@@@@@，如@@相控阵雷达@@和@@卫星通信@@@@。为@@射频功率@@放大@@器@@ (RFPA) 供电@@需要特定的@@偏置时@@序@@@@，并在@@@@发射@@ RF 之前对@@其进行校准@@。GaN 器件@@是@@耗尽型@@@@@@ FET，运行时@@需要施加负栅极电压@@@@。在@@增加漏极偏置电压@@之前必须施加负栅极电压@@@@，以@@保护器件@@免受损坏@@。不同的@@@@ GaN PA 在@@不同的@@@@功率@@水平下@@需要不同的@@@@漏极电压@@@@。还需要进行校准@@，在@@漏极达到@@@@较理想的@@静态电流@@@@@@，从@@而@@实现@@更好的@@性能@@@@。而@@ ACT41000 ActiveCiPS 电源@@管理@@设备等@@@@ IC 可以@@帮助客户做到@@这一@@点@@。ACT41000 可配置@@性@@和@@内置智能使系统@@能够在@@通电时@@自@@动校准@@，然后@@@@提供@@所需的@@启动@@时@@序@@@@。可以@@在@@@@系统@@部署后@@执行自@@动校准@@，随着@@时@@间@@的@@推移提供@@老化补偿@@@@。它配有@@@@@@ ActiveCiPS 编程加密狗@@和@@@@ GUI，使设计@@师能够调整@@@@：

输出@@漏极电压@@@@

静态和@@最大@@漏极电流@@@@

PA 器件@@电流@@和@@电压@@保护@@

开关@@@@频率@@

优化@@ GaN PA 性能@@的@@其他特性@@@@

Qorvo ActiveCiPS 提供@@了尺寸@@@@、重量@@、功率@@和@@成本@@优势@@，并可以@@智能地根据@@@@多种需求优化@@功率@@@@。通过@@视频了解@@更多@@信息并查看@@Qorvo 的@@众多在@@线资源@@ (https://www.qorvo.com/design-hub )，了解@@各种解决方案@@@@和@@产品@@@@。

了解@@更多@@
电源@@管理@@集成@@电路@@@@(PMIC)

https://www.qorvo.com/products/power-management/modular-pmics

氮化镓@@(GaN)

https://www.qorvo.com/innovation/technology/gan

ACT41000

https://www.qorvo.com/products/p/ACT41000

文章来源@@@@：Qorvo半导体@@

圣邦微电子@@推出@@ 60V 高@@压降压@@转换@@器@@@@@@ SGM61630

judy — Fri, 03 Mar 2023 06:38:17 +0000

SGM61630 是@@一@@款@@@@电流@@反馈型@@的@@异步降压@@转换@@器@@@@@@，支持@@ 60V 高@@压输入@@并可持续输出@@@@ 3A 电流@@。

SGM61630 内部@@集成@@@@高@@边@@ NMOS 类型@@@@场效应管@@，MOSFET 导通@@内阻典型@@值@@@@@@ 140mΩ。芯@@片@@静态电流@@@@仅@@ 50μA，在@@休眠关@@闭模式@@下@@漏电流@@仅@@ 2μA，非常适合@@电池供电@@的@@高@@压转低@@压应用@@@@，如@@车载@@配件等@@产品@@@@。

SGM61630 可通过@@@@引脚@@外@@置电阻@@设置@@振荡频率@@，也可同步@@外@@部时@@钟产生振荡频率@@。调节振荡频率可以@@平衡电源@@效率@@和@@滤波电路@@尺寸@@@@，也便于@@应对@@@@严苛的@@@@ EMI/EMC 测试@@。

SGM61630 集成@@内部@@环路补偿@@@@，所需外@@围@@188足彩外@@围@@app 少@@，芯@@片@@分两个@@@@型@@号@@：SGM61630A 和@@ SGM61630B。SGM61630A 有@@ SS 引脚@@外@@置电容@@可调@@节软@@启动@@@@时@@间@@@@，SGM61630B 有@@ PGOOD 开漏输出@@引脚@@指示@@电源@@工作@@状态@@。

SGM61630 采用@@ SOIC-8 绿色封装@@@@并具有@@@@外@@露接地焊盘以@@提高@@@@散热能力@@，热阻参数@@是@@@@ 41℃/W。

图@@ 1 SGM61630 典型@@应用@@框图@@@@@@

SGM61630 典型@@特征@@

4.3V 至@@ 60V 输入@@电压@@@@范围@@；
3A 可持续电流@@输出@@能力@@；
50μA 超低@@@@静态工作@@电流@@@@；
140mΩ 高@@侧@@ MOSFET；
最小@@ tON 时@@间@@ 100ns；
电流@@模式@@@@控制@@@@；
SGM61630A：软@@启动@@@@可调@@节@@，SGM61630B：输出@@ PGOOD 指示@@；
可调@@节振荡频率@@ 200kHz 至@@ 2500kHz，可同步@@外@@置时@@钟@@ ；
2μA 关@@断@@电流@@@@；
集成@@热保护@@、过压@@保护@@及@@短路@@保护@@功能@@@@@@；
-40℃ 至@@ +125℃ 工作@@温度@@@@@@范围@@；
符合@@环保理念的@@@@ SOIC-8（Exposed Pad）绿色封装@@@@。

SGM61630应用@@场景@@

SGM61630 采用@@高@@压工艺@@@@，支持@@极宽的@@输入@@电压@@@@@@范围@@@@，非常适合@@ 12V、24V 和@@ 48V 工业@@系统@@及@@楼宇自@@动化等@@应用@@@@@@。

SGM61630 在@@汽车@@@@车辆定位@@、监控@@、行车记录仪@@、T-BOX 和@@车载@@黑匣子等@@后@@装市场也有@@广阔的@@应用@@空间@@。SGM61630 的@@高@@电流@@输出@@能力和@@快速动态响应特性@@可以@@很好地满足@@ 2G/4G 模块@@瞬间发射所需求的@@大@@电流@@@@@@，低@@静态功耗和@@待机@@ PSM 工作@@模式@@@@又能够最大@@限度@@地延长车载@@产品@@备用电池的@@待机工作@@时@@@@间@@。SGM61630 有@@能力屏蔽车辆点火启动@@造成的@@剧烈输入@@电压@@@@波动和@@高@@浪涌电压@@@@@@，避免后@@级@@ CPU 电路@@的@@损坏@@，是@@非常理想的@@车载@@@@一@@次侧电源@@转换@@芯@@片@@@@。

在@@良好的@@@@外@@围匹配下@@@@，SGM61630 具有@@@@理想的@@效率@@@@曲线@@@@@@。

图@@ 2 SGM61630 效率@@曲线@@

关@@于@@@@圣邦微电子@@@@

圣邦微电子@@（北京@@）股份有@@限公司@@@@（股票代@@码@@ 300661）专注于@@高@@性能@@@@、高@@品质模拟@@集成@@电路@@的@@研发和@@销售@@。产品@@覆盖@@@@信号链和@@电源@@管理@@@@两大@@领域@@，拥有@@@@ 30 大@@类@@ 4000 余款@@可供销售型@@号@@，全部自@@主研发@@，广泛应用@@于@@@@工业@@@@控制@@@@、汽车@@电子@@、通信@@设备@@、消费类电子和@@医疗仪器等@@领域@@，以@@及@@@@物联网@@@@@@、新能源@@和@@人工智能@@等@@新兴市场@@。

集成@@无源@@188足彩外@@围@@app 的@@电源@@管理@@集成@@电路@@@@@@

judy — Wed, 08 Feb 2023 07:02:17 +0000

自@@TechInsights于@@2021年@@底推出电源@@管理@@集成@@电路@@@@@@（PMIC）工艺@@分析@@频道以@@来@@，已分析@@了多种器件@@@@。内容囊括@@高@@压栅极驱动器@@@@@@和@@汽车@@级@@电源@@转换@@@@IC，乃至@@@@移动电源@@@@管理集成@@电路@@@@@@。据@@观察@@，越来越多的@@制造商尝试以@@共@@同封装@@配置@@或@@与@@硅@@IC本身@@“全集成@@@@”的@@方式@@@@将@@无源@@@@188足彩外@@围@@app 集成@@至@@电源@@管理@@集成@@电路@@@@产品@@@@。

与@@所有@@@@电力电子产品@@一@@样@@，尺寸@@、重量@@和@@功率@@@@（SWaP）均为@@关@@键的@@性能@@指标@@。为@@提高@@@@系统@@效率@@@@@@@@，我们需要更小巧轻便且功率@@密度@@更高@@@@的@@系统@@@@@@。在@@电源@@管理@@集成@@电路@@@@运行功率@@水平相对@@@@较低@@的@@情况下@@@@@@，集成@@是@@非常理想的@@方式@@@@@@，并且@@具备理论可行性@@。

一@@种@@“集成@@稳压器@@@@”（IVR）受到@@了特别关@@注@@。鉴于@@相对@@@@较小的@@变化也可能损坏@@CPU等@@精密部件中@@的@@精密晶体管@@@@，所以@@@@需使用@@稳压器@@电路@@提供@@稳定@@的@@恒电压@@@@。

许多消费类电子产品@@的@@输入@@电压@@@@@@为@@@@12 V（最新的@@服务器@@架构@@为@@@@48 V）。产品@@内部@@的@@最终@@“负载点@@”（PoL）的@@降压@@转换@@过程为@@@@CPU、GPU和@@其他内部@@@@188足彩外@@围@@app 提供@@其所需的@@电压@@@@（通常@@<2 V）。随着@@架构@@复杂化@@，需输入@@不同电压@@@@，因而@@@@需采用@@多个@@稳压器@@电路@@提供@@不同的@@@@电压@@@@，而@@它们会占用宝贵的@@电路@@板空间@@。集成@@此项功能@@将@@带@@来明显收益@@@@。

“全集成@@@@”稳压器@@的@@早期尝试@@

迄今为@@止@@，英特尔公司@@对@@这项技术@@的@@@@尝试或@@许最为@@瞩目@@。英特尔尝试在@@第@@@@4代@@和@@第@@@@5代@@核心@@微处理器@@（Haswell和@@Broadwell）上@@采用@@所谓@@的@@@@“全集成@@@@稳压器@@@@@@”（FIVR）解决方案@@@@。在@@2014年@@亚太经合组织会议上@@提交的@@一@@篇论文@@展示@@了@@这种@@方法@@——将@@非磁性电感@@集成@@至@@栅格阵列@@（LGA）封装@@。一@@篇在@@@@2016年@@提交的@@研究论文@@显示了@@研讨中@@的@@不同电感@@的@@更多详情@@，包括@@非耦合螺线管@@、交错螺线管@@、屏蔽电镀通孔@@（PTH）环和@@@@3DL。该@@论文得出结@@论@@，未来@@可能必须使用@@磁性材料以@@满足电流@@密度@@需求@@。2011年@@的@@@@早期演示@@展示@@了@@对@@片上@@电@@感的@@研究@@，包括@@磁性@@CoZrTa包络@@。

从@@第@@六代@@产品@@开始@@@@，英特尔放弃了全集成@@@@稳压器@@@@@@方案@@@@，原因@@之一@@似乎是@@这种@@方法会使@@CPU附近产生额外@@热量@@。传闻这项技术@@将@@被再次引入@@，正如@@@@在@@@@VLSI 2022上@@的@@演示@@所证明的@@那样@@，英特尔仍在@@以@@某种形式研究这一@@概念@@。

苹果@@APL1028集成@@稳压器@@@@

我们的@@拆解频道详细报道了已发布的@@最重要的@@消费类电子产品@@@@。根据@@@@对@@采用@@@@M1处理器的@@@@2021款@@MacBook Pro（16英寸@@）的@@分析@@@@，我们发现苹果@@@@APL1028芯@@片@@被设置@@在@@@@M1处理器区@@域散热外@@壳内的@@@@PCB背面@@。此后@@@@，我们编写了一@@份有@@关@@该@@器件@@的@@@@@@电源@@管理@@集成@@电路@@@@工艺@@分析@@报告@@，并在@@@@最近的@@@@电源@@管理@@集成@@电路@@@@简报@@中@@重点介绍@@了集成@@电感@@技术@@@@。

如@@图@@@@1所示@@，APL1028采用@@倒装芯@@片@@球栅阵列@@（FCBGA）封装@@。

图@@1：倒装芯@@片@@球栅阵列封装@@的@@@@苹果@@@@APL1028集成@@稳压器@@@@：a）俯视图@@@@b）仰视图@@@@c）突出显示芯@@片@@的@@侧视@@x光片@@

当@@使用@@酸解封工艺@@取出封装@@中@@的@@芯@@片@@后@@@@，获得集成@@电路@@@@，分析@@表@@明这很可能采用@@了@@台积电的@@@@12 FF工艺@@。注意@@，这并非@@BCD电源@@管理@@集成@@电路@@@@，传统@@双@@极器件@@或@@@@DMOS功率@@晶体管@@@@与@@鳍式场效晶体管@@@@（FinFETs）的@@集成@@需要使用@@大@@量昂贵的@@光刻掩模@@。假设@@这些@@部件在@@相对@@@@较低@@的@@功率@@水平下@@运行@@，则仅使用@@鳍式场效晶体管@@即@@可@@@@。我们迄今发现的@@最小@@的@@@@“传统@@”电源@@管理@@集成@@电路@@@@逻辑节点约为@@@@@@55 nm，同样来自@@@@@@去年@@报道@@的@@苹果@@产品@@@@。

随着@@封装@@的@@@@去除@@@@，将@@逐渐展现真正的@@@@创新@@。图@@2显示了@@采用@@抛光和@@@@O2蚀刻工艺@@后@@的@@封装@@@@。图@@中@@显示了@@三排耦合电感@@@@（共@@28个@@）。

图@@2：抛光封装@@@@（显示片上@@电@@感区@@域@@）

如@@图@@@@3所示@@，每@@个@@@@耦合电感@@均设置@@在@@器件@@的@@@@@@RDL区@@，两个@@@@铜条外@@部包绕磁性材料制成的@@包络@@@@。各铜条的@@一@@端@@通过@@过孔与@@芯@@片@@相连@@，而@@另一@@端@@向@@外@@连接至@@封装@@@@。

图@@3：APL1028芯@@片@@的@@扫描电镜剖面图@@@@（显示带@@磁性包络@@的@@耦合电感@@@@）

这与@@@@2011年@@的@@@@英特尔研究论文中@@提出的@@概念相似@@@@，甚至@@@@电感@@包络@@中@@似乎使用@@了相同的@@@@CoZrTa磁性材料叠层@@。苹果@@已将@@这一@@概念应用@@于@@@@生产器件@@@@。

来自@@@@安普沃尔@@半导体@@@@（Empower Semiconductor）的@@另一@@集成@@稳压器@@@@示例@@

我们最近发布了一@@份关@@于@@@@@@安普沃尔@@EP7037C三路输出@@集成@@稳压器@@@@的@@@@电源@@管理@@集成@@电路@@@@工艺@@分析@@报告@@。该@@产品@@允许通过@@多个@@不同的@@@@稳压为@@器件@@的@@@@不同部件供电@@@@。安普沃尔@@甚至@@@@更进一@@步@@，于@@最近发布了@@四路输出@@器件@@@@——EP71xxx系列@@。安普沃尔@@声称其集成@@稳压器@@@@技术@@可将@@@@体积缩小@@10倍@@，同时@@@@将@@运行速度@@提高@@@@@@1000倍@@。产生这种@@改进的@@原因@@在@@于@@传统@@的@@@@稳压器@@需要较大@@的@@输出@@@@电容@@来充分过滤瞬态响应@@@@。安普沃尔@@声称其解决方案@@@@允许处理器电源@@状态发生纳秒@@级变化@@。

图@@4显示了@@翻转芯@@片@@球形栅格阵列封装@@@@和@@@@x光片@@，其中@@@@显示了@@@@“TRIO-C”IC芯@@片@@以@@及@@@@另外@@四个@@硅深沟槽电容@@器@@芯@@片@@的@@位置@@。

图@@4：安普沃尔@@EP7037C集成@@稳压器@@@@a）翻转芯@@片@@球形栅格阵列封装@@@@b）封装@@的@@@@x光片@@

该@@产品@@与@@这篇@@188金宝搏@@ 前文讨论的@@苹果@@@@APL1028集成@@稳压器@@@@有@@部分相似@@之处@@。与@@APL1028相似@@，我们认为@@图@@中@@的@@@@“TRIO-C”芯@@片@@很可能基于@@@@台积电的@@@@12 FF工艺@@制程@@。但@@其集成@@方法不同@@，图@@中@@没有@@@@采用@@片上@@电@@感@@。相对@@@@地@@，安普沃尔@@提供@@了两种@@解决方案@@@@@@：

 定制服务@@，安普沃尔@@将@@协助设计@@待集成@@@@PCB的@@专用电感@@走线@@。

 安普沃尔@@还提供@@@@@@EP7037B，其中@@@@包含一@@个@@@@由@@翻转芯@@片@@球形栅格阵列封装@@@@缠绕的@@电感@@器@@。

采用@@另外@@四个@@硅深沟槽电容@@器@@芯@@片@@是@@减少@@额外@@的@@无源@@188足彩外@@围@@app 和@@缩小电路@@板空间的@@另一@@种@@方法@@。图@@5显示了@@此类@@芯@@片@@之一@@的@@扫描电镜剖面@@。采用@@硅化钨触点的@@双@@金属铝工艺@@与@@填充多晶硅并形成@@电容@@器@@的@@深沟槽相连@@。

图@@5：硅深沟槽电容@@的@@硅扫描电镜剖面图@@@@

英飞凌@@集成@@负载点@@电源@@@@（IPOL）降压@@调节器@@

拆去集成@@稳压器@@@@后@@@@，我们可以@@发现@@，它不仅仅是@@一@@个@@@@用于@@@@集成@@无源@@@@188足彩外@@围@@app 的@@小众应用@@@@。英飞凌@@最近发布了@@配备@@“全集成@@@@”4 A降压@@转换@@器@@@@的@@@@TDM3885集成@@负载点@@电源@@模块@@@@@@。图@@6中@@的@@各图@@像详细描述了@@PG-LGA-15封装@@的@@@@内部@@@@，有@@关@@更多详情@@，可参见我们@@关@@于@@@@该@@器件@@的@@@@功率@@封装@@报告@@@@。

图@@6：英飞凌@@TDM3885 IPOL a）标识芯@@片@@位置的@@封装@@侧视图@@@@X光片@@b）显示电感@@线圈@@的@@封装@@喷射蚀刻俯视图@@@@@@c）TC180008_R8B芯@@片@@和@@电感@@线圈@@的@@封装@@电镜剖面图@@@@

图@@7所示@@的@@@@TC180008_R8B芯@@片@@不含日期标记@@@@，但@@因其具有@@@@国际整流器标志@@（见右下@@角@@），所以@@@@可合理假设@@其并非英飞凌@@的@@新@@IC设计@@。该@@部件的@@创新之处在@@于@@电感@@集成@@@@，这与@@@@集成@@稳压器@@@@非常相似@@@@，可以@@节省宝贵的@@电路@@板空间@@。该@@部件设计@@用于@@@@电信@@和@@数据@@中@@心@@等@@应用@@@@的@@负载点@@电源@@@@（PoL）转换@@，英飞凌@@指出@@，它适合用于@@@@@@“空间和@@散热受限的@@应用@@@@”。英飞凌@@声称@@，因该@@部件能降低@@寄生效应@@，所以@@@@不但@@能减少@@@@80%的@@电路@@板面积@@@@，还能提高@@@@性能@@@@。

图@@7：TC180008_R8B芯@@片@@图@@@@

总结@@@@

将@@无源@@188足彩外@@围@@app 集成@@至@@功率@@芯@@片@@具有@@@@明显优势@@。这样@@能提高@@@@功率@@@@密度@@@@，尽可能减小电路@@板空间以@@及@@@@缩短物料清单@@（BoM），这些@@都极具吸引力@@。但@@这样@@也会带@@来各种缺陷@@，并且@@先前对@@该@@技术@@的@@@@尝试也很快停止了@@。

我们可以@@观察苹果@@是@@否将@@该@@理念延续至@@@@M2 Pro和@@Max MacBooks，以@@及@@@@他们在@@散热管理@@方面@@如@@何进行权衡@@。

集成@@稳压器@@@@（IVR）绝不是@@唯一@@能通过@@这种@@方法受益的@@电源@@管理@@集成@@电路@@@@@@技术@@@@。讨论任何功率@@转换@@@@产品@@时@@均需重视系统@@级性能@@@@，在@@较高@@的@@功率@@下@@更是@@如@@此@@，即@@使效率@@稍有@@提高@@@@也将@@变得非常重要@@。当@@讨论碳化硅@@@@（SiC）和@@氮化镓@@@@（GaN）晶体管@@等@@新的@@宽禁带@@产品@@@@，需重视这一@@点@@。分立式晶体管@@自@@身可能比硅晶体管@@更昂贵@@，但@@它们不仅能提高@@@@晶体管@@性能@@@@，无疑@@还能为@@更大@@的@@系统@@@@设计@@节省成本@@@@@@。他们通过@@更高@@@@的@@切换频率来实现@@这一@@点@@，从@@而@@允许减小电容@@并提供@@更便宜轻便且功率@@密度@@更高@@@@的@@解决方案@@@@@@。在@@观察高@@功率@@@@模块@@时@@@@，我们逐渐觉察到@@模块@@化@@布局和@@短距互连对@@降低@@电感@@的@@重要性@@。

完全去除@@封装@@接线的@@新型@@封装@@技术@@示例也在@@不断涌现@@，参见我们关@@于@@@@安世半导体@@@@“铜夹@@”技术@@的@@@@功率@@封装@@报告@@，该@@技术@@去除@@了@@低@@压硅@@产品@@@@PSMN3R9 100 V金氧半场效晶体管@@@@的@@封装@@接线@@。

对@@于@@@@频谱的@@低@@功率@@端@@和@@电源@@管理@@@@集成@@电路@@@@@@，我们可以@@进一@@步将@@无源@@器件@@集成@@到@@分立式封装@@中@@@@，对@@于@@@@苹果@@@@APL1028而@@言@@，实际集成@@至@@半导体@@芯@@片@@@@。我们期待在@@未来@@数年@@看到@@相关@@方面@@出现突破性进展@@，并且@@很高@@兴能继续与@@大@@家分享我们的@@发现@@！

两步走@@ 解决开关@@@@电源@@@@输入@@过压@@的@@烦恼@@！

judy — Fri, 03 Feb 2023 02:33:19 +0000

输入@@过压@@是@@由@@电网@@负载的@@巨大@@波动引起的@@@@。例如@@@@，在@@用电高@@峰期@@，电压@@通常@@较低@@@@，而@@在@@设备关@@闭时@@@@，电压@@则较高@@@@。

电网@@电压@@幅值@@的@@实际变化范围随着@@电网@@容量@@、输配电@@设备质量@@、用电量以@@及@@@@其@@他因素的@@变化而@@变化很大@@@@。在@@拥有@@@@完善电源@@系统@@的@@城市和@@工业@@区@@里@@，变化范围通常@@只有@@@@ ±15% 左右@@（最大@@值@@不超过@@ 264 VAC）。如@@果@@确实超过@@ 264 VAC，电源@@可能会损坏@@，甚至@@@@导致设备跳闸和@@@@/或@@引发火灾@@，对@@安全和@@财产造成威胁@@。

但@@是@@@@，在@@供电@@条件差的@@国家和@@地区@@@@，或@@者电网@@中@@存在@@负载变化大@@的@@设备的@@场合@@，如@@山区@@@@、高@@速公路隧道@@、充电@@站@@、发电机供电@@等@@@@，变化范围就大@@得多@@。有@@时@@@@变化范围可以@@达到@@@@@@ 20%~30%（最大@@值@@可以@@达到@@@@@@ 274~299 VAC）。

图@@ 1：恶劣工作@@环境下@@的@@电压@@波形@@。（图@@片来源@@@@：Mornsun Power）

输入@@过压@@下@@电源@@元器件@@@@的@@电压@@应力分析@@@@

以@@图@@@@ 2 中@@的@@反激式开关@@@@模式@@电源@@@@为@@例@@@@，分析@@当@@输入@@电压@@@@达到@@@@@@ 305 V_AC时@@，如@@何根据@@@@电压@@应力选择合适的@@元器件@@@@@@。

图@@ 2：反激式开关@@@@模式@@电源@@@@。（图@@片来源@@@@：Mornsun Power）

当@@然@@，这些@@木质试验板@@作为@@@@使用@@现代@@元器件@@@@的@@电路@@平台已经过时@@了@@。尽管@@如@@此@@，“试验板@@”和@@“试验板@@布局@@”已成为@@@@与@@粗略构建演示电路@@或@@子电路@@有@@关@@的@@标准@@术语@@@@。然而@@@@，从@@真空管到@@分立引线晶体管@@和@@无源元器件@@@@@@、DIPIC，到@@现在@@@@几乎看不见的@@表@@面贴装器件@@@@，电子技术@@的@@@@发展@@对@@试验板@@布局@@技术@@和@@平台产生了重大@@影响@@。

1. 保险丝@@ F1 的@@标称@@电压@@选择@@

保险丝@@的@@标称@@电压@@必须大@@于@@或@@等@@于@@@@关@@断@@电路@@的@@最大@@电压@@@@。由@@于@@@@保险丝@@的@@电阻@@非常低@@@@，只有@@在@@试图@@中@@断@@电流@@时@@@@，其标称@@电压@@才变得重要@@。当@@保险丝@@@@188足彩外@@围@@app 熔断时@@@@，保险丝@@必须能够迅速断开@@，熄灭电弧@@，并防止开路电压@@通过@@断开的@@保险丝@@@@@@188足彩外@@围@@app 再次引发电弧@@。

保险丝@@的@@常用规格为@@@@ 125 V、250 V、300 V 和@@ 400 V。为@@了应对@@@@输入@@电压@@@@的@@大@@幅波动@@，应选择@@ 300 V 的@@保险丝@@@@。

2. 压敏@@电阻@@@@ RV1 的@@标称@@电压@@选择@@

在@@实际应用@@中@@@@，压敏@@电阻@@@@ RV1 在@@电路@@中@@一@@般是@@并联@@连接@@。当@@电路@@正常@@工作@@时@@@@@@，压敏@@电阻@@@@处于@@高@@阻状态@@，这不会影响电路@@的@@正常@@工作@@@@。当@@电路@@出现异常@@瞬时@@过压@@并达到@@@@其导通@@电压@@@@（压敏@@电阻@@@@电压@@@@）时@@，压敏@@电阻@@@@迅速从@@高@@阻状态变为@@低@@阻状态@@，将@@异常@@瞬时@@过压@@引起的@@瞬时@@过流@@排放掉@@，并将@@异常@@瞬时@@过压@@钳制在@@安全水平内@@，从@@而@@保护后@@续电路@@避免因异常@@瞬时@@过压@@而@@受损@@。

压敏@@电阻@@@@的@@常见规格如@@下@@@@@@：

表@@ 1：S10K300 和@@ S10K350 的@@压敏@@电阻@@@@电压@@@@规格@@。（图@@片来源@@@@：Mornsun Power）

压敏@@电阻@@@@的@@电压@@值@@应大@@于@@实际电路@@中@@的@@电压@@峰值@@@@，即@@连续施加于@@压敏@@电阻@@@@两端@@的@@电源@@电压@@应小于@@压敏@@电阻@@@@规格中@@的@@@@“最大@@连续工作@@电压@@值@@@@（交流@@和@@直流@@@@）”。如@@表@@@@ 1 所示@@，300 V_AC (385 V_DC) 显然不能满足@@ 305 V_AC 的@@长期运行@@。为@@了防止压敏@@电阻@@@@损坏@@，在@@输入@@电压@@@@波动较大@@的@@情况下@@@@@@，就有@@必要选择@@ 10D561 压敏@@电阻@@@@。

3. X 电容@@器@@ CX1 的@@标称@@电压@@选择@@

X2 安规电容@@器@@的@@标称@@电压@@一@@般为@@@@@@ 275 V、305 V 或@@ 310 V，这些@@电压@@实际上@@是@@通用的@@@@。由@@于@@@@不同国家@@/地区@@的@@标称@@电压@@要求@@不同以@@及@@@@安全法规不同@@，X2 的@@标签并不一@@定准确@@@@。例如@@@@，中@@国@@ CQC 认证@@所要求@@的@@标称@@电压@@是@@@@ 310 V_AC，而@@其他国家@@/地区@@则是@@@@ 275 V、305 V_AC 和@@ 310 V_AC。在@@输入@@电压@@@@波动较大@@的@@情况下@@@@@@，最好使用@@@@ 310 V 的@@ X 电容@@器@@。

4. 桥式整流器@@ BD1 的@@标称@@电压@@选择@@

当@@ V_IN = 264 V_AC 时@@，桥式整流二@@极管@@的@@最大@@应力应该@@是@@@@：Vmax1 = 264 × √2 = 373 V。

当@@ V_IN = 305 V_AC 时@@，桥式整流二@@极管@@的@@最大@@应力应该@@是@@@@：Vmax2 = 305 × √2 = 431 V。

由@@于@@@@开关@@@@电源@@@@需要做雷击电涌测试@@@@，因此@@一@@般会选择标称@@电压@@大@@于@@@@ 600 V 的@@桥式整流器@@@@。为@@了满足更恶劣的@@电涌环境@@，也可以@@选择@@ 1000 V 的@@桥式整流器@@@@。

5. 电解电容@@器@@@@ C1 的@@标称@@电压@@选择@@

当@@ V_IN = 264 V_AC 时@@，该@@电解电容@@器@@@@的@@最大@@应力应该@@是@@@@：Vcmax1 = 264 × √2 = 373 V。

当@@ V_IN = 305 V_AC 时@@，该@@电解电容@@器@@@@的@@最大@@应力应该@@是@@@@：Vcmax2 = 305 × √2 = 431 V。

在@@输入@@电压@@@@波动较大@@的@@情况下@@@@@@，应选择@@ 450 V 的@@电解电容@@器@@@@@@。

6. MOS 晶体管@@ Q1 的@@标称@@电压@@选择@@

MOS 晶体管@@的@@电压@@应力@@ (V_mos) 等@@于@@@@：

V_IN 指的@@是@@输入@@电压@@@@@@，最大@@输入@@电压@@@@为@@@@ 431 V。

V_OR 是@@反射电压@@@@，一@@般为@@@@ 60-120 V，与@@初级和@@次级的@@匝数比@@呈正相关@@性@@。通过@@优化@@设计@@@@，这可以@@假设@@为@@@@ 80 V 或@@更低@@@@。

V_PK 是@@由@@电感@@产生的@@峰值@@电压@@@@，一@@般在@@@@ 100 V 左右@@；通过@@优化@@漏电感@@和@@吸收率参数@@@@，可以@@取为@@@@ 80 V 或@@更低@@@@。

因此@@，MOS 晶体管@@ Q1 的@@工作@@电压@@压力应该@@是@@@@：431 + 120 + 100 = 651 V。经过优化@@后@@@@，Q1 的@@工作@@电压@@应力可以@@是@@@@：431 + 80 + 80 = 591 V。因此@@，考虑到@@@@ 305 VAC 输入@@的@@电涌@@，为@@了保证@@ MOS 晶体管@@可靠工作@@@@，至@@少@@应选择@@@@ 700 V 的@@ MOS 晶体管@@，但@@在@@@@优化@@变压器的@@匝数比@@和@@漏电感@@后@@@@，也可以@@选择@@ 650 V 的@@ MOS 晶体管@@。

7. 二@@极管@@ D1 的@@标称@@电压@@选择@@

二@@极管@@电压@@应力的@@计算公式为@@@@：

V_D-PK 指的@@是@@由@@次级漏电感@@产生的@@峰值@@电压@@@@。由@@于@@@@它受不同的@@@@输出@@电压@@@@@@和@@吸收率参数@@的@@影响很大@@@@，因此@@计算方法一@@般为@@@@@@：

假设@@输出@@电压@@@@为@@@@@@ 12 V (V_O= 12 V)，二@@极管@@的@@漏感峰值@@为@@@@30 V (V_D-PK= 30 V)，MOS 晶体管@@的@@漏电感@@峰值@@为@@@@ 80 V (V_PK= 80 V)，计算如@@下@@@@@@：、

表@@ 2：匝数比@@、MOS 晶体管@@和@@二@@极管@@之间@@的@@电压@@应力关@@系@@。（图@@片来源@@@@：Mornsun Power）

从@@表@@@@ 2 可以@@看出@@，传统@@的@@@@开关@@@@模式@@电源@@只考虑@@ 373 V 的@@输入@@电压@@@@@@ (VIN = 373 V)，而@@ MOS 晶体管@@和@@二@@极管@@的@@数值@@会相对@@@@较小@@，因而@@@@无法用于@@@@@@ 431 V 的@@输入@@电压@@@@@@。一@@旦输入@@电压@@@@超过@@ 373 V，就会有@@损坏的@@风险@@。

综上@@所述@@，以@@输出@@电压@@@@@@ 12 V 为@@例@@，在@@电涌或@@输入@@@@ 305 VAC的@@情况下@@@@，为@@了保证@@二@@极管@@可靠工作@@@@，至@@少@@应选择@@@@ 150 V 的@@二@@极管@@@@。然而@@@@，通过@@优化@@变压器的@@匝数比@@和@@漏电感@@@@，也可以@@选择@@ 100 V 的@@二@@极管@@@@。

输入@@过压@@的@@防护要求@@@@

根据@@@@上@@述计算@@，输入@@过压@@的@@最佳处理方法是@@优化@@元器件@@@@的@@电压@@应力@@，如@@元器件@@@@选择@@ Mornsun 的@@305RAC（所有@@条件下@@都可靠@@）电源@@。

表@@ 3：Mornsun的@@ 305RAC 和@@主流电源@@在@@若干不同标称@@电压@@下@@的@@比较@@。（图@@片来源@@@@：Mornsun Power）

同时@@@@，可以@@通过@@@@增加内部@@电气间隙和@@爬电距离@@来保持高@@压线之间@@的@@安全距离@@，避免电弧对@@原型@@造成损坏或@@给人员带@@来危险@@。

图@@ 3：反激式原理图@@显示为@@避免产生电弧的@@电路@@走线安全距离@@（见表@@@@ 4）。（图@@片来源@@@@：Mornsun Power）

表@@ 4：针对@@@@图@@@@ 3 中@@的@@电路@@对@@主流电源@@和@@@@ 305RAC 电源@@的@@电气间隙@@/爬电距离之比较@@。（图@@片来源@@@@：Mornsun Power）

总结@@@@

输入@@过压@@会损坏电源@@并对@@人员造成伤害@@。如@@何避免输入@@过压@@@@？通过@@对@@电源@@元器件@@@@进行电压@@应力分析@@@@，确定了开关@@@@模式@@电源@@的@@关@@键元器件@@@@选型@@指南@@@@。同时@@@@，增加电源@@的@@内部@@电气间隙和@@爬电距离@@@@，也有@@利于@@优化@@电压@@应力@@。

通过@@比较主流电源@@和@@@@ Mornsun "305 RAC" 电源@@之间@@元器件@@@@的@@标称@@电压@@@@、电气间隙和@@爬电距离@@，305 RAC 交流@@/直流@@电源@@的@@功能@@可以@@有@@效地防护输入@@过压@@@@。此外@@@@，该@@电源@@还适用@@于@@@@@@对@@温度@@@@@@、湿度@@@@、海拔@@、EMC 干扰@@等@@环境工作@@要求@@较高@@的@@恶劣和@@特殊环境@@。

还在@@为@@低@@电压@@上@@电@@时@@的@@毛刺@@苦恼@@？这颗@@IC能搞定@@

judy — Thu, 05 Jan 2023 03:22:17 +0000

作者@@： Bill Schweber，来源@@：得捷电子@@DigiKey

有@@经验的@@工程师都知道@@，系统@@最危险的@@时@@刻之一@@是@@通电的@@时@@候@@。根据@@@@时@@间@@常数以@@及@@@@电源@@轨达到@@@@标称@@值@@的@@顺利程度@@和@@速度@@@@，不同的@@@@ IC 和@@系统@@零件可能会开启@@、锁定或@@以@@不正确的@@模式@@开启@@，因为@@这些@@器件@@试图@@相互配合工作@@@@。面临的@@更大@@挑战是@@@@，上@@电@@时@@与@@时@@序@@和@@压摆率相关@@的@@@@ IC 性能@@可能是@@温度@@@@@@、相关@@电容@@器@@@@、机械应力@@、老化和@@其他因素的@@函数@@。

当@@工作@@电压@@轨下@@降至@@@@较低@@的@@个@@位数值@@时@@@@，就会加剧潜在@@的@@问题@@@@，从@@而@@减少@@在@@标称@@电源@@轨下@@工作@@时@@@@的@@动态余量@@。所有@@这些@@因素都有@@可能造成开启性能@@不一@@致和@@令人沮丧的@@调试过程@@。

因此@@，模拟@@ IC 供应商设计@@出了专用监管@@ IC，以@@消除@@上@@电@@时@@的@@不确定性和@@不一@@致性@@。本文将@@定义和@@描述毛刺@@问题@@，然后@@@@说@@明如@@何通过@@增加@@ Analog Devices 的@@一@@些小型@@专用@@ IC 来避免毛刺@@@@。

什么是@@毛刺@@@@？

与@@诸如@@@@“缓冲器@@”或@@“可编程@@”等@@许多工程术语@@一@@样@@，“毛刺@@”的@@具体含义也是@@视上@@下@@文而@@定的@@@@。毛刺@@可能是@@@@：

信号或@@电源@@线路上@@的@@噪声@@引起的@@尖峰@@
负载瞬态导致的@@突发性电源@@轨短暂下@@降@@
由@@于@@@@栅极驱动器@@@@的@@导通@@@@/关@@断@@时@@间@@不同@@，电桥中@@的@@上@@@@、下@@MOSFET 意外@@同时@@@@导通@@时@@的@@微秒级时@@间@@段@@（这种@@情况非常糟糕@@）
由@@于@@@@时@@序@@容差和@@组件之间@@的@@差异造成的@@瞬间不确定信号和@@竞争情况@@

本文将@@探讨在@@接通电源@@@@、集成@@电路@@过渡到@@正常@@工作@@状态的@@@@“上@@电@@”期间可能出现的@@毛刺@@@@，特别是@@在@@低@@电压@@系统@@中@@@@。此类@@上@@电@@毛刺@@特别令人头疼@@，因为@@它们可能导难以@@调试的@@间歇性问题@@，而@@且@@这些@@问题又没有@@@@明显的@@关@@联性或@@一@@致性@@。由@@于@@@@毛刺@@诱发条件往往是@@@@“在@@边缘@@@@”，它们的@@发生可能随温度@@@@@@、电源@@线容差@@（虽然仍在@@规格范围内@@@@）、同一@@设备批次中@@个@@别@@188足彩外@@围@@app 的@@变化以@@及@@@@其@@他难以@@确定的@@因素而@@发生变化@@。

什么是@@毛刺@@@@，来源@@于@@何处@@？我们来考虑具有@@@@@@微控制@@器@@和@@相关@@监控@@@@/保护复位@@ IC 的@@系统@@@@，后@@者的@@作用简单而@@集中@@@@：在@@上@@电@@@@、掉电和@@断电情况下@@保持系统@@可靠运行@@（图@@ 1）。

图@@ 1：要了解@@毛刺@@来源@@@@，首先@@需要了解@@简单的@@典型@@微控制@@器@@及@@其@@相关@@监控@@@@/保护复位@@ IC 的@@布局@@，这两者都由@@电池及@@各自@@的@@稳压器@@供电@@@@。（图@@片来源@@@@：Analog Devices）

在@@典型@@的@@电池供电@@型@@应用@@中@@@@，DC-DC 转换@@器@@由@@小型@@低@@压电池产生电源@@轨@@。监控@@ IC 一@@般置于@@@@ DC-DC 转换@@器@@和@@微控制@@器@@之间@@@@，用于@@@@监测电源@@电压@@并启用或@@禁用微控制@@器@@@@。

监控@@ IC 通过@@准确@@监测系统@@电源@@@@，然后@@@@断言@@微控制@@器@@的@@使能输入@@或@@取消其断言@@@@，以@@确保运行可靠@@。微控制@@器@@的@@启用和@@禁用是@@通过@@监控@@@@ IC 的@@复位输出@@引脚@@管理的@@@@。该@@引脚@@通常@@是@@开漏引脚@@@@，与@@一@@个@@@@@@10 kΩ 上@@拉电阻@@器相连接@@。该@@监控@@@@ IC 可监控@@电源@@电压@@并在@@@@输入@@电压@@@@低@@于@@复位阈值@@@@时@@发出复位信号@@@@。

在@@受监控@@电压@@升高@@至@@其标称@@电压@@值@@的@@阈值@@@@后@@@@，复位输出@@在@@复位超时@@周期内保持有@@效@@，然后@@@@解除@@@@。这样@@，目标微控制@@器@@就可摆脱复位状态并开始@@工作@@@@。

但@@是@@@@，在@@监控@@@@ IC 开启并将@@复位线路拉低@@之前@@，复位线路会发生什么@@？我们仔细观察典型@@的@@上@@电@@顺序就能找到@@答案@@（图@@ 2）。当@@电源@@轨@@ VCC 开始@@上@@电@@时@@@@，微控制@@器@@和@@监管@@ IC 都处于@@断开状态@@。因此@@，复位线路处于@@浮动状态@@，10 kΩ 上@@拉电阻@@使其电压@@跟踪@@ VCC。

图@@ 2：在@@典型@@上@@电@@序列中@@@@，复位线路处于@@浮动状态@@，所以@@@@其电压@@可跟踪电源@@轨@@ VCC 的@@上@@升情况@@。（图@@片来源@@@@：Analog Devices）

这种@@电压@@上@@升可能在@@@@ 0.5 V 至@@ 0.9 V 之间@@，且有@@可能造成系统@@不稳定@@@@。只要@@监控@@@@ IC 启动@@，复位线路就被下@@拉@@，从@@而@@防止微控制@@器@@意外@@启动@@@@。这种@@毛刺@@是@@所有@@前几代@@监控@@@@ IC的@@共@@性问题@@。

低@@电压@@系统@@将@@该@@问题放大@@@@

随着@@在@@越来越低@@的@@电压@@下@@工作@@的@@低@@功耗@@设备日趋增多@@，这种@@毛刺@@也就变成了主要问题@@。我们来考虑具有@@@@@@ 3.3 V、2.5 V 和@@ 1.8 V 三个@@逻辑电平的@@系统@@@@@@（图@@ 3）。对@@于@@@@ 3.3 V 系统@@，输出@@低@@压阈值@@@@@@ (Vol) 和@@输入@@低@@压阈值@@@@@@ (Vil) 在@@ 0.4 V 和@@ 0.8 V 之间@@。如@@果@@在@@@@ 0.9 V 时@@出现毛刺@@@@，将@@有@@可能由@@于@@@@开启和@@关@@闭操作@@导致处理器变得不稳定@@@@。

图@@ 3：逻辑电平从@@@@ 3.3 V 降至@@@@ 1.8 V，相关@@的@@电压@@阈值@@@@也是@@如@@此@@。（图@@片来源@@@@：Analog Devices）

标称@@ 1.8 V 系统@@的@@情况更为@@敏感@@。现在@@@@，Vol和@@ Vil 要低@@得多@@，分别为@@@@ 0.45 V 和@@ 0.63 V。在@@这个@@系统@@中@@@@，0.9 V 毛刺@@代@@表@@了更大@@的@@百分比@@，使其有@@更大@@的@@潜在@@错误@@。

毛刺@@影响了系统@@运行时@@@@，这种@@情况将@@如@@何发展@@@@？我们来考虑一@@下@@电源@@电压@@@@ VDD 缓慢上@@升到@@@@ 0.9 V，并在@@@@该@@值@@处保持一@@小段时@@间@@@@（图@@ 4）。虽然这个@@电压@@不足以@@开启监控@@@@ IC，但@@仍可能开启微控制@@器@@@@，并使其在@@不稳定@@状态下@@运行@@。由@@于@@@@在@@@@ 0.9 V 时@@处于@@不确定状态@@，所以@@@@微控制@@器@@@@ RESET 输入@@会将@@毛刺@@解释为@@逻辑@@ 1 或@@ 0，从@@而@@错误地将@@其启用或@@禁用@@。

图@@ 4：当@@电源@@电压@@@@ VDD 上@@升至@@@@ 0.9 V 并保持时@@@@，微控制@@器@@可能会不稳定@@地开启和@@关@@断@@@@。（图@@片来源@@@@：Analog Devices）

这将@@导致微控制@@器@@只执行部分指令或@@不能完整地写入存储器@@，这仅仅是@@可能发生的@@两种情况@@，但@@可能导致系统@@故障和@@出现灾难性后@@果@@。

解决毛刺@@问题@@

克服这个@@问题并不需要恢复到@@更高@@@@的@@电压@@轨@@，也不需要采用@@复杂的@@系统@@@@级架构@@来消除@@毛刺@@或@@将@@其影响降到@@最低@@@@。相反@@，我们需要新一@@代@@监控@@@@ IC，无论在@@上@@电@@@@或@@断电条件下@@的@@电压@@水平如@@何@@，都可以@@识别问题的@@独特方面@@并防止出现毛刺@@@@。

实现@@这一@@目的@@需要采用@@专有@@的@@电路@@和@@@@ IC，如@@ MAX16162，这是@@@@一@@款@@@@@@具有@@@@无毛刺@@上@@电@@功能@@的@@@@毫微功耗电源@@监控@@器@@。有@@了这款@@@@采用@@@@四凸点@@ WLP 和@@四引脚@@@@ SOT23 封装@@的@@@@小型@@@@ IC，只要@@ VDD 低@@于@@阈值@@@@电压@@@@，复位输出@@就会保持低@@电平@@，从@@而@@防止复位线路上@@出现电压@@毛刺@@@@。一@@旦达到@@@@电压@@阈值@@@@并且@@延迟时@@间@@结@@束@@，复位输出@@就取消断言@@并启用微控制@@器@@@@（图@@ 5）。

图@@ 5：只要@@ VDD 低@@于@@阈值@@@@电压@@@@，MAX16162 就会保持复位输出@@为@@低@@电平@@，以@@防复位线路上@@出现电压@@毛刺@@@@。（图@@片来源@@@@：Analog Devices）

不同于@@传统@@监控@@@@ IC 在@@ VCC 非常低@@时@@无法控制@@复位输出@@状态@@，MAX16162 的@@复位输出@@保证在@@达到@@@@有@@效的@@@@ VCC 水平之前一@@直保持断言@@状态@@。

MAX16161 是@@ MAX16162 的@@近亲@@，规格几乎相同@@，但@@存在@@一@@个@@@@功能@@差异且前者对@@一@@些引脚@@布局进行了重新定义@@（图@@ 6）。该@@器件@@配备@@了手动复位@@ (MR) 输入@@，会在@@接收到@@适当@@的@@输入@@信号时@@发出复位信号@@@@。根据@@@@具体选择@@，该@@信号可以@@是@@低@@电平有@@效或@@高@@电平有@@效信号@@。相比@@之下@@@@，MAX16162 没有@@@@ MR 输入@@，而@@是@@配备@@独立的@@@@ VCC 和@@ VIN 的@@引脚@@@@，允许阈值@@@@电压@@低@@@@至@@@@ 0.6 V。

图@@ 6：MAX16161 和@@ MAX16162 类似@@，但@@在@@@@功能@@和@@引脚@@方面@@有@@个@@小区@@别@@：MAX16161 配备@@ MR 输入@@，会在@@收到@@适当@@的@@输入@@信号时@@@@，发出复位信号@@，而@@ MAX16162 则有@@单独的@@@@ VCC 和@@ VIN 引脚@@。（图@@片来源@@@@：Analog Devices）

定序器与@@监控@@器之对@@比@@

另一@@对@@存在@@一@@些重叠和@@歧义的@@术语@@是@@定序器和@@监控@@器@@。监控@@器用来监控@@单个@@电源@@电压@@@@，并在@@@@规定条件下@@断言@@复位@@/释放复位@@。与@@此相反@@@@，定序器用来协调两个@@@@或@@多个@@@@电源@@轨之间@@的@@相对@@@@复位和@@@@ “电源@@良好@@”断言@@。

MAX16161 和@@ MAX16162 可用作简单的@@电源@@定序器@@（图@@ 7）。在@@第@@一@@个@@@@稳压器@@的@@输出@@@@电压@@@@@@变为@@有@@效后@@@@，MAX16161/MAX16162 会插入一@@个@@@@延迟@@，并在@@@@复位超期后@@为@@第@@二@@个@@@@稳压器@@生成使能信号@@。由@@于@@@@ MAX16161/MAX16162 在@@电源@@电压@@变为@@正确值@@之前永远不会取消复位@@，因此@@受控电源@@永远不会被错误地启用@@。

图@@ 7：可以@@对@@使用@@@@ MAX16161 的@@电路@@进行配置@@@@，这样@@该@@器件@@不仅可以@@确保无毛刺@@上@@电@@@@，还可以@@管理两个@@@@电源@@轨之间@@的@@电源@@轨定序@@。（图@@片来源@@@@：Analog Devices）

也有@@许多设计@@具有@@@@多电源@@轨和@@更复杂的@@定序要求@@@@。此时@@@@，Analog Devices 的@@ LTC2928 多通道@@电源@@定序器和@@监控@@器便是@@一@@种@@解决方案@@@@@@（图@@ 8）。

图@@ 8：LTC2928 电源@@定序器管理四个@@独立电源@@轨之间@@的@@上@@电@@和@@掉电顺序@@，并使用@@@@户能够控制@@关@@键参数@@@@。（图@@片来源@@@@：Analog Devices）

采用@@这款@@@@四通道@@级联电源@@定序器和@@高@@精度@@@@@@监控@@器@@，设计@@者只需几个@@外@@部@@188足彩外@@围@@app 就能配置@@电源@@管理@@定序阈值@@@@@@、顺序和@@时@@间@@@@。该@@器件@@能够确保电源@@轨按所需的@@顺序启用@@。除@@了@@开机定序外@@@@，该@@器件@@还可以@@管理互补的@@@@、通常@@同样关@@键的@@断电定序@@。

定序输出@@用于@@@@控制@@电源@@使能引脚@@或@@@@ N 沟道@@传输门@@。其他监控@@功能@@包括@@欠压@@和@@过压@@监测及@@报告@@，以@@及@@@@生成微处理器复位@@。报告故障的@@类型@@@@和@@来源@@@@，用于@@@@进行诊断@@。提供@@单个@@通道@@控制@@功能@@@@，以@@便独立执行使能输出@@和@@监控@@功能@@@@。对@@于@@@@具有@@@@四个@@以@@上@@@@电源@@轨的@@系统@@@@@@，可很容易地连接多个@@@@ LTC2928，为@@无限个@@电源@@定序@@。

结@@语@@@@

每@@个@@@@应用@@中@@都有@@毛刺@@@@，但@@到@@目前@@为@@止这些@@毛刺@@还没有@@@@对@@占主导地位的@@高@@电压@@应用@@带@@来严重问题@@。现在@@@@，电源@@电压@@正在@@走低@@@@，系统@@开启可靠性@@会由@@于@@@@@@ 0.9 V 电压@@毛刺@@而@@会降低@@@@。

如@@图@@@@所示@@@@，设计@@者可以@@利用较新的@@监管@@ IC 来提高@@@@可靠@@性@@@@。这种@@ IC 实现@@了无毛刺@@运行@@，为@@低@@功耗@@@@/低@@电压@@应用@@提供@@最大@@限度@@的@@系统@@@@保护@@。

Nordic Semiconductor推出具有@@@@独特系统@@管理功能@@的@@@@多功能@@电源@@管理@@集成@@电路@@@@产品@@@@

judy — Wed, 04 Jan 2023 08:31:25 +0000

Nordic 电源@@管理@@集成@@电路@@@@产品@@组合@@最新成员@@nPM1300 PMIC，集成@@了低@@功耗@@蓝牙嵌入式设计@@所需的@@基本功能@@@@，可简化@@系统@@设计@@并支持@@@@更长运行时@@间@@和@@高@@效@@的@@电池充电@@@@@@

Nordic Semiconductor计划在@@@@2023年@@中@@发布第@@三款@@电源@@管理@@集成@@电路@@@@@@（PMIC）产品@@以@@扩展其@@PMIC产品@@组合@@。nPM1300扩大@@了@@PMIC产品@@系列@@@@，同时@@@@支持@@较大@@电池充电@@@@和@@四个@@调节电源@@轨@@。nPM1300将@@针对@@@@效率@@和@@紧凑尺寸@@@@（3.1 x 2.4 mm WL-CSP或@@5 x 5 mm QFN）进行优化@@@@，并可通过@@@@@@I2C兼容双@@线接口@@@@（TWI）进行数字化配置@@@@。用户可以@@通过@@@@数字接口@@使用@@不同的@@@@系统@@管理功能@@@@，例如@@@@硬复位@@@@、电池燃料表@@@@、系统@@级看门狗@@、断电警告@@，以@@及@@@@启动@@失败后@@的@@恢复@@，这些@@功能@@在@@低@@能耗蓝牙@@（Bluetooth® Low Energy (LE)）嵌入式设计@@中@@通常@@作为@@@@独立功能@@来实施@@@@。

Nordic Semiconductor 公司@@PMIC产品@@总监@@Geir Kjosavik表@@示@@：“Nordic进入@@PMIC市场的@@原因@@@@，是@@因为@@现有@@的@@@@电源@@管理@@解决方案@@@@没有@@@@针对@@@@紧凑的@@@@、超低@@@@功耗@@物联网@@@@应用@@做优化@@@@。现有@@的@@@@PMIC未能帮助设计@@者使用@@分立@@组件来实现@@重要功能@@@@。这些@@功能@@自@@然属于@@@@PMIC内部@@，而@@且@@几乎不需要额外@@成本@@就可以@@实现@@@@@@。我们就是@@这样@@做的@@@@。Nordic客户将@@会很高@@兴使用@@片上@@功能@@以@@提高@@@@产品@@的@@安全性@@@@，并提供@@额外@@的@@方法来节约电池能量@@。"

针对@@@@先进物联网@@@@而@@设计@@@@

nPM1300旨在@@为@@@@Nordic的@@nRF52和@@nRF53系列@@先进无线@@多协议系统@@级芯@@片@@@@（SoC）提供@@高@@效@@的@@电源@@调节@@。这款@@@@PMIC具有@@@@四个@@稳压电源@@轨和@@大@@电池充电@@@@器@@，因而@@@@十分适合@@nRF5340 SoC主机和@@多个@@外@@围功能@@@@（如@@传感器@@）等@@紧凑型@@先进物联网@@@@产品@@@@。示例包括@@先进的@@可穿戴设备@@和@@便携式医疗应用@@@@。

nPM1300 PMIC可在@@@@4.0至@@5.5 V外@@部电源@@下@@工作@@@@，也可在@@@@低@@至@@@@@@2.4 V的@@电池电压@@@@下@@工作@@@@。两个@@@@电源@@轨由@@单独的@@@@DC/DC降压@@转换@@器@@@@调节@@，可在@@@@1.0至@@3.3 V之间@@配置@@@@，最大@@电流@@@@可达@@200 mA。另外@@两个@@@@电源@@轨作为@@@@负载开关@@@@@@运行@@，从@@外@@部来源@@切换高@@达@@@@100 mA电流@@。在@@直接由@@@@nPM1300供电@@时@@@@，也可以@@作为@@@@低@@压差@@（LDO）电压@@转换@@器@@运作@@。作为@@@@LDO工作@@时@@@@，可在@@@@1.0和@@3.3 V之间@@配置@@@@电源@@轨输出@@@@，最大@@输出@@电流@@@@为@@@@50 mA。未经调节的@@输入@@电压@@@@@@也可作为@@@@@@nPM1300的@@输出@@@@。

nPM1300通过@@线性充电@@模块@@为@@单体锂离子电池@@、锂聚合物电池和@@磷酸铁锂@@（LiFePO4）电池充电@@@@，该@@模块@@支持@@高@@达@@@@@@800 mA充电@@电流@@@@，可在@@@@3.5至@@4.45 V之间@@编程设定终止电压@@@@。电池充电@@@@器具有@@@@自@@动热调节功能@@@@，可以@@编程设定充电@@期间的@@最高@@芯@@片@@温度@@@@以@@实现@@@@简单的@@热管理@@@@，可适应不同系统@@要求@@@@。

USB端@@口@@检测@@@@及@@更多@@

nPM1300为@@Nordic的@@PMIC系列@@带@@来了@@其他全新的@@先进功能@@@@，包括@@：USB端@@口@@检测@@@@，通过@@标准@@@@USB自@@动限制电流@@为@@@@100 mA或@@500 mA；或@@通过@@@@USB-C PD（Power Delivery）自@@动限制电流@@最高@@为@@@@1500mA；动态电源@@路径管理@@，如@@果@@主电源@@连接被移除@@@@，则自@@动切换到@@电池供电@@@@；电压@@、电流@@和@@温度@@@@@@监测用于@@@@精确测量燃料@@；以@@及@@@@超低@@@@电流@@休眠模式@@@@，带@@有@@可编程@@唤醒定时@@器@@；还具有@@@@前面提到@@的@@其他系统@@管理功能@@@@。该@@PMIC还具有@@@@三个@@@@LED驱动器@@和@@五个@@@@GPIO，可重置@@为@@控制@@线导向@@时@@间@@关@@键型@@控制@@功能@@@@，以@@替代@@串行命令@@。

Nordic Semiconductor现在@@@@可以@@提供@@@@@@nPM1300样品@@，数量有@@限@@，将@@于@@@@2023年@@中@@通过@@分销商提供@@订货@@。

关@@于@@@@电源@@管理@@@@

https://www.nordicsemi.com/Products/Power-Management

关@@于@@@@Nordic Semiconductor

Nordic Semiconductor是@@一@@家挪威无晶圆厂半导体@@企业@@，专业提供@@助力物联网@@@@@@（IoT）的@@无线@@通信@@技术@@@@。Nordic成立于@@@@1983年@@，在@@全球范围拥有@@@@@@1000多名员工@@。Nordic 是@@ ANT+联盟@@、蓝牙技术@@联盟@@@@（SIG）、Thread Group、Zigbee联盟@@、Wi-Fi联盟@@和@@全球移动通信@@系统@@协会@@（GSMA）的@@成员@@。借助@@低@@功耗@@蓝牙解决方案@@@@@@，Nordic开创了超低@@@@功耗@@的@@无线@@通信@@技术@@@@@@，这使我们成为@@@@全球市场领导者@@。在@@技术@@范围方面@@@@，补充了@@ANT+、Thread和@@Zigbee技术@@，并于@@@@ 2018 年@@推出了@@紧凑型@@低@@功耗@@@@LTE-M/NB-IoT蜂窝物联网@@@@解决方案@@@@@@，以@@扩大@@物联网@@@@的@@渗透率@@。2021年@@我们在@@产品@@组合@@中@@进一@@步补充了@@@@Wi-Fi技术@@。

我们向@@用户提供@@开发工具支持@@的@@领先无线@@技术@@@@，这些@@技术@@使得@@设计@@人员免受@@RF技术@@复杂性的@@影响@@，可让@@任何有@@想法的@@人能够创建基于@@@@@@ IoT 平台的@@创新产品@@@@。现今@@，我们屡获殊荣的@@@@、高@@性能@@且易于@@@@设计@@的@@@@低@@功耗@@蓝牙解决方案@@@@被世界各大@@领先品牌用于@@@@各种产品@@中@@@@，包括@@无线@@@@PC外@@设@@、游戏@@、运动和@@健身@@、手机@@配件@@、消费电子@@、玩具@@、医疗保健和@@自@@动化产品@@@@。

要了解@@更多@@信息@@，请访问@@：www.nordicsemi.com/About-us。

为@@什么矿机电源@@对@@效率@@和@@可靠性@@要求@@越来越高@@@@

judy — Thu, 08 Dec 2022 08:24:36 +0000

数字加密货币通过@@特定的@@计算过程生成@@，俗称@@“挖矿@@”。“挖矿@@”特别考验算力与@@功耗@@，单位功耗下@@算力越高@@@@，则代@@表@@@@“挖矿@@”能力越强@@@@，虽然矿机芯@@片@@厂商在@@不遗余力地提升算力@@，但@@由@@于@@@@挖矿@@规模不断扩大@@@@，其消耗的@@总电量相当@@惊人且在@@持续增长@@。

据@@CryptoMonday估算@@，单笔比特币交易@@，大@@约消耗@@2,165度@@电@@，而@@据@@剑桥大@@学@@@@2021年@@初估算@@@@，整个@@加密货币运行的@@年@@耗电量已经超过阿根廷@@、荷兰和@@阿联酋等@@国家@@，并且@@已经逼近挪威@@。

图@@1：加密货币耗电量@@

（图@@源@@：剑桥大@@学@@）

所以@@@@，无论是@@对@@比特币玩家@@，还是@@对@@整个@@加密货币产业而@@言@@@@，耗电始终是@@人们最关@@心的@@指标之一@@@@。在@@提升矿机电源@@系统@@效率@@@@的@@过程中@@@@，SiC（碳化硅@@）是@@一@@项具有@@@@代@@表@@性的@@技术@@@@@@，让@@矿机持续向@@着更高@@@@功率@@@@密度@@进发@@。在@@此@@，我们将@@为@@大@@家解读@@SiC技术@@在@@矿机电源@@系统@@中@@的@@重要作用@@，以@@及@@@@贸泽电子@@平台在@@售的@@具有@@@@出色性能@@的@@@@SiC元器件@@@@。

用电效率@@决定@@“挖矿@@”收益@@

如@@上@@面数据@@所示@@@@，矿机的@@耗能是@@非常巨大@@的@@@@，这也引起了业界的@@重视@@，开始@@着力提升矿机电源@@效率@@和@@稳定@@性@@，随之诞生了许多新的@@技术@@@@@@、产品@@和@@拓扑@@结@@构等@@@@。

拥有@@@@一@@款@@好的@@电源@@对@@矿机本身@@的@@稳定@@运行来说@@至@@关@@重要@@，无论是@@基于@@@@显卡@@、FPGA，还是@@基于@@@@@@ASIC实现@@的@@@@矿机@@，都采用@@极度@@压榨性能@@的@@方式@@@@运转@@，并且@@是@@长期运转@@。因此@@，“挖矿@@”会消耗大@@量的@@电能@@，对@@矿机稳定@@性也要求@@极高@@@@。一@@款@@好的@@矿机电源@@不仅能够提供@@矿机运转所需要的@@功率@@@@，并且@@由@@于@@@@转换@@效率@@@@更高@@@@@@，还能让@@@@“挖矿@@”相对@@@@省电@@，而@@良好的@@@@电源@@品质则是@@矿机持续稳定@@输出@@的@@前提@@。

对@@于@@@@矿机的@@使用@@者而@@言@@@@，虽然他们可能并不关@@注相关@@技术@@的@@@@创新@@，但@@这些@@却和@@他们关@@心的@@成本@@和@@收益@@直接挂钩@@。矿机电源@@的@@稳定@@性一@@方面@@@@和@@矿机寿命直接挂钩@@，另一@@方面@@@@@@和@@使用@@者的@@收益@@稳定@@性紧密相连@@，重要性也就不必多说@@@@。而@@众所周知@@@@，在@@“挖矿@@”成本@@方面@@@@，矿机使用@@者最大@@的@@成本@@并不是@@采购矿机而@@是@@电费@@，以@@某品牌矿机为@@例@@@@，其算力为@@@@13.5T，功耗是@@@@1.4kW，矿机在@@二@@十四小时@@运行的@@情况下@@@@耗能是@@@@1.4kW*24=33.6度@@，单看并不惊人@@，但@@是@@@@要知道一@@个@@@@矿场少@@则拥有@@@@矿机数千台@@，多则数十万台@@。因此@@，如@@果@@能够提升矿机电源@@效率@@@@，能够给@@“挖矿@@”人员节省很大@@一@@笔费用@@。

为@@了追求@@“挖矿@@”收益@@的@@最大@@化@@，产业界从@@两方面@@着手提升矿机的@@用电效率@@@@。

一@@、提高@@@@挖矿@@芯@@片@@的@@算力@@/功率@@比@@

也就是@@@@说@@@@，让@@矿机消耗的@@电能尽可能多地产生算力@@，进而@@在@@单位时@@间@@内挖出更多的@@比特币@@。不过@@，算力提升并不是@@一@@件简单的@@事情@@，涉及@@到@@计算芯@@片@@频率@@、带@@宽@@、显存等@@多个@@方面@@@@，往往需要借助@@比较先进的@@代@@工工艺@@@@，因此@@芯@@片@@成本@@不菲@@，总成本@@和@@投入产出比方面@@会存在@@巨大@@的@@挑战@@。

二@@、提升矿机主板电源@@效率@@@@

矿机电源@@并不是@@某一@@颗芯@@片@@@@，而@@是@@一@@个@@@@系统@@@@，因而@@@@可以@@借助@@技术@@创新@@、拓扑@@创新和@@产品@@创新等@@多方面@@进行调优@@。矿机电源@@优化@@的@@@@方向@@主要有@@两点@@，提升功率@@以@@适配更高@@@@性能@@的@@算力系统@@@@，以@@及@@@@提升电源@@转化效率@@@@，在@@保证高@@算力输出@@的@@同时@@@@还能够相对@@@@省电@@@@。当@@然@@，为@@了减少@@系统@@维护的@@频率和@@成本@@@@，也会在@@欠压@@@@、短路@@、过载@@、过温保护@@等@@方面@@持续改进@@，增强@@系统@@的@@稳定@@性@@。

我们会发现@@，主流的@@矿卡公司@@在@@发布新品的@@时@@候@@，大@@都会更新自@@己的@@电源@@主板或@@者电源@@模块@@@@@@。对@@于@@@@后@@者而@@言@@@@，采用@@高@@性能@@功率@@器件@@是@@改善@@矿机主板电源@@效率@@的@@主要方法@@，而@@这恰恰是@@我们今天@@谈论的@@主角@@——SiC器件@@的@@@@强@@项@@。

SiC可提升矿机电源@@效率@@与@@可靠性@@@@

作为@@@@半导体@@材料@@，SiC具有@@@@击穿电场高@@@@、热导率高@@@@、电子饱和@@速率高@@@@、抗辐射@@能力强@@等@@优势@@，这便给@@SiC器件@@带@@来了@@诸多特征参数@@方面@@的@@提升@@，比如@@@@更低@@的@@开关@@@@损耗@@和@@导通@@损耗@@@@，更高@@@@的@@耐压容量@@，更高@@@@的@@工作@@频率@@，更高@@@@的@@工作@@温度@@@@@@@@，更高@@@@的@@功率@@密度@@等@@等@@@@，而@@这些@@都是@@提升矿机电源@@功率@@以@@及@@@@电能转化效率@@的@@好办法@@。

在@@提升电源@@功率@@方面@@@@，我们已经讲过@@，SiC是@@能够承受高@@电压@@和@@大@@电流@@@@的@@新型@@半导体@@@@，因此@@对@@于@@@@功率@@提升是@@其天然的@@优势@@@@，能给矿机电源@@带@@来积极的@@变化@@。同时@@@@，由@@于@@@@SiC器件@@相较于@@传统@@的@@@@@@Si器件@@拥有@@@@更低@@的@@开关@@@@损耗@@和@@导通@@损耗@@@@，因此@@能够显著减少@@系统@@中@@的@@散热器@@件@@，并借助@@创新拓扑@@减小电容@@等@@无源器件@@的@@@@尺寸@@@@，实现@@更高@@@@的@@功率@@密度@@@@。

在@@提升电能转化效率@@方面@@@@，SiC器件@@具有@@@@非常低@@的@@导通@@电阻@@@@@@，那么@@开发人员就能够借此实现@@更高@@@@的@@开关@@@@频率@@@@，实现@@更高@@@@的@@效率@@@@@@水平@@。对@@于@@@@传统@@的@@@@@@Si器件@@而@@言@@@@，想要实现@@更高@@@@的@@效率@@@@@@水平@@@@，系统@@设计@@的@@@@难度@@@@会成倍@@增加@@，并且@@往往最终量产的@@功率@@芯@@片@@面积@@会较大@@@@。而@@我们都知道@@，功率@@芯@@片@@的@@价格通常@@与@@总芯@@片@@面积@@成正比@@，因此@@产品@@吸引力会大@@大@@下@@降@@。

除@@了@@我们最为@@关@@注的@@功率@@和@@效率@@@@，实际上@@在@@具体电路@@中@@@@，SiC器件@@相较传统@@@@Si器件@@在@@@@热击穿@@、电压@@/电力浪涌保护等@@@@方面@@都表@@现的@@更出色@@，这也就意味着@@SiC器件@@能够给@@电源@@系统@@带@@来更高@@@@的@@稳定@@性@@。无疑@@，这些@@都是@@矿机电源@@迫切需要的@@@@。从@@矿机电源@@的@@历史发展@@轨迹来看@@，目前@@已经走过了小功率@@和@@粗犷大@@功率@@时@@@@代@@@@，全面进入@@高@@度@@定制的@@精细化大@@功率@@时@@@@代@@@@。在@@此@@过程中@@@@，SiC器件@@能够帮助矿机在@@效率@@@@、可靠性@@和@@热管理@@等@@方面@@带@@来巨大@@的@@提升@@。

接下@@来@@，我们推荐几款@@贸泽电子@@在@@售的@@@@SiC器件@@，这些@@器件@@将@@对@@上@@述提到@@的@@优势@@进行近乎完美的@@诠释@@，帮助矿机电源@@应对@@@@越来越高@@的@@用电要求@@@@，让@@“挖矿@@”更加高@@效@@节能@@。

基于@@@@独特共@@源共@@栅电路@@配置@@的@@@@SiC FET

在@@众多的@@@@SiC器件@@中@@@@，SiC FET通常@@会被认为@@是@@一@@种@@接近理想的@@开关@@@@方案@@@@，通过@@采用@@共@@源共@@栅结@@构@@，在@@性能@@表@@征@@（FoM）方面@@取得了好的@@效果@@，甚至@@@@是@@超越了同阵营的@@@@SiC MOSFET，如@@下@@@@图@@@@2所示@@。

图@@2：SiC FET和@@SiC MOSFET的@@性能@@表@@征比较@@

（图@@源@@：UnitedSiC）

接下@@来@@，我们将@@为@@大@@家带@@来两款@@@@SiC FET产品@@的@@相关@@信息@@，它们均来自@@@@制造商@@@@UnitedSiC（已被@@Qorvo收购@@），首先@@第@@一@@款@@器件@@的@@@@物料号为@@@@UJ4C075060K3S，大@@家可以@@搜索此编号在@@贸泽电子@@平台上@@@@快速找到@@这款@@@@器件@@@@。

图@@3：UJ4C075060K3S

（图@@源@@：UnitedSiC）

UJ4C075060K3S是@@UnitedSiC系列@@第@@四代@@@@@@750V SiC FET产品@@，基于@@@@独特的@@共@@源共@@栅电路@@配置@@打造@@，拥有@@@@诸多优秀的@@性能@@@@。如@@上@@图@@所示@@@@，这些@@性能@@表@@征的@@改善@@即@@便是@@与@@同为@@@@SiC器件@@的@@@@SiC MOSFET相比@@都是@@显而@@易见@@的@@@@，我们在@@此@@进行一@@下@@更详细的@@解读@@。

在@@RDS(on)方面@@，UJ4C075060K3S提供@@60mΩ超低@@@@RDS(on)，并且@@单位面积@@通态电阻@@更低@@@@，本征电容@@也很低@@@@；降低@@了@@Coss(er)/Eoss和@@Coss(tr)；改善@@Qrr和@@Eon/Eoff在@@指定@@RDS(on)下@@的@@损耗@@@@。因而@@@@，在@@硬开关@@@@应用@@中@@@@，UnitedSiC第@@4代@@FET表@@现出超低@@@@的@@@@RDS(on)x EOSS，从@@而@@降低@@了@@导通@@和@@关@@断@@损耗@@@@。

图@@4：UJ4C075060K3S典型@@静态性能@@@@

（图@@源@@：UnitedSiC）

在@@产品@@使用@@方面@@@@，UJ4C075060K3S可用标准@@@@0V至@@12V或@@15V栅极驱动电压@@安全驱动@@，与@@所有@@@@Si IGBT、Si FET和@@SiC FET驱动电压@@一@@样@@，因此@@能够持@@“直接替代@@@@”现有@@的@@@@Si IGBT、Si FET、SiC FET或@@Si超级结@@器件@@@@，从@@而@@显著提高@@@@系统@@性能@@@@，而@@无需改变栅极驱动电压@@@@。此外@@@@，UJ4C075060K3S的@@优秀性能@@还包括@@出色的@@反向@@@@恢复@@、优秀的@@体二@@极管@@性能@@@@、低@@栅极电荷以@@及@@@@@@ESD保护等@@@@。

我们要为@@大@@家推荐的@@第@@二@@款@@器件@@同样属于@@@@UnitedSiC第@@四代@@@@750V SiC FET产品@@系列@@@@，和@@UJ4C075060K3S的@@区@@别在@@于@@封装@@@@。UnitedSiC UJ4C系列@@第@@四代@@@@@@750V SiC FET采用@@三引线@@TO-247-3L封装@@的@@@@产品@@便是@@@@UJ4C075060K3S，此外@@@@还有@@四引线@@TO-247-4封装@@，也就是@@@@UJ4C075060K4S（该@@产品@@在@@贸泽电子@@平台的@@物料号@@）。

图@@5：UJ4C075060K4S

（图@@源@@：UnitedSiC）

上@@述性能@@优@@势@@@@，UJ4C075060K4S全部都具备@@。当@@然@@，由@@于@@@@采用@@四引线@@TO-247-4封装@@，UJ4C075060K4S也有@@与@@@@UJ4C075060K3S不同的@@@@地方@@。通过@@开尔文源极设计@@@@，UJ4C075060K4S显著降低@@了@@开关@@@@损耗@@@@和@@栅极振铃@@。同时@@@@，TO-247-4封装@@相较于@@@@TO-247-3L封装@@，不仅可以@@简化@@驱动设计@@@@，而@@且@@还消除@@了@@栅极驱动回路中@@源极的@@封装@@电感@@部分@@，缩短驱动路径@@，减小杂散参数@@@@，加强@@驱动设计@@的@@@@可靠性@@@@。

下@@面我们看一@@下@@@@UnitedSiC UJ4C系列@@第@@四代@@@@@@750V SiC FET面向@@@@的@@应用@@领域@@。除@@了@@可用于@@@@矿机电源@@系统@@@@，第@@四代@@@@750V SiC FET在@@工业@@充电@@@@、电信@@整流器@@、数据@@中@@心@@PFC直流@@转换@@@@、可再生能源和@@储能应用@@中@@具有@@@@广泛的@@应用@@前景@@。需要特别指出的@@是@@@@，第@@四代@@@@750V SiC FET符合@@AEC-Q101标准@@，也能够加速宽带@@隙@@器件@@在@@@@汽车@@@@充电@@领域的@@快速发展@@@@。

对@@软@@开关@@@@设计@@进行优化@@@@的@@@@UJ3C SiC FET

在@@介绍@@@@UnitedSiC UJ4C系列@@第@@四代@@@@@@750V SiC FET时@@，我们谈到@@了@@SiC FET器件@@在@@@@性能@@方面@@的@@一@@些优势@@，尤其是@@性能@@表@@征方面@@@@，此章节我们将@@对@@此进行更进一@@步的@@汇总@@。得益于@@@@独特的@@共@@源共@@栅结@@构@@，与@@包括@@@@SiC MOSFET、Si MOSFET和@@GaN HEMT在@@内的@@其他可用功率@@晶体管@@@@相比@@@@，SiC FET在@@导通@@状态和@@热特性@@@@、开关@@@@特性@@@@、雪崩和@@短路@@特性@@@@、并联@@工作@@特性@@@@等@@方面@@均具有@@@@明显的@@优势@@@@。上@@面我们已经提到@@了开关@@@@@@、导通@@、短路@@相关@@方面@@的@@一@@些表@@现@@，接下@@来@@我们展开解读一@@下@@雪崩和@@并联@@工作@@特性@@@@@@。

在@@雪崩特性@@方面@@@@，UnitedSiC推送的@@技术@@@@内容中@@@@，有@@过专门的@@性能@@测试@@@@。如@@下@@@@图@@@@6所示@@，这是@@@@UnitedSiC的@@UF3SC120009K4S在@@两种情况下@@的@@典型@@雪崩特性@@@@，我们能够看到@@@@，右侧图@@片上@@@@，在@@较短的@@电感@@尖峰下@@@@，UF3SC120009K4S的@@峰值@@雪崩电流@@处理能力超过@@200A，展现出@@SiC FET对@@雪崩电流@@具有@@@@极强@@的@@吸收能力@@。

图@@6：UF3SC120009K4S典型@@的@@雪崩特性@@@@

（图@@源@@：UnitedSiC）

在@@并联@@工作@@特性@@@@方面@@@@，UnitedSiC同样是@@基于@@@@@@UF3SC120009K4S进行了性能@@展示@@@@，在@@此@@该@@公司@@特别指出@@，SiC FET由@@于@@@@RDS（ON）的@@正温度@@@@系数@@，加之开关@@@@特性@@@@实际上@@是@@由@@@@SiC JFET而@@不是@@@@低@@电压@@@@MOSFET控制@@，因此@@导通@@状态电流@@能够达到@@@@平衡@@。如@@下@@@@图@@@@7所示@@，在@@开关@@@@打开和@@关@@闭期间@@，两个@@@@UF3SC120009K4S器件@@在@@@@VGS = +15/-5V时@@以@@@@60A（总共@@@@120A）的@@电流@@@@并联@@开关@@@@@@，每@@个@@@@栅极使用@@@@15Ω RG，在@@栅极返回路径为@@@@1Ω。在@@高@@速开关@@@@条件实现@@了出色的@@共@@享@@。

图@@7：UF3SC120009K4S并联@@工作@@特性@@@@

（图@@源@@：UnitedSiC）

在@@较为@@全面为@@大@@家解读@@SiC FET器件@@的@@@@性能@@优@@势@@@@之后@@@@@@，我们为@@大@@家推荐@@UnitedSiC另一@@个@@@@@@SiC FET器件@@系列@@@@——UJ3C SiC FET。系列@@中@@的@@一@@款@@产品@@在@@贸泽电子@@平台的@@物料号为@@@@UJ3C065080K3S。

图@@8：UJ3C065080K3S

（图@@源@@：UnitedSiC）

除@@了@@独特的@@共@@源共@@栅结@@构带@@来的@@性能@@优@@势@@@@@@，UJ3C065080K3S还针对@@@@软@@开关@@@@设计@@进行了优化@@@@，以@@实现@@@@MOSFET正常@@关@@闭操作@@@@、高@@性能@@体二@@极管@@@@、便捷门驱动与@@@@SiC JFET的@@效率@@@@、速度@@和@@高@@额定温度@@@@值@@的@@理想组合@@，进而@@提供@@了更高@@@@的@@开关@@@@频率@@@@，在@@保证效率@@@@、减少@@无源组件尺寸@@和@@成本@@的@@情况下@@@@@@，获得更好的@@系统@@@@收益@@@@。

除@@了@@采用@@@@TO-247-3L封装@@形式的@@@@UJ3C065080K3S，UnitedSiC UJ3C SiC FET还提供@@@@工业@@标准@@@@D2PAK-3L、TO-220-3L封装@@，为@@光伏@@逆变@@器@@、开关@@@@电源@@@@、功率@@因数@@校正@@模块@@@@、马达驱动器@@@@、感应加热等@@应用@@@@赋能@@。此外@@@@，各类型@@@@封装@@@@UnitedSiC UJ3C SiC FET产品@@中@@的@@绝大@@多数都满足@@AEC-Q101标准@@，适合于@@汽车@@相关@@应用@@@@。如@@果@@大@@家对@@@@UJ3C SiC FET系列@@中@@的@@其他产品@@感兴趣@@，可以@@通过@@@@UJ3C065080K3S的@@器件@@详情页快速找到@@它们@@。

可直连矿机负载板的@@交流@@@@-直流@@前端@@@@电源@@@@

对@@于@@@@高@@性能@@@@、高@@可靠@@计算设备@@，以@@及@@@@很多网@@络交换设备而@@言@@@@，它们一@@般都需要稳定@@的@@单向@@直流@@电源@@为@@其@@供电@@@@，不过@@电网@@传输过来的@@电能很多都属于@@交流@@电@@，因此@@交流@@@@-直流@@前端@@@@电源@@@@便成为@@@@一@@种@@必需品@@。接下@@来@@，我们为@@大@@家推荐@@的@@便是@@一@@款@@@@可直连矿机负载板的@@交流@@@@@@-直流@@前端@@@@电源@@@@，来自@@@@制造商@@Bel Power Solutions，贸泽电子@@平台上@@@@，该@@器件@@的@@@@物料号为@@@@PET2000-NAS446。

图@@9：PET2000-NAS446

（图@@源@@：Bel Power Solutions）

PET2000-NAS446是@@2,000W交流@@-直流@@、功率@@因数@@校正@@（PFC）电源@@，可将@@@@标准@@交流@@电源@@转换@@成@@12VDC主输出@@@@。在@@产品@@设计@@上@@@@，PET2000-NAS446采用@@全数字控制@@架构@@@@，以@@提高@@@@效率@@@@@@、控制@@和@@功能@@@@，并拥有@@@@出色的@@性能@@@@，包括@@优异的@@@@80 PLUS白金级效率@@@@、2,000W连续输出@@功率@@能力@@、不间断@@12V待机输出@@@@、带@@PFC功能@@的@@@@交流@@输入@@以@@及@@@@高@@密度@@设计@@等@@@@。PET2000-NAS446包含四根@@450mm长的@@电缆以@@及@@@@@@20引脚@@连接器@@@@，其中@@@@四个@@连接器@@设计@@用于@@@@直接连接到@@各个@@采矿负载板@@。

图@@10：PET2000-NAS446系统@@框图@@@@

（图@@源@@：Bel Power Solutions）

图@@11：PET2000-NAS446高@@效@@率@@@@表@@现@@

（图@@源@@：Bel Power Solutions）

PET2000-NAS446电源@@符合@@国际安全标准@@@@，带@@有@@欧洲低@@电压@@指令@@（LVD）的@@CE标记@@。除@@了@@可以@@用于@@@@加密货币挖矿@@@@，也能够为@@区@@块链应用@@@@、网@@络交换机@@、服务器@@和@@路由@@器等@@应用@@@@带@@来高@@效@@稳定@@能量供应@@。

效率@@与@@可靠性@@是@@电源@@产品@@的@@永久追求@@

考虑到@@@@可持续发展@@@@，目前@@全球主要国家和@@地区@@对@@电源@@品质要求@@越来越严格@@，高@@能耗@@、低@@品质的@@电源@@产品@@将@@逐步被淘汰@@。在@@此@@过程中@@@@，数字加密货币产业需要抑制@@功耗随着@@市场规模扩大@@的@@趋势@@，这离不开电源@@技术@@优化@@@@。贸泽电子@@为@@工程师提供@@了开发矿机电源@@所需的@@充足元器件@@@@与@@技术@@资料和@@教程@@，在@@贸泽电子@@官网@@可一@@站式实现@@高@@效@@率@@@@矿机电源@@开发@@。

本文转载自@@@@：贸泽电子@@

同步@@降压@@式@@DC/DC高@@效@@率@@@@的@@奥秘@@：我们通过@@几款@@产品@@解析@@，告诉你@@~

judy — Mon, 21 Nov 2022 02:59:52 +0000

作者@@： Jeff Shepard，得捷电子@@DigiKey

在@@包括@@汽车@@@@、工业@@自@@动化@@、电信@@、计算机@@、白色家电和@@消费电子@@在@@内的@@各种系统@@中@@@@，将@@高@@母线电压@@降至@@@@较低@@电压@@@@，从@@而@@为@@@@IC和@@其他负载供电@@@@的@@需求@@越来越大@@@@。设计@@者面临的@@挑战是@@@@，如@@何以@@最高@@的@@效率@@@@@@@@、最小@@的@@热负荷@@、低@@成本@@以@@及@@@@尽可能小的@@解决方案@@@@尺寸@@来实现@@这种@@降压@@转换@@@@。

传统@@的@@@@异步降压@@转换@@器@@@@提供@@了一@@种@@潜在@@的@@低@@成本@@解决方案@@@@@@，但@@其转换@@效率@@@@较低@@@@，不能满足许多电子系统@@的@@需求@@@@。设计@@者可以@@利用同步@@@@DC/DC转换@@器@@和@@同步@@@@DC/DC控制@@器@@来开发紧凑型@@高@@效@@率@@@@解决方案@@@@@@。

本文简要介绍@@了电子系统@@对@@高@@效@@@@DC/DC转换@@的@@性能@@要求@@@@，并回顾了异步和@@同步@@@@DC/DC转换@@器@@的@@@@区@@别@@。然后@@@@，介绍@@来自@@@@@@Diodes, Inc、STMicroelectronics和@@ON Semiconductor的@@几种同步@@@@DC/DC转换@@器@@设计@@方案@@@@，以@@及@@@@评估板@@和@@设计@@指南@@@@。这些@@方案@@有@@助于@@快速启动@@高@@效@@率@@@@解决方案@@@@的@@开发@@。

为@@什么需要@@同步@@@@DC/DC转换@@器@@？

所有@@类型@@@@电子系统@@对@@效率@@要求@@的@@都越来越高@@@@，而@@且@@复杂性也在@@不断提高@@@@@@，这就促使电源@@系统@@架构@@和@@电源@@转换@@拓扑@@也在@@相应地向@@前发展@@@@。随着@@越来越多的@@独立电压@@域能够支持@@@@日益增多的@@功能@@@@，分布式电源@@架构@@@@@@ (DPA) 在@@愈来愈多的@@电子系统@@中@@得到@@了应用@@@@。

DPA并没有@@@@采用@@多个@@隔离电源@@来驱动不同的@@@@负载@@，而@@是@@仅包含一@@个@@@@用于@@@@产生相对@@@@较高@@配电@@电圧的@@隔离式@@AC/DC电源@@，以@@及@@@@多个@@较小的@@降压@@转换@@器@@@@@@。其中@@@@，降压@@转换@@器@@@@用于@@@@根据@@@@每@@个@@@@负载的@@要求@@@@，将@@配电@@电压@@将@@至@@较低@@的@@水平@@（图@@1）。采用@@多路降压@@转换@@器@@@@的@@@@优势在@@于@@体积小@@、效率@@高@@@@、性能@@优@@。

图@@1：显示了@@主隔离式@@AC/DC电源@@（前端@@@@）的@@分布式电源@@架构@@@@@@@@、以@@及@@@@为@@低@@压负载供电@@的@@多个@@非隔离式@@DC/DC转换@@器@@。（图@@片来源@@@@：Digi-Key Electronics）

选择异步还是@@同步@@降压@@转换@@器@@@@@@时@@@@，需要在@@成本@@和@@效率@@之间@@进行权衡@@。如@@果@@需要成本@@最低@@的@@解决方案@@@@@@，其可以@@同时@@@@接受较低@@的@@效率@@@@和@@较高@@的@@热负载@@，则异步降压@@方案@@可能是@@首选@@。另一@@方面@@@@@@，如@@果@@优先考虑效率@@并希望采用@@发热更少@@的@@运行方案@@@@，那么@@成本@@更高@@@@的@@同步@@降压@@转换@@器@@@@@@通常@@是@@更优@@的@@选择@@。

同步@@与@@异步降压@@转换@@器@@@@的@@@@比较@@

典型@@的@@异步降压@@转换@@器@@@@应用@@@@如@@图@@@@@@2所示@@。ON Semiconductor的@@LM2595是@@一@@款@@@@单片集成@@电路@@@@，包括@@主电源@@开关@@@@和@@控制@@电路@@@@。该@@器件@@采用@@@@内部@@补偿@@@@，最大@@限度@@地减少@@了外@@部元器件@@@@的@@数量@@并简化@@了@@电源@@设计@@@@。其典型@@转换@@效率@@@@为@@@@81%，发热损耗@@为@@@@占功率@@的@@@@19%，而@@同步@@降压@@方案@@的@@典型@@转换@@效率@@@@约@@90%，发热损耗@@仅占功率@@的@@@@10%。这意味着异步降压@@转换@@器@@@@的@@@@热损耗@@几乎是@@同步@@降压@@转换@@器@@@@@@的@@两倍@@@@。因此@@，使用@@同步@@@@降压@@转换@@器@@@@@@可以@@减少@@发热@@，从@@而@@大@@大@@简化@@热管理@@难题@@。

图@@2：典型@@的@@异步降压@@转换@@器@@@@应用@@@@，包含输出@@整流器@@ (D1)、输出@@滤波器@@（L1和@@Cout）和@@反馈网@@络@@（Cff、R1和@@R2）。（图@@片来源@@@@：ON Semiconductor）

在@@同步@@降压@@转换@@器@@@@@@中@@@@，如@@STMicroelectronics推出的@@@@ST1PS01使用@@同步@@@@MOSFET整流取代@@了输出@@整流器@@（图@@3）。相比@@异步降压@@转换@@器@@@@中@@的@@输出@@@@整流器@@，同步@@MOSFET的@@“导通@@”电阻@@较低@@@@，可降低@@损耗@@@@，从@@而@@显著提高@@@@转换@@效率@@@@@@。同步@@MOSFET是@@该@@@@IC的@@内部@@组成@@部分@@，不需要外@@部整流二@@极管@@@@。

图@@3：同步@@降压@@应用@@电路@@显示外@@部输出@@整流二@@极管@@已取消@@。输出@@滤波和@@反馈组件仍是@@必要器件@@@@。（图@@片来源@@@@：STMicroelectronics）

使用@@同步@@@@降压@@转换@@器@@@@@@可以@@实现@@@@更高@@@@的@@效率@@@@@@和@@更低@@的@@热负荷@@，但@@这是@@@@有@@代@@价的@@@@。由@@于@@@@只包含一@@个@@@@功率@@开关@@@@@@MOSFET和@@一@@个@@@@@@整流二@@极管@@@@，且不必考虑交叉导通@@或@@@@“射穿@@”的@@可能性@@，也无需使用@@同步@@@@@@FET进行控制@@@@，所以@@@@异步降压@@转换@@器@@@@控制@@器@@要简单得多@@，体积也小得多@@。同步@@降压@@拓扑@@结@@构则需要更复杂的@@驱动@@器和@@防交叉导通@@电路@@@@来控制@@两个@@@@开关@@@@@@（图@@4）。要确保两个@@@@@@MOSFET不会同时@@@@导通@@并发生直接短路@@@@，就需要更复杂的@@电路@@@@，进而@@要求@@更大@@和@@更昂贵的@@@@IC。

图@@4：同步@@降压@@转换@@器@@@@@@IC框图@@显示了@@两个@@@@集成@@@@MOSFET（旁边标有@@@@“SW”的@@引脚@@@@）和@@增加的@@驱动@@器@@/防交叉导通@@电路@@@@。（图@@片来源@@@@：STMicroelectronics）

虽然脉宽调制控制@@式同步@@降压@@转换@@器@@@@@@在@@中@@等@@或@@满载条件下@@效率@@较高@@@@，但@@异步降压@@转换@@器@@@@通常@@在@@@@轻载条件下@@具有@@@@更高@@@@的@@转换@@效率@@@@@@@@。然而@@@@，这种@@情况正在@@逐渐减少@@@@，因为@@最新的@@同步@@降压@@转换@@器@@@@@@实施@@包括@@多种工作@@模式@@@@@@，能让@@设计@@者优化@@低@@负载效率@@@@。

用于@@@@5伏@@和@@@@12伏@@配电@@的@@同步@@降压@@@@

针对@@@@在@@消费产品@@和@@白色家电中@@使用@@@@5伏@@和@@@@12伏@@电源@@配电@@的@@设计@@者@@，Diodes, Inc.推出了@@AP62600器件@@。这是@@@@一@@款@@@@@@6安培@@ (A) 同步@@降压@@转换@@器@@@@@@，输入@@范围宽至@@@@4.5至@@18伏@@。该@@器件@@集成@@了一@@个@@@@@@36毫欧@@(mΩ) 高@@压侧功率@@@@MOSFET和@@一@@个@@@@@@14mΩ低@@压侧功率@@@@MOSFET，用于@@@@实现@@高@@效@@率@@@@降压@@式@@DC/DC转换@@。

由@@于@@@@ AP62600 使用@@了恒定准时@@@@ (COT) 控制@@方式@@@@，因此@@只需要极少@@的@@外@@部元器件@@@@@@。该@@器件@@还具有@@@@快速瞬态响应@@@@、易于@@@@环路稳定@@和@@低@@输出@@电压@@@@纹波等@@特性@@@@。AP62600针对@@@@电磁干扰@@@@ (EMI) 抑制@@进行了优化@@@@。该@@器件@@使用@@了专有@@的@@栅极@@驱动器@@@@方案@@@@，可在@@@@不牺牲@@MOSFET导通@@和@@关@@断@@时@@间@@的@@情况下@@@@防止开关@@@@节点的@@瞬时@@振荡@@，从@@而@@减少@@了@@MOSFET开关@@@@引起的@@高@@频辐射@@@@EMI噪声@@。该@@器件@@采用@@@@V-QFN2030-12（A型@@）封装@@。

配有@@@@“电源@@良好@@”指示@@灯@@，用于@@@@提醒用户注意@@可能出现的@@故障情况@@。可编程@@软@@启动@@@@模式@@可在@@@@上@@电@@@@时@@控制@@浪涌电流@@@@，使设计@@者能够在@@使用@@多个@@@@AP62600为@@大@@型@@集成@@器件@@供电@@时@@@@实现@@电源@@定序@@，如@@现场可编程@@门阵列@@ (FPGA)、特定应用@@@@IC (ASIC)、数字信号处理器@@ (DSP) 和@@微处理器单元@@ (MPU)。

AP62600提供@@了三种操作@@模式@@供设计@@者选择@@，以@@满足个@@性化应用@@的@@具体需求@@（图@@5）。通过@@脉冲调频@@ (PFM) 操作@@，可以@@实现@@@@所有@@负载的@@高@@效@@率@@@@@@。其他可用的@@模式@@包括@@可以@@获得最佳纹波性能@@的@@脉宽调制@@ (PWM)，以@@及@@@@可避免轻载时@@产生可闻噪声@@的@@超声波模式@@@@ (USM)。

图@@5：AP62600为@@设计@@者提供@@了三种工作@@模式@@@@选择@@，以@@满足个@@性化应用@@的@@需求@@@@：PFM、USM和@@PWM。（图@@片来源@@@@：Diodes, Inc.）

为@@帮助设计@@者入门@@AP62600，Diodes, Inc. 还提供@@@@AP62600SJ-EVM评估板@@（图@@6）。AP62600SJ-EVM布局简单@@，可以@@通过@@@@测试@@点接入相应的@@信号@@。

图@@6：AP62600SJ-EVM评估板@@为@@@@AP62600提供@@了一@@个@@@@@@简单方便的@@评估环境@@。（图@@片来源@@@@：Digi-Key Electronics）

24伏@@母线的@@同步@@降压@@@@

STMicroelectronics的@@L6983CQTR具有@@@@3.5至@@38伏@@的@@@@输入@@范围@@，输出@@电流@@@@高@@达@@@@3A。设计@@者可以@@将@@@@L6983用于@@@@广泛的@@应用@@@@，包括@@24伏@@工业@@电源@@@@系统@@@@、24伏@@电池供电@@设备@@、分散式智能节点@@、传感器以@@及@@@@始终启用型@@和@@低@@噪声@@应用@@@@。

L6983基于@@@@带@@内部@@补偿@@的@@峰值@@电流@@模式@@@@架构@@@@，采用@@3mm x 3mm QFN16封装@@，因此@@能最大@@限度@@地降低@@设计@@复杂性和@@尺寸@@@@。L6983有@@低@@消耗模式@@@@ (LCM) 和@@低@@噪音模式@@@@ (LNM) 版本@@。LCM通过@@控制@@输出@@电压@@@@纹波最大@@限度@@地提高@@@@了轻载效率@@@@，使该@@器件@@适用@@于@@@@@@电池供电@@型@@应用@@@@。LNM模式@@能使开关@@@@频率@@保持恒定并最大@@限度@@地降低@@输出@@电压@@@@纹波@@，以@@实现@@@@轻载运行@@，从@@而@@满足低@@噪声@@应用@@要求@@@@。L6983允许在@@@@200千赫@@兹@@ (kHz)至@@2.3兆赫兹@@ (MHz) 的@@范围内@@选择开关@@@@频率@@@@，并可选@@择扩频以@@提高@@@@@@EMC。

STMicroelectronics提供@@STEVAL-ISA209V1评估板@@，帮助设计@@者探索@@L6983同步@@单片降压@@稳压器@@@@的@@功能@@并快速启动@@设计@@@@。

用于@@@@计算和@@电信@@设计@@的@@@@同步@@降压@@控制@@器@@@@@@

ON Semiconductor的@@NCP1034DR2G是@@一@@款@@@@高@@压@@PWM控制@@器@@，针对@@@@输入@@电压@@@@高@@达@@@@100伏@@的@@@@高@@性能@@同步@@降压@@@@DC/DC应用@@。该@@器件@@设计@@用于@@@@嵌入式电信@@@@、网@@络和@@计算应用@@中@@的@@@@48伏@@非隔离电源@@转换@@@@。NCP1034驱动一@@对@@外@@部@@N沟道@@MOSFET，如@@图@@@@7所示@@。

图@@7：NCP1036同步@@降压@@控制@@器@@@@IC的@@典型@@应用@@电路@@@@@@，显示了@@高@@压侧和@@低@@压侧@@MOSFET（分别为@@@@Q1和@@Q2）。（图@@片来源@@@@：ON Semiconductor）

NCP1036具有@@@@25kHz至@@500kHz可编程@@开关@@@@频率@@范围@@，以@@及@@@@一@@个@@@@用于@@@@从@@外@@部控制@@开关@@@@频率@@的@@同步@@引脚@@@@。通过@@提供@@这两种频率控制@@方式@@@@@@，设计@@者就能够为@@每@@个@@@@@@特定应用@@@@选择最佳值@@@@，并使多个@@@@NCP1034控制@@器@@同步@@工作@@@@。该@@器件@@还包括@@用户可编程@@欠压@@锁定@@和@@打嗝限流保护@@。对@@于@@@@低@@电压@@设计@@@@，可以@@使@@用@@一@@个@@@@内部@@微调式@@1.25伏@@参考电压@@来实现@@更精确地输出@@电压@@@@调节@@。

包括@@四个@@欠压@@锁定@@电路@@@@，用于@@@@保护设备和@@系统@@@@。三个@@电路@@专门用于@@@@保护特定功能@@@@；两个@@@@用于@@@@保护外@@部高@@压侧和@@低@@压侧驱动器@@@@；一@@个@@@@用于@@@@保护@@IC，防止其在@@@@VCC低@@于@@设定阈值@@@@前过早启动@@@@。设计@@者可以@@利用外@@部电阻@@分压器对@@第@@四个@@欠压@@锁定@@电路@@进行编程@@：只要@@VCC低@@于@@用户设定的@@阈值@@@@@@，控制@@器@@就保持断开状态@@。

为@@了帮助设计@@者开始@@使用@@@@NCP1034，ON Semiconductor还提供@@@@了@@NCP1034BCK5VGEVB评估板@@（图@@8）。该@@评估板@@的@@设计@@提供@@了多个@@选项@@，以@@满足各种系统@@需求@@。有@@一@@个@@@@线性稳压器@@@@为@@@@IC供电@@；为@@此@@，设计@@者可以@@通过@@@@选择合适的@@电阻@@来确定使用@@齐纳二@@极管@@还是@@高@@压晶体管@@@@。设计@@者还可以@@选择第@@二@@类@@（电压@@模式@@@@）补偿@@或@@第@@三类@@（电流@@模式@@@@）补偿@@，陶瓷或@@电解输出@@电容@@器@@以@@及@@@@各种输入@@电容@@值@@@@。配有@@@@两个@@@@针座@@：一@@个@@@@用于@@@@方便地连接外@@部同步@@脉冲源@@，使板卡可以@@直接连接另一@@块@@NCP1034演示板@@；另一@@个@@@@@@针座连接@@SS/SD引脚@@，可以@@通过@@@@连接地来关@@断@@控制@@器@@@@。

图@@8：NCP1034BCK5VGEVB评估板@@提供@@了多个@@选项@@，有@@助于@@设计@@者快速启动@@新设计@@@@。（图@@片来源@@@@：Digi-Key Electronics）

结@@语@@@@

在@@汽车@@@@、工业@@自@@动化@@、电信@@、计算机@@、白色家电和@@消费电子@@等@@各种系统@@中@@@@，越来越多地需要将@@高@@母线电压@@降至@@@@较低@@电压@@@@@@，以@@便为@@@@IC和@@其他负载供电@@@@。

如@@图@@@@所示@@@@，设计@@者可以@@把目光转向@@同步@@降压@@式@@功率@@转换@@@@器@@，以@@最高@@的@@效率@@@@@@、最小@@的@@热负荷@@、低@@成本@@和@@尽可能小的@@解决方案@@@@尺寸@@来实现@@降压@@转换@@@@。

南@@芯@@@@科技推出车规级@@协议芯@@片@@@@，通过@@AEC-Q100认证@@

judy — Fri, 21 Oct 2022 02:51:16 +0000

随着@@汽车@@智能化@@、网@@联化@@、电动化迅速发展@@@@，国内汽车@@电子@@市场持续增长@@，有@@调查称@@：到@@2030年@@汽车@@电子@@成本@@占比将@@提升到@@整车成本@@的@@@@51%，市场规模将@@超过@@8000亿元@@。同时@@@@，受国际贸易形势的@@影响@@，触发了芯@@片@@国产化浪潮@@，包括@@南@@芯@@@@科技在@@内的@@一@@批优秀芯@@片@@设计@@公司@@@@，凭借@@强@@大@@的@@研发技术@@实力@@，严格的@@品质管理标准@@@@，完整的@@系统@@@@解决方案@@@@及@@良好的@@@@供应保障能力@@，在@@前装车载@@充电@@领域目前@@已推出多款@@车载@@充电@@方案@@@@，为@@客户提供@@多种选择@@。

与@@传统@@消费电子@@芯@@片@@相比@@@@，车规级@@芯@@片@@在@@可靠性@@@@、安全性@@、一@@致性和@@长效性等@@方面@@的@@表@@现均更胜一@@筹@@；车规级@@芯@@片@@在@@工作@@环境的@@温度@@@@范围也更加严格@@（消费类芯@@片@@一@@般满足@@0-70℃环境温度@@@@@@，而@@车规级@@芯@@片@@要满足@@-40-105℃的@@使用@@温度@@@@要求@@@@）；使用@@寿命方面@@@@，车规级@@芯@@片@@需要保证@@5-10年@@，而@@消费类电子芯@@片@@一@@般不超过@@5年@@；汽车@@芯@@片@@在@@制造和@@封装@@测试@@上@@比消费电子@@要求@@相对@@@@高@@@@，因此@@车规级@@芯@@片@@@@“门槛@@”更高@@@@，对@@芯@@片@@设计@@公司@@的@@@@能力有@@着更高@@@@要求@@@@。

车规协议芯@@片@@新品@@

近期@@，南@@芯@@@@科技推出三款@@车规协议芯@@片@@@@，分别是@@@@：SC2154Q, SC2021PQ, SC2021Q。这三款@@芯@@片@@可靠性@@测试@@均已通过@@汽车@@电子@@可靠性@@测试@@标准@@@@：AEC-Q100认证@@，已成功实现@@量产@@。

新品竞争优势@@：

● 通过@@AEC-Q100严苛认证@@@@，并已成功量产@@

● 支持@@多种专有@@协议@@，兼容性强@@@@

● 提供@@多重保护@@，支持@@快速充电@@@@

参考设计@@@@：

● SC2154Q：适用@@于@@@@@@PD/QC 18W/20W/27W应用@@，支持@@GPIO配置@@功率@@@@、CDP以@@及@@@@端@@口@@模式@@@@，不支持@@功能@@定制@@@@。

● SC2021PQ：适用@@于@@@@@@PD30/45W/60W/65W应用@@，支持@@GPIO配置@@功率@@@@、CDP、端@@口@@模式@@以@@及@@@@自@@功率@@分配主从@@设定@@，不支持@@功能@@定制@@@@。

● SC2021Q：适用@@于@@@@@@PD/小米@@67W/OPPO 65W/华为@@@@SCP 22.5W，支持@@投屏及@@@@USB通信@@能力@@，支持@@功能@@定制@@（专案@@）。

参数@@对@@比@@：

SC2154Q

SC2154Q 是@@一@@款@@@@适用@@于@@@@@@汽车@@应用@@@@、Type-C / PD 和@@ DPDM 快速充电@@控制@@器@@@@。它符合@@最新的@@@@ Type-C 和@@ PD 3.1 标准@@，并支持@@@@具有@@@@双@@@@ DPDM 接口@@的@@@@专有@@高@@压快速充电@@协议@@。它的@@主要应用@@@@是@@@@27W及@@以@@下@@输出@@功率@@的@@车载@@@@充电@@器@@@@@@。

SC2154Q 支持@@Apple 2.4A, BC1.2, DCP, CDP, AFC, FCP以@@及@@@@其@@他主流快充@@协议@@@@。可以@@通过@@@@调整@@外@@置电阻@@配置@@输出@@阻抗@@，覆盖@@18W，20W以@@及@@@@27W应用@@，支持@@5V，9V固定电压@@档位输出@@@@。支持@@通过@@外@@置电阻@@配置@@@@Type-C，Type-A 输出@@模式@@@@，支持@@CC插入方向@@指示@@@@，支持@@过温降额@@，过问保护以@@及@@@@输入@@电压@@@@欠压@@降额功能@@@@，为@@车载@@应用@@提供@@全方位保护@@。有@@效保证系统@@稳定@@可靠运行@@。SC2154Q 采用@@ 32pin-QFN 封装@@。

SC8101Q+SC2154Q EVM

典型@@应用@@框图@@@@@@

SC2021PQ

SC2021PQ 是@@一@@款@@@@适用@@于@@@@@@汽车@@应用@@@@，最高@@支持@@@@65W的@@ Type-C / PD 和@@ DPDM 快速充电@@控制@@器@@@@。它符合@@最新的@@@@ Type-C 和@@ PD 3.1 标准@@，并支持@@@@ DPDM 接口@@的@@@@专有@@高@@压快速充电@@协议@@。它的@@主要应用@@@@于@@功率@@输出@@范围@@30W~65W 车载@@充电@@器@@@@。

SC2021PQ 支持@@Apple 2.4A, BC1.2, DCP, CDP, AFC, FCP 以@@及@@@@其@@他主流快充@@协议@@@@。可以@@通过@@@@调整@@外@@置电阻@@配置@@输出@@阻抗@@，覆盖@@30W，45W, 60W 以@@及@@@@65W 应用@@，支持@@5V，9V，12V，15V，20V 固定电压@@档位以@@及@@@@@@3.3V~21V 20mV/step 的@@可调@@电压@@档位输出@@@@。支持@@通过@@外@@置电阻@@配置@@@@Type-C，Type-A 输出@@模式@@@@，支持@@CC插入方向@@指示@@@@，支持@@过温降额@@，过温保护@@以@@及@@@@输入@@电压@@@@欠压@@降额功能@@@@，为@@车载@@应用@@提供@@全方位保护@@。有@@效保证系统@@稳定@@可靠运行@@。SC2021PQ 采用@@ 32pin-QFN 封装@@。

SC8701Q+SC2021PQ EVM

典型@@应用@@框图@@@@@@

SC2021Q

SC2021Q 是@@一@@款@@@@适用@@于@@@@@@汽车@@应用@@@@的@@@@Type-C / PD 和@@ DPDM 快速充电@@控制@@器@@@@。它符合@@最新的@@@@ Type-C 和@@ PD 3.1 标准@@，并支持@@@@具有@@@@双@@@@ DPDM 接口@@的@@@@专有@@高@@压快速充电@@协议@@，主要应用@@@@于@@车载@@充电@@器@@@@@@。SC2021Q 通过@@集成@@@@ USB PD 基带@@@@ PHY、Type-C 检测@@、双@@ DPDM PHY、VBUS 放电路@@径@@、VCONN 电源@@、可编程@@反馈补偿@@@@、电压@@和@@电流@@感应来最大@@限度@@地减少@@外@@部组件@@，10-bit ADC、双@@10-bit DAC、NMOS 栅极驱动器@@@@、I2C 接口@@和@@保护电路@@@@。

SC2021Q 内部@@集成@@@@ 32k-Byte OTP ROM 和@@ 2.5k-Byte RAM 的@@ 32 位高@@性能@@微控制@@器@@内核@@，可为@@许多应用@@提供@@具有@@@@成本@@效益@@@@的@@解决方案@@@@@@。SC2021Q 支持@@多种保护机制@@，包括@@过压@@保护@@@@（OVP）、欠压@@保护@@（UVP）、过流@@保护@@（OCP）、短路@@保护@@（SCP）、过温保护@@（OTP）、DPDM 过压@@保护@@（DPDM OVP）、 CC 过压@@保护@@（CCOVP）、VCONN 过压@@（VCONN OVP）、VCONN 过流@@（VCONN OCP）和@@ VCONN 短路@@保护@@（VCONN SCP），有@@效保证系统@@稳定@@可靠运行@@。SC2021Q 采用@@ 32pin-QFN 封装@@。

典型@@应用@@框图@@@@@@

SC2021Q EVM

结@@ 语@@

南@@芯@@@@科技最新推出的@@@@车规协议芯@@片@@@@，通过@@AEC-Q100严苛认证@@@@，可靠性@@高@@@@，充电@@性能@@强@@@@，搭配多款@@车载@@充电@@方案@@@@，覆盖@@18~60W，为@@车载@@充电@@方案@@国产化添砖加瓦@@@@。

此外@@@@，南@@芯@@@@科技在@@汽车@@@@电子@@领域推出了@@多种车载@@充电@@器@@@@和@@无线@@充电@@@@解决方案@@@@@@，并突破实现@@前装量产@@，已与@@多个@@汽车@@品牌达成深度@@合作@@，欢迎垂询@@。

解释说@@明@@

*文中@@数据@@来自@@@@南@@芯@@@@实验室@@，最新数据@@以@@南@@芯@@@@官方数据@@手册为@@准@@

*文中@@图@@片源自@@网@@络@@，如@@侵删@@

uPOL封装@@技术@@如@@何实现@@高@@电流@@密度@@供电@@突破@@

judy — Fri, 16 Sep 2022 03:41:29 +0000

近年@@@@来@@，电源@@管理@@IC不断深入于@@高@@效@@@@、精简的@@应用@@领域@@，驱使电源@@芯@@片@@朝着更大@@电流@@@@@@、更小体积@@、更高@@@@效@@率@@@@@@、更严格的@@电压@@反馈精度@@@@方向@@发展@@@@。一@@方面@@@@，传统@@电源@@芯@@片@@需要配置@@大@@量外@@围器件@@@@；另一@@方面@@@@@@，为@@了更大@@限度@@地优化@@芯@@片@@的@@电性能@@及@@热性能@@@@，往往要求@@用户通过@@繁琐的@@走线@@、布局来完成@@。极简外@@围@@、高@@效@@、高@@性能@@是@@电源@@模块@@@@发展@@的@@必然趋势@@。

未来@@POL模块@@封装@@转向@@微型@@负载功率@@@@（μPOLTM）发展@@，此种封装@@方式@@对@@@@POL性能@@有@@着极大@@的@@优化@@@@。μPOLTM采用@@先进的@@面板级封装@@形式@@，将@@电源@@芯@@片@@@@、电感@@和@@电容@@等@@器件@@集成@@在@@基板当@@中@@@@，构成一@@个@@@@超高@@集成@@度@@@@的@@@@电源@@芯@@片@@模块@@@@。在@@电子产品@@高@@空间利用率@@和@@强@@供电@@能力的@@需求@@下@@@@，传统@@开关@@@@电源@@@@芯@@片@@外@@@@围放置的@@电感@@及@@众多外@@围参数@@调整@@器件@@无疑@@是@@压缩电路@@板空间的@@一@@大@@阻碍@@。在@@应用@@中@@@@，为@@保证芯@@片@@正常@@工作@@@@，需牺牲较多的@@@@PCB面积@@，不利于@@电子设备向@@小型@@化@@发展@@@@。而@@模块@@化@@封装@@得益于@@@@其小体积@@，高@@集成@@度@@@@，极简的@@外@@围应用@@电路@@@@，可以@@缩减电源@@芯@@片@@@@PCB的@@面积@@@@，有@@效提升用户的@@@@PCB利用率@@，满足电子设备日益小型@@化@@的@@需求@@@@。同时@@@@，芯@@片@@直接嵌埋于@@基板当@@中@@@@，极大@@地增加了整个@@模块@@的@@散热面积@@@@，即@@使处于@@满载工作@@状态下@@@@，温度@@@@也不会过高@@@@。

在@@传统@@电源@@芯@@片@@中@@@@，芯@@片@@、电感@@产热造成板间温度@@@@升高@@@@，芯@@片@@工作@@效率@@也会随之降低@@@@。得益于@@@@μPOLTM优异的@@散热性能@@@@，模块@@的@@效率@@@@与@@热性能@@得到@@了显著提高@@@@@@。

针对@@@@该@@电源@@需求@@，长工微电子推出采用@@@@μPOLTM设计@@的@@@@一@@款@@目前@@业内体积最小@@的@@@@6A直流@@降压@@电源@@模块@@@@@@---ISM6636x（x代@@表@@料号@@A/B/C）。高@@度@@紧凑的@@负载点@@模块@@采用@@@@3.3mm × 3.3mm × 1.45mm的@@微型@@封装@@@@，能够支持@@@@4.5V~16V输入@@，输出@@支持@@@@0.6V~5V，最高@@峰值@@电流@@可达@@8A，连续工作@@电流@@可达@@6A。ISM6636A/B/C除@@POL芯@@片@@外@@@@，还将@@输出@@电感@@@@、自@@举电容@@及@@@@VCC旁路电容@@集成@@在@@模块@@之中@@@@，极大@@的@@减少@@了模块@@在@@实际应用@@中@@@@占据@@的@@主板空间@@。同时@@@@ISM6636x支持@@IIC通讯@@调配模块@@内部@@配置@@@@，进一@@步简化@@了@@模块@@的@@应用@@@@。图@@1展示@@了@@ISM6636x突出的@@简化@@外@@围器件@@的@@@@应用@@优势@@。ISM6636x在@@3cm × 3cm的@@基板上@@集成@@了可带@@载@@6A的@@直流@@降压@@芯@@片@@@@，基板上@@方布置自@@举电容@@@@、VCC旁路电容@@以@@及@@@@功率@@电感@@@@。外@@围仅需@@输入@@输出@@@@、VCC旁路电容@@即@@可@@正常@@工作@@@@，为@@用户减轻设计@@难度@@的@@同时@@@@节约了@@PCB的@@空间资源@@。

图@@1A. ISM6636x 3D view

图@@1B. ISM6636x 极简外@@围@@引脚@@图@@@@

图@@1C. 垂直结@@构与@@模块@@对@@比@@

在@@效率@@和@@热性能@@上@@@@，ISM6636x采用@@基板封装@@方式@@@@，有@@利于@@散热@@。磁性器件@@及@@电容@@的@@集成@@设计@@使基板与@@器件@@有@@着固定@@、优良的@@走线布置@@，让@@芯@@片@@的@@电气性能@@及@@效率@@可以@@达到@@@@极优状态@@。图@@2和@@图@@@@3中@@展示@@了@@采用@@@@μPOLTM封装@@的@@@@ISM6636x在@@不同的@@@@输出@@电压@@@@@@@@，不外@@加散热措施的@@条件下@@@@，芯@@片@@的@@效率@@@@@@、温度@@@@与@@电流@@之间@@的@@关@@系@@。由@@此验证@@ISM6636x优异的@@散热性能@@@@使工作@@温度@@@@@@和@@效率@@有@@出色的@@表@@现@@。

图@@2. ISM6636x效率@@与@@电流@@的@@曲线图@@@@

图@@3. ISM6636x工作@@温度@@@@@@与@@电流@@的@@曲线图@@@@

ISM6636x采用@@垂直结@@构使得@@实际应用@@体积减小@@，在@@优化@@热性能@@的@@同时@@@@兼顾良好的@@@@可靠性@@@@。其通过@@了@@JEDEC 标准@@的@@@@多项可靠性@@测试@@@@，包括@@温度@@@@循环测试@@@@，高@@温蒸煮测试@@@@，高@@温存储测试@@@@，老化寿命测试@@@@，带@@电的@@高@@温高@@湿加速测试@@等@@@@，同时@@@@ISM6636x还拥有@@@@大@@于@@@@2kv的@@ESD 保护功能@@@@为@@后@@续生产制造保驾护航@@。

作为@@@@业界体积最小@@的@@@@6A直流@@降压@@电源@@模块@@@@@@，ISM6636x兼顾微型@@封装@@@@、极简外@@围@@的@@同时@@@@@@，具有@@@@更小的@@应用@@面积@@@@、更完善的@@可编程@@功能@@@@、优秀的@@电气特性@@@@及@@动态性能@@的@@优势@@@@。无论是@@追求性能@@和@@稳定@@的@@服务器@@和@@通信@@设备@@@@，还是@@注重损耗@@和@@尺寸@@的@@数据@@@@中@@心@@@@，ISM6636x都给出了完美的@@解决方案@@@@@@。长工微作为@@@@国产电源@@芯@@片@@企业@@，又一@@次向@@世界证明了@@“中@@国@@芯@@@@”，为@@国内低@@压大@@电流@@@@电源@@模块@@@@领域贡献力量@@！

关@@于@@@@长工微@@

东莞市长工微电子有@@限公司@@成立于@@@@@@2016年@@5月@@，坐落于@@东莞松山湖@@，拥有@@@@专业技术@@团队@@，坚持@@自@@主正向@@研发@@，致力于@@低@@压大@@电流@@@@电源@@芯@@片@@设计@@@@。产品@@范围包括@@开关@@@@电源@@@@@@、多相控制@@器@@@@、智能功率@@级@@、电源@@模块@@@@等@@@@。长工微针对@@@@@@CPU供电@@领域的@@国产空白@@，推出全套的@@解决方案@@@@@@，打破了国外@@芯@@片@@垄断的@@现状@@，可广泛应用@@于@@@@服务器@@@@、计算机@@、通讯@@、消费电子@@等@@市场@@。

TDK面向@@@@ADAS/AD电源@@管理@@推出可靠的@@超紧凑型@@@@CLT功率@@电感@@器@@

judy — Wed, 27 Jul 2022 01:43:04 +0000

TDK集团@@（东京证券交易所代@@码@@：6762）推出采用@@新型@@设计@@的@@@@@@CLT32系列@@功率@@电感@@器@@@@。该@@系列@@@@188足彩外@@围@@app 不仅尺寸@@极为@@紧凑@@，电气规格同样出色@@，并可提供@@九款@@型@@号供选择@@，涵盖@@17 nH至@@440 nH的@@电感@@范围@@，饱和@@电流@@范围为@@@@13.5 A至@@60 A，工作@@温度@@@@@@范围@@为@@@@-40 °C至@@165 °C（含电感@@温升@@）。它们的@@尺寸@@都极为@@紧凑@@，占板面积@@仅为@@@@3.2 x 2.5 mm，高@@度@@为@@@@2.5 mm，堪称同类产品@@中@@最紧凑的@@@@SMT功率@@电感@@器@@。

新系列@@@@188足彩外@@围@@app 都获得@@AEC-Q200标准@@认证@@@@，并采用@@创新设计@@@@，比如@@@@用铁磁塑料复合物包覆成型@@的@@线圈@@。线圈的@@末端@@直接用作电感@@焊盘@@，淘汰了线圈和@@电感@@焊盘之间@@已过时@@的@@常规焊点连接@@，大@@幅提高@@@@了产品@@的@@可靠性@@@@，非常适合@@汽车@@应用@@@@。结@@实的@@线圈结@@构还实现@@了超低@@@@的@@@@RDC值@@（电感@@值@@为@@@@17 nH时@@，电阻@@值@@@@仅为@@@@0.39 mΩ），从@@而@@最大@@限度@@降低@@了@@损耗@@@@。

CLT32系列@@电感@@器尺寸@@紧凑@@，性能@@可靠@@，非常适合@@汽车@@行业中@@安全至@@关@@重要的@@@@ADAS/AD应用@@。在@@该@@应用@@中@@@@，通常@@需要额定电流@@高@@达@@两位数的@@高@@性能@@处理器@@，并使用@@@@PMIC（电源@@管理@@IC）作为@@@@提供@@大@@电流@@@@的@@电源@@管理@@@@，而@@功率@@电感@@器@@则用作稳定@@电源@@输出@@的@@关@@键@@188足彩外@@围@@app 。CLT32系列@@188足彩外@@围@@app 专为@@高@@达@@@@10 MHz的@@开关@@@@频率@@而@@设计@@@@，并且@@提前满足对@@高@@频率的@@@@@@DC/DC转换@@器@@的@@@@未来@@要求@@@@。

特性@@和@@应用@@@@

主要应用@@@@
为@@ADAS/AD应用@@中@@高@@性能@@处理器供电@@管理的@@@@PMIC
高@@频率的@@@@DC/DC转换@@器@@

主要特点和@@效益@@
超紧凑的@@尺寸@@@@：3.2 x 2.5 x 2.5 mm
高@@饱和@@电流@@@@：最大@@可达@@60 A
工作@@温度@@@@@@：高@@达@@165 °C
内部@@无焊点连接的@@创新设计@@@@，可靠性@@高@@@@
超低@@@@RDC电阻@@值@@@@
AEC-Q200标准@@认证@@@@
适合开关@@@@频率@@高@@达@@@@10 MHz

如@@需了解@@该@@产品@@的@@更多信息@@，请访问@@ https://www.tdk-electronics.tdk.com/en/clt32 .

南@@芯@@@@推出@@高@@效@@率@@@@同步@@降压@@开关@@@@转换@@@@IC

judy — Fri, 15 Jul 2022 03:13:28 +0000

随着@@新能源@@汽车@@@@、5G通信@@、工业@@4.0以@@及@@@@人工智能@@的@@快速发展@@@@，电源@@管理@@芯@@片@@的@@应用@@场景@@越来越丰富@@。同时@@@@传统@@工业@@和@@消费类电子的@@市场持续扩大@@@@，电源@@管理@@芯@@片@@的@@需求@@也随之同步@@攀高@@@@。DCDC是@@电源@@管理@@芯@@片@@中@@提供@@直流@@电源@@转换@@的@@芯@@片@@@@，广泛应用@@于@@@@各类电子产品@@中@@@@，是@@电子产品@@@@“心脏@@”般的@@存在@@@@。

上@@海南@@芯@@@@半导体@@@@科技股份有@@限公司@@@@@@（以@@下@@简称@@：南@@芯@@@@），在@@DCDC领域早已全面布局@@，除@@传统@@的@@@@开关@@@@稳压器@@@@@@（DCDC）外@@，电荷泵稳压器@@@@（Charge pump DCDC）也已成功量产并与@@多家知名厂商达成合作@@。

近期@@，南@@芯@@@@推出@@新品同步@@降压@@开关@@@@转换@@@@IC — SC8105，该@@款@@芯@@片@@外@@@@部@@188足彩外@@围@@app 少@@，适合在@@紧凑型@@应用@@中@@使用@@@@。应用@@场景@@包括@@智能手机@@@@、机顶盒@@、笔记本电脑@@、服务器@@、SSD、内存电源@@@@、电池供电@@设备等@@@@。

新品介绍@@@@-SC8105

SC8105 在@@ 2.3V 至@@ 5.5V 的@@输入@@电压@@@@@@下@@工作@@@@，典型@@开关@@@@频率@@@@为@@@@ 2.2MHz，支持@@ 0.6V 至@@ VIN 的@@输出@@@@电压@@@@@@，集成@@了功率@@@@ MOSFET，可支持@@高@@达@@@@@@ 2A 的@@负载电流@@@@。

SC8105 可以@@在@@@@100%占空比@@下@@工作@@@@，当@@VIN 等@@于@@@@ VOUT 时@@提供@@低@@输入@@输出@@电压@@@@差@@。SC8105还具有@@@@低@@静态电流@@@@@@和@@@@PSM 工作@@模式@@@@，可大@@幅提升轻负载时@@的@@工作@@效率@@@@。凭借@@ PSM 模式@@以@@及@@@@待机或@@轻载过程的@@低@@静态电流@@@@@@@@，SC8105可进一@@步延长电池寿命@@，适用@@于@@@@@@电池供电@@应用@@@@@@。该@@器件@@采用@@@@具有@@@@内部@@补偿@@的@@恒定导通@@时@@间@@控制@@模式@@@@，具有@@@@出色的@@负载瞬态性能@@@@，并支持@@@@多层陶瓷片式电容@@@@（MLCC）等@@低@@等@@效串联电阻@@输出@@电容@@器@@@@。

SC8105 提供@@的@@@@保护包括@@输入@@欠压@@保护@@@@@@、逐周期峰值@@电流@@限制和@@具有@@@@自@@动恢复功能@@的@@@@热关@@断@@保护@@@@。芯@@片@@采用@@@@ FCSOT563 (1.6mmx1.6mm)封装@@。

SC8105典型@@应用@@框图@@@@@@

SC8105 功能@@特性@@@@：

输入@@电压@@@@范围@@：2.3 V 至@@ 5.5V

0.6V 基准@@，精度@@@@为@@@@ ±1%

7uA 低@@静态电流@@@@@@

轻负载下@@的@@省电模式@@@@

2A 连续输出@@电流@@@@能力@@

集成@@ 100mΩ 高@@侧@@和@@@@ 60mΩ 低@@侧@@ MOS

超快瞬态响应@@@@

针对@@@@低@@@@ ESR 陶瓷输出@@电容@@器@@进行了优化@@@@

真正的@@@@ 100% 占空比@@

2.2MHz 典型@@开关@@@@频率@@@@

内部@@软@@启动@@@@@@

EN 控制@@引脚@@@@

输出@@放电功能@@@@

逐周期过流@@保护@@@@

热关@@断@@保护@@

欠压@@保护@@

FCSOT563 封装@@

SC8105 效率@@图@@@@：
Fsw=2MHz, L=1uH(DCR=42.1mΩ)

Vout=1.2V Efficiency Curve

Vout=1.8V Efficiency Curve

关@@ 于@@ 南@@ 芯@@

上@@海南@@芯@@@@半导体@@@@科技股份有@@限公司@@@@@@，是@@一@@家专注于@@电源@@@@、电池管理@@和@@嵌入式的@@高@@性能@@国产半导体@@设计@@公司@@@@，拥有@@@@Charge pump、DCDC、ACDC、有@@线充电@@@@、无线@@充电@@@@、快充@@协议@@、锂电保护等@@@@多条产品@@线@@，基于@@@@自@@主研发的@@升降压@@@@充电@@@@、电荷泵和@@@@GaN直驱等@@核心@@技术@@@@，推出了@@多款@@明星产品@@@@，得到@@业内广泛认可@@。
南@@芯@@@@能够提供@@从@@@@@@AC到@@电池的@@端@@到@@端@@有@@线@@、无线@@完整快充@@解决方案@@@@@@，产品@@覆盖@@@@10W到@@200W功率@@等@@级范围@@。电荷泵和@@@@升降压@@@@开关@@@@充电@@系列@@快充@@产品@@打破国外@@垄断@@，通过@@了国内外@@多个@@知名品牌智能手机@@@@、平板电脑@@、笔记本电脑@@厂家认证@@并已实现@@大@@规模量产@@；DCDC、有@@线充电@@@@、无线@@充电@@@@及@@嵌入式协议类产品@@在@@消费@@、泛工业@@等@@市场被广泛采用@@@@；并且@@，多类产品@@通过@@了@@AEC-Q100车规质量认证@@@@，能够提供@@完整车载@@无线@@@@、有@@线充电@@@@方案@@@@，于@@多款@@车型@@中@@实现@@前装量产@@。

南@@芯@@@@拥有@@@@强@@大@@的@@研发及@@系统@@团队@@、独立的@@品质管控团队@@以@@及@@@@贴近客户的@@销售和@@支持@@@@团队@@@@，为@@高@@质量的@@产品@@开发设计@@保驾护航@@。南@@芯@@@@也得到@@了上@@下@@游产业链与@@资本的@@广泛认可与@@支持@@@@，获得了上@@海集成@@电路@@产业基金@@@@、中@@芯@@聚源@@、红杉资本@@、OPPO、小米@@、vivo等@@的@@资本加持@@，助力公司@@持续@@、快速成长@@。

南@@芯@@@@产品@@已在@@荣耀@@、OPPO、小米@@、联想@@、大@@疆@@、三星@@、Anker、紫米等@@产品@@中@@频频亮相@@，在@@多款@@汽车@@品牌前装产品@@顺利量产@@，证明了南@@芯@@@@产品@@在@@性能@@@@、品质和@@成本@@等@@方面@@的@@诸多优势@@。南@@芯@@@@秉承@@“时@@间@@优先@@，性能@@优@@先@@”的@@产品@@理念@@，坚持@@“开拓进取@@，不断创新@@”的@@公司@@文化@@，致力于@@为@@客户提供@@高@@性能@@@@、高@@品质与@@高@@经济效益的@@系统@@@@解决方案@@@@@@。

南@@芯@@@@，为@@效率@@而@@生@@。

如@@何用@@BUCK电路@@简单@@实现@@一@@个@@@@可靠的@@负电源@@@@？

judy — Fri, 01 Jul 2022 01:44:40 +0000

在@@对@@信号线性度@@放大@@要求@@非常高@@的@@应用@@需要使用@@双@@电源@@运放@@，比如@@@@高@@精度@@@@@@测量仪器@@、仪表@@等@@@@；那么@@就需要给双@@电源@@运放提供@@正负电源@@@@。

我们常用的@@@@@@BUCK降压@@电路@@能得到@@正电压@@@@，如@@图@@@@1所示@@。

图@@1：BUCK降压@@电路@@正电压@@输出@@@@

其实@@BUCK降压@@电路@@在@@不改变元器件@@@@参数@@的@@情况下@@@@能变换得到@@与@@正电压@@相同输出@@能力的@@负电压@@@@，如@@图@@@@2所示@@；其工作@@原理和@@正电压@@输出@@是@@一@@样的@@@@，得到@@的@@电源@@质量也很高@@@@。

图@@2：BUCK降压@@电路@@负电压@@输出@@@@

以@@上@@@@两个@@@@电路@@图@@的@@元器件@@@@型@@号都是@@正确的@@@@，可以@@直接使用@@@@。

另外@@由@@电容@@@@、二@@极管@@和@@振荡器组成@@的@@@@负压电荷泵@@也能实现@@负电压@@@@，由@@于@@@@二@@极管@@的@@存在@@会损失一@@部分压降@@，容易受负载影响且纹波较大@@@@，输出@@能力有@@限@@，对@@电源@@质量要求@@高@@的@@建议不要使用@@@@。

图@@3：负压电荷泵@@

免责声明@@：本文转载于@@网@@络@@，转载此文目的@@在@@于@@传播相关@@技术@@知识@@，版权归原作者@@所有@@@@，如@@涉及@@侵权@@，请联系小编删除@@@@(联系邮箱@@：service@eetrend.com )。

豪威集团@@@@推出全新内阻双@@@@N沟道@@MOSFET

judy — Wed, 29 Jun 2022 01:25:59 +0000

电源@@管理@@系统@@要实现@@高@@能源转换@@效率@@@@@@、完善可靠的@@故障保护@@，离不开高@@性能@@的@@开关@@@@器件@@@@。近日@@，豪威集团@@@@全新推出两款@@@@MOSFET：业内最低@@内阻双@@@@N沟道@@MOSFET WNMD2196A和@@SGT 80V N沟道@@MOSFET WNM6008。

WNMD2196A 超低@@@@Rds(ON)，专为@@手机@@锂电池保护设计@@@@

近几年@@@@，手机@@快充@@技术@@飞速发展@@@@，峰值@@充电@@功率@@屡创新高@@@@。在@@极大@@地缓解消费者电量焦虑的@@同时@@@@@@，高@@功率@@@@充电@@下@@的@@安全问题不容小觑@@。MOSFET在@@电池包装中@@起到@@安全保护开关@@@@的@@作用@@，其本身@@对@@功率@@的@@损耗@@也必须足够低@@才能满足高@@效@@@@、低@@发热的@@要求@@@@。

双@@N沟道@@增强@@型@@@@MOSFET，WNMD2196A具有@@@@业内同类产品@@最低@@内阻@@，Rds(ON)低@@至@@@@1mΩ，专为@@手机@@锂电池电路@@保护设计@@@@。WNMD2196A采用@@先进的@@沟槽技术@@设计@@@@，提供@@卓越的@@@@Rds(ON)的@@同时@@@@实现@@低@@栅极电荷@@。载流子迁移速度@@快@@，阈值@@@@电压@@低@@@@，开关@@@@速率高@@@@。

WNMD2196A兼顾性能@@与@@设计@@灵活性@@。该@@产品@@采用@@@@ CSP封装@@，更紧凑@@，方便电池应用@@布板设计@@@@。同时@@@@，优化@@的@@@@SOA特性@@，提高@@@@承受冲击电流@@的@@能力@@；超低@@@@Rds(ON)，可实现@@更高@@@@的@@效率@@@@@@和@@更低@@的@@温升@@，提升了产品@@的@@可靠性@@@@。

WNMD2196A参数@@

WNM6008 80V高@@功率@@@@MOSFET 适用@@太阳能@@、电池供电@@应用@@@@

WNM6008——80V高@@功率@@@@MOSFET，采用@@最新一@@代@@@@@@Shield Gate技术@@，针对@@@@电信@@和@@服务器@@电源@@中@@使用@@的@@更高@@@@开关@@@@频率@@@@进行了优化@@@@，具备超低@@@@@@FOM值@@（开关@@@@应用@@重要优值@@系数@@）。WNM6008低@@开关@@@@和@@导通@@损耗@@@@，可实现@@更高@@@@效@@率@@@@@@@@、更优@@EMI性能@@。适用@@于@@@@@@同步@@整流应用@@@@，优化@@了反向@@@@恢复电荷从@@而@@实现@@更低@@的@@尖峰电压@@@@，提供@@最高@@水平的@@功率@@密度@@和@@能效@@，继而@@为@@电源@@提供@@更高@@@@的@@效率@@@@和@@更强@@的@@可靠性@@@@。

WNM6008适用@@于@@@@@@DC-DC转换@@、电源@@开关@@@@和@@充电@@电路@@@@。可有@@效赋能太阳能@@、电源@@和@@电池供电@@@@（例如@@@@电动代@@步车@@）等@@应用@@@@。该@@产品@@符合@@@@RoHS环保标准@@@@，采用@@QFN5x6标准@@紧凑封装@@@@，在@@实现@@高@@功率@@@@密度@@的@@能量传输的@@同时@@@@@@，方便对@@市场上@@同类产品@@进行升级替换@@。

WNM6008参数@@

豪威集团@@@@凭借@@多年@@技术@@沉淀@@，紧跟市场需求@@，在@@MOSFET工艺@@上@@具有@@@@导通@@阻抗低@@@@、封装@@紧凑@@、类型@@@@齐全@@，能够满足多种定制化需求的@@独特优势@@。未来@@，豪威集团@@@@将@@持续发力电路@@保护领域@@，不断升级创新@@，为@@数字电路@@应用@@的@@新时@@代@@助力赋能@@。

南@@芯@@@@推出@@SC3201 PFC 控制@@芯@@片@@@@

judy — Mon, 13 Jun 2022 03:09:30 +0000

近年@@@@，手机@@、笔记本电脑@@等@@移动智能终端@@大@@面积@@普及@@@@，后@@疫情时@@代@@户外@@活动反弹式爆发@@，抗疫@@/抢险等@@户外@@紧急用电需求大@@幅度@@增长@@，以@@及@@@@新能源@@汽车@@产业带@@动的@@高@@倍@@率汽车@@级@@电芯@@的@@发展@@@@，大@@功率@@快充@@成为@@@@主流趋势@@，快充@@市场对@@快充@@头的@@功率@@等@@级不断提升@@，对@@功率@@密度@@@@、效率@@、稳定@@性和@@安全性@@要求@@也越来越高@@@@。

针对@@@@功率@@大@@@@于@@@@75W以@@上@@@@的@@中@@大@@功率@@充电@@器@@@@、适配器@@等@@@@，通常@@需要进行功率@@因数@@校正@@@@（PFC），这也带@@动了相应的@@@@PFC控制@@器@@、电感@@、整流滤波等@@器件@@的@@@@市场需求@@。

南@@芯@@@@顺势推出@@PFC控制@@芯@@片@@@@——SC3201，可满足@@中@@大@@功率@@充电@@器@@@@、适配器@@对@@功率@@因数@@和@@输入@@电流@@谐波的@@要求@@@@。

关@@于@@@@功率@@因数@@校正@@@@（Power Factor，PF）

功率@@因数@@是@@有@@功功率@@与@@视在@@功率@@的@@比值@@@@。电网@@电压@@通常@@为@@@@50Hz或@@60Hz的@@交流@@正弦波@@，如@@果@@接入电网@@的@@负载为@@纯阻性负载@@，输入@@电流@@会是@@与@@输入@@电压@@@@同相位的@@正弦波@@；但@@实际接入电网@@的@@设备通常@@为@@非阻性负载@@，因此@@，输入@@电流@@并非正弦波@@，且与@@电网@@电压@@存在@@相位差@@，产生很大@@的@@无功功率@@@@，PF值@@较低@@@@，如@@下@@@@图@@@@所示@@@@。

IEC 61000-3-2等@@国际法规对@@接入电网@@设备的@@电流@@@@谐波提出了@@限制@@，对@@于@@@@USB Type-C充电@@器@@、笔记本适配器@@等@@@@设备@@，需要满足@@Class D谐波标准@@@@；对@@于@@@@照明@@类设备@@，需要满足@@更为@@严苛的@@@@Class C谐波标准@@@@，因此@@需要功率@@因数@@校正@@电路@@@@。采用@@PFC电路@@后@@的@@输入@@电压@@@@@@与@@输入@@电流@@波形@@，如@@下@@@@图@@@@所示@@@@。

PFC电路@@可以@@提高@@@@功率@@@@因数@@@@@@，降低@@各次电流@@谐波@@，从@@而@@降低@@输入@@电流@@的@@有@@效值@@@@，又利于@@较小输入@@滤波器的@@铜损和@@线路损耗@@@@，提高@@@@电能的@@整体传输效率@@@@。

SC3201产品@@介绍@@@@

SC3201是@@一@@种@@用于@@@@升压变换器的@@功率@@因数@@校正@@@@(PFC)控制@@器@@，采用@@多模式@@控制@@策略@@，无需在@@@@Boost电感@@上@@添加辅助绕组就可实现@@精确的@@谷底检测@@@@，适合于@@宽输出@@电压@@@@场景@@，大@@大@@减少@@外@@围器件@@@@。

南@@芯@@@@SC3201 PFC控制@@器@@可搭配高@@频@@QR控制@@器@@SC30xx系列@@以@@及@@@@同步@@整流控制@@器@@@@SC35xx系列@@，形成@@80W-160W的@@整套解决方案@@@@@@。

南@@芯@@@@100W方案@@ demo展示@@

以@@100W适配器@@设计@@为@@例@@@@，采用@@SC3201+SC3057+SC3503整套方案@@@@，可在@@@@全输入@@范围获得高@@@@PF值@@与@@高@@效@@率@@@@@@。整机满载效率@@@@可达@@94.3%，在@@90Vac最低@@输入@@电压@@@@仍然可以@@达到@@@@@@92.3%的@@效率@@@@值@@@@；在@@全电压@@范围内@@@@，PF值@@均在@@@@0.9以@@上@@@@。

全套方案@@@@：SC3201+SC3057+SC3503 100W PC适配器@@

支持@@额定功率@@@@100W，120W峰值@@输出@@功率@@@@

最高@@效@@率@@@@可达@@94.3%

高@@功率@@@@因数@@@@

效率@@曲线@@：

PF值@@曲线@@：

结@@ 语@@

南@@芯@@@@SC3201采用@@SOT23-6封装@@，VDD支持@@9-30V，SC3201不仅支持@@@@VFB过压@@保护@@、VDD欠压@@保护@@、周期限流保护@@、超高@@温保护等@@@@多重保护措施@@，还支持@@第@@二@@级独立的@@过压@@@@、欠压@@、过流@@保护@@。可广泛用于@@@@@@USB-PD充电@@器@@，AC-DC适配器@@，LED驱动器@@、工业@@电源@@@@、电动工具@@等@@领域@@。欢迎垂询@@。

开关@@@@电容@@@@转换@@原理简介@@

judy — Thu, 02 Jun 2022 03:15:43 +0000

开关@@@@电容@@@@的@@历史@@

随着@@电子技术@@的@@@@快速发展@@@@，便携设备已渗透到@@人们生活的@@各个@@方面@@@@。以@@手机@@为@@例@@@@，当@@今社会生活已离不开手机@@的@@使用@@@@，从@@日常通讯@@到@@娱乐购物@@，甚至@@@@核酸检测@@@@[此处有@@表@@情@@]，不可否认@@，手机@@已经成为@@@@了最重要的@@工具@@。

伴随着@@手机@@的@@高@@强@@度@@使用@@@@，随之而@@来的@@焦虑便是@@如@@何才能保证手中@@的@@手机@@有@@足够长的@@续航时@@间@@@@？

这个@@问题也一@@直困扰着业界@@。目前@@主要的@@解决方案@@@@有@@两个@@@@方向@@@@：1. 提升电池容量@@；2. 加快充@@电速度@@@@。

在@@提升电池容量@@方面@@@@，基础材料技术@@的@@@@进步相对@@@@缓慢@@，尚需要更多时@@间@@实现@@电池容量的@@突破@@。在@@充电@@速度@@方面@@@@，得益于@@@@芯@@片@@技术@@的@@@@迅猛发展@@@@，充电@@功率@@在@@过去@@不到@@@@10年@@的@@@@时@@间@@内增长了几十倍@@@@。使用@@习惯从@@之前的@@充电@@@@一@@晚上@@@@，到@@现在@@@@的@@@@20分钟@@后@@又是@@一@@条好汉@@。从@@10年@@前@@5V/0.5A充电@@，到@@现在@@@@的@@@@150W甚至@@@@240W的@@充电@@@@功率@@@@[1]，使得@@用户的@@手机@@续航焦虑得到@@了极大@@的@@缓解@@。

（图@@ 1）

说@@到@@手机@@充电@@功率@@的@@提升@@，不得不提到@@开关@@@@电容@@@@技术@@@@(Switched-Capacitor, Charge Pump)。

自@@150年@@前@@James Clark Maxwell 首次提出利用开关@@@@电容@@@@方法代@@替电阻@@的@@方法@@[2]，在@@那之后@@@@开关@@@@电容@@@@主要还只用在@@模拟@@滤波器和@@小功率@@供电@@电路@@上@@@@，直到@@@@2017年@@，首颗充电@@用开关@@@@电容@@@@芯@@片@@才在@@手机@@中@@实现@@量产使用@@@@。在@@此@@之后@@@@@@，单颗开关@@@@电容@@@@芯@@片@@的@@功率@@从@@@@40W快速发展@@到@@如@@今@@的@@@@@@80W，同时@@@@也促进了手机@@快充@@技术@@的@@@@急速发展@@@@。

开关@@@@电容@@@@的@@应用@@@@

以@@常用的@@@@锂电池充电@@@@为@@例@@@@，充电@@至@@少@@分为@@@@4个@@阶段@@ [3]，分别为@@@@涓流充电@@@@(Trickle Charge), 预充@@电@@(Pre-Charge), 恒流@@充电@@@@(Constant Current Charge)和@@恒压充电@@@@(Constant Voltage Charge)。开关@@@@电容@@@@电路@@通常@@在@@@@恒流@@充电@@@@和@@部分恒压充电@@阶段启用@@，以@@充分利用开关@@@@电容@@@@电路@@的@@高@@转换@@效率@@@@优势@@。

典型@@的@@手机@@快充@@的@@应用@@如@@图@@@@@@2所示@@，开关@@@@电容@@@@组成@@的@@@@充电@@@@通道@@与@@传统@@的@@@@@@Buck Charger并联@@，形成@@了一@@条独立的@@电池充电@@@@通路以@@完成高@@效@@快速的@@充电@@@@@@。当@@适配器@@不支持@@输出@@电压@@@@连续可调@@时@@@@，Buck Charger可以@@支持@@最高@@@@18W的@@充电@@@@。若适配器@@满足快充@@的@@要求@@@@，单颗开关@@@@电容@@@@电路@@可以@@支持@@从@@@@33W(SC8546)到@@80W(SC8571)的@@快速充电@@@@。

（图@@ 2）

在@@应用@@于@@@@快速充电@@之外@@@@@@，开关@@@@电容@@@@电路@@还可以@@作为@@@@电压@@转换@@电路@@以@@实现@@@@将@@电池电压@@@@降压@@或@@升压后@@为@@母线供电@@@@。图@@3是@@在@@手机@@供电@@系统@@中@@一@@种@@新颖的@@架构@@@@。针对@@@@2s电池的@@手机@@系统@@@@，开关@@@@电容@@@@电路@@可以@@将@@@@2s电池的@@高@@压降低@@一@@半为@@系统@@@@(VSYS)供电@@，在@@充电@@时@@也可以@@将@@@@Buck Charger提供@@的@@@@VBAT充电@@电压@@泵升两倍@@为@@电池充电@@@@@@。这样@@的@@架构@@既可以@@保持与@@@@1s电池相同的@@主充电@@路@@以@@降低@@成本@@@@，又可以@@兼容@@SC8571的@@应用@@实现@@@@2s高@@压快充@@的@@效率@@@@@@。

（图@@ 3）

开关@@@@电容@@@@的@@工作@@原理@@

接下@@来@@将@@以@@@@2:1的@@开关@@@@电容@@@@为@@例@@介绍@@其基本的@@工作@@原理@@。如@@下@@@@图@@@@所示@@@@，最简单的@@@@2:1开关@@@@电容@@@@电路@@至@@少@@由@@@@5个@@器件@@组成@@@@，其分别为@@@@开关@@@@管@@@@Q1~Q4和@@飞电容@@@@CFLY。

（图@@ 4）

2:1开关@@@@电容@@@@有@@两个@@@@工作@@模态@@：

其一@@为@@@@Q1和@@Q3导通@@，VIN通过@@Q1/CFLY/Q3组成@@的@@@@充电@@@@通道@@为@@@@VOUT提供@@能量@@；

其二@@为@@@@Q2和@@Q4导通@@，CFLY为@@VOUT提供@@能量@@。

（图@@ 5）

（图@@ 6）

图@@6为@@2:1开关@@@@电容@@@@电路@@工作@@时@@@@的@@电流@@@@和@@电压@@示意图@@@@，其中@@@@红色的@@曲线为@@飞电容@@@@CFLY的@@电流@@@@波形@@。其在@@每@@个@@@@充放电周期内都是@@指数的@@@@，时@@间@@常数近似为@@开关@@@@管@@的@@导通@@电阻@@@@乘以@@飞电容@@@@CFLY。值@@得注意@@的@@是@@充电@@电流@@@@在@@开关@@@@管@@动作后@@的@@一@@段时@@间@@内充电@@是@@最多的@@@@，开关@@@@管@@导通@@的@@时@@间@@越长@@，其流通的@@电流@@@@越小@@，这一@@点是@@与@@@@Buck电路@@的@@显著区@@别@@。

由@@于@@@@开关@@@@电容@@@@电路@@没有@@@@电感@@@@，因此@@其不具备调整@@输出@@电压@@@@连续可调@@的@@能力@@，只能等@@比例的@@@@，如@@2:1/3:1/4:1等@@，实现@@降压@@或@@升压@@。因此@@，开关@@@@电路@@可以@@等@@效为@@带@@输出@@阻抗的@@直流@@变压器@@，如@@图@@@@7所示@@。

（图@@ 7）

输出@@阻抗为@@什么在@@图@@@@7中@@会用一@@颗电阻@@来表@@示@@@@？

因为@@开关@@@@电容@@@@其本身@@是@@可以@@等@@效为@@一@@颗电阻@@的@@@@，接下@@来@@将@@用一@@个@@@@更为@@简单的@@电路@@来进行说@@明@@。

（图@@ 8）

如@@图@@@@8所示@@的@@@@开关@@@@电路@@@@，其有@@两个@@@@开关@@@@@@S1和@@S2，还有@@一@@颗用于@@@@能量传递的@@电容@@@@CFLY。假设@@S1和@@S2以@@频率@@f交替导通@@@@，并且@@在@@@@CFLY两端@@的@@电压@@在@@@@S1和@@S2断开前@@都已达到@@@@稳态@@，即@@在@@@@S1断开前@@CFLY两端@@的@@电压@@为@@@@VIN，在@@S2断开前@@CFLY两端@@的@@电压@@为@@@@VOUT。

那么@@，在@@一@@个@@@@开关@@@@周期内@@，CFLY传递的@@电荷为@@@@：

由@@于@@@@S1和@@S2都是@@频率@@f交替导通@@@@，根据@@@@电流@@的@@定义@@，其等@@效传递的@@电流@@@@为@@@@：

此开关@@@@电容@@@@电路@@的@@等@@效电阻@@为@@@@：

（图@@ 9）

再回过头重新看图@@@@5中@@的@@开关@@@@电容@@@@的@@两个@@@@工作@@状态@@，假设@@输入@@@@VIN和@@输出@@@@VOUT电压@@在@@开关@@@@周期内纹波很小或@@者保持不变@@，那么@@同样可以@@利用式@@(1)-(3)来推导@@2:1开关@@@@电容@@@@电路@@的@@输出@@@@阻抗@@。

需要说@@明的@@是@@@@，实际开关@@@@电容@@@@电路@@中@@@@，由@@于@@@@输入@@输出@@电压@@@@和@@@@CFLY两端@@的@@压差在@@开关@@@@周期内是@@有@@纹波变化的@@@@，且在@@工作@@状态切换前@@CFLY两端@@的@@电压@@不一@@定可以@@进入@@稳态@@，因此@@2:1开关@@@@电路@@输出@@阻抗会复杂一@@些@@。（由@@于@@@@篇幅限制@@，将@@不在@@此@@详细说@@明@@）

开关@@@@电容@@@@的@@优势@@@@

以@@上@@@@介绍@@了开关@@@@电容@@@@的@@工作@@原理@@@@，而@@高@@功率@@@@充电@@之所以@@@@选择开关@@@@电容@@@@的@@拓扑@@主要是@@因为@@相比@@与@@@@Buck Charger有@@明显的@@效率@@@@优势@@。其主要原因@@为@@@@：

没有@@@@电感@@储能@@，因此@@没有@@@@电感@@引起的@@损耗@@@@

没有@@@@电感@@续流@@，因此@@开关@@@@管@@没有@@@@关@@断@@损耗@@@@，二@@极管@@反向@@@@恢复损耗@@和@@死区@@损耗@@@@

由@@于@@@@开关@@@@管@@串联工作@@@@，降低@@了@@寄生电容@@的@@压降@@，进一@@步降低@@了@@开通过@@程中@@产生的@@损耗@@@@

图@@10为@@南@@芯@@@@@@SC8571的@@效率@@@@曲线@@@@，其峰值@@效率@@超过@@98.5%，相比@@于@@其他的@@充电@@@@拓扑@@@@，开关@@@@电容@@@@展现了极大@@的@@效率@@@@优势@@。

（图@@ 10）

结@@ 语@@

在@@如@@今@@这个@@对@@快充@@技术@@需求非常强@@烈的@@时@@代@@@@，开关@@@@电容@@@@电路@@通过@@其优异的@@转换@@效率@@@@@@在@@手机@@中@@获得了大@@范围的@@应用@@@@，并已实现@@单颗充电@@@@80W的@@高@@功率@@@@@@。

本文通过@@对@@开关@@@@电容@@@@基本工作@@原理的@@简介@@，说@@明了其工作@@特点和@@等@@效电路@@模型@@@@，并阐明了开关@@@@电容@@@@电路@@高@@转换@@效率@@@@的@@原因@@@@。

【注释@@】

[1] 公众号文章@@：南@@芯@@@@助力@@-真我@@GT Neo3王者归来@@，150W光速秒冲@@，全球首发@@

[2] G. C. Temes, U. -K. Moon and D. Allstot, "Switched-Capacitor Circuits [Education]," in IEEE Circuits and Systems Magazine, vol. 21, no. 4, pp. 40-42, Fourthquarter 2021, doi: 10.1109/MCAS. 2021.3118195.

[3]公众号文章@@：南@@芯@@@@半导体@@@@SC89890H介绍@@

文章来源@@@@：南@@芯@@@@半导体@@@@

现代@@设计@@@@，需要怎样的@@@@ PMIC？

judy — Fri, 20 May 2022 05:04:18 +0000

现今@@的@@电源@@管理@@@@ IC 将@@多轨降压@@@@、升压和@@@@ LDO 稳压功能@@与@@每@@个@@@@电轨@@的@@参数@@@@，以@@及@@@@与@@其他电轨@@间交互的@@复杂可配置@@能力整合在@@一@@起@@。

经验丰富的@@电路@@设计@@@@人员都清楚@@，稳定@@、准确@@、高@@效@@的@@直流@@@@ (DC) 供电@@轨@@是@@实现@@系统@@可靠@@、一@@致运行的@@必要条件@@。通常@@由@@@@ DC/DC 开关@@@@稳压器@@@@（转换@@器@@）和@@低@@压降@@稳压器@@@@ (LDO) 组合提供@@各种电压@@@@，每@@一@@个@@@@稳压器@@都与@@其所支持@@的@@电轨@@的@@特定电压@@@@、电流@@、精度@@@@、噪声@@、瞬态响应@@以@@及@@@@其@@他需求相匹配@@。

与@@此同时@@@@@@，设计@@人员还清楚@@，即@@使单独适用@@@@，一@@组独立的@@@@ DC 电轨@@也不足以@@满足当@@今设计@@的@@@@复杂要求@@@@。从@@系统@@角度@@来说@@@@，在@@相邻的@@物理位置使用@@@@ 4 个@@、6 个@@或@@更多个@@@@ DC 电轨@@并不罕见@@。由@@于@@@@使用@@了大@@量电轨@@@@，单独以@@及@@@@按组管理这些@@电轨@@至@@关@@重要@@，以@@便确保满足定时@@@@、时@@序@@及@@相互关@@系的@@需求@@@@（图@@ 1）。

图@@ 1：当@@今的@@系统@@@@使用@@由@@升压@@、降压@@和@@@@ LDO 稳压器@@提供@@的@@@@多个@@直流@@电轨@@阵列@@，虽然它们有@@独立的@@输出@@@@@@，但@@操作@@需要配置@@@@，而@@且@@输出@@在@@一@@定程度@@上@@也必须根据@@@@应用@@的@@特定需求进行协调@@。

这时@@@@，电源@@管理@@集成@@电路@@@@ (PMIC) 就要发挥重要作用@@。顾名思义@@，这个@@组件管理着多个@@电轨@@@@，并编排电轨@@之间@@的@@交互@@，以@@满足系统@@的@@特定需求@@。尽管@@早一@@代@@的@@@@ PMIC 主要管理其他@@ DC/DC 稳压器@@，但@@当@@今的@@@@ PMIC 则与@@多个@@开关@@@@转换@@器@@和@@@@ LDO 集成@@在@@同一@@封装@@内@@。当@@然@@，这种@@集成@@具有@@@@许多显著的@@优势@@@@，包括@@缩小整体尺寸@@@@、减少@@所需无源组件以@@及@@@@实现@@各种电轨@@之间@@紧密的@@功能@@联系@@。此外@@@@，最新一@@代@@@@ PMIC 在@@设计@@方面@@还具有@@@@高@@度@@可配置@@性@@@@，以@@便根据@@@@其所驱动系统@@的@@优先级调整@@操作@@@@。

应用@@推动@@ PMIC 的@@需求@@

每@@个@@@@电子产品@@都有@@一@@个@@@@电源@@以@@及@@@@一@@个@@@@或@@多个@@@@@@ DC 电轨@@。尽管@@许多应用@@在@@一@@定程度@@上@@具有@@@@类似@@的@@优先级@@，但@@优先级的@@排序及@@其@@相对@@@@权重决定了这些@@应用@@的@@差异@@。就单个@@@@ DC 电轨@@管理以@@及@@@@这些@@电轨@@之间@@的@@关@@系@@、定时@@和@@操作@@要求@@而@@言@@@@，不存在@@同时@@@@满足所有@@情况的@@最优@@ PMIC 解决方案@@@@。

例如@@@@，用于@@@@传感和@@驱动的@@物联网@@@@@@ (IoT) 设备可能处于@@近乎连续的@@上@@电@@状态@@，位于@@远程位置@@，使用@@电池供电@@或@@者使用@@某种形式的@@能量采集设备供电@@@@。由@@于@@@@给定设施@@@@（办公室@@、工厂@@）的@@多个@@物联网@@@@@@ (IoT) 设备都位于@@远程位置@@@@，因此@@确保长期的@@性能@@一@@致性至@@关@@重要@@。相比@@之下@@@@，对@@于@@@@消费类电子产品@@@@，这主要涉及@@最大@@化运行时@@间@@和@@电池使用@@寿命@@，以@@及@@@@采用@@小型@@封装@@@@，但@@超小型@@封装@@@@可能不太易用@@。对@@于@@@@可穿戴设备@@@@，优先考虑因素包括@@低@@静态电流@@@@@@@@、高@@效@@率@@@@和@@超紧凑的@@外@@形@@。

因此@@，良好的@@@@ PMIC 首先@@需具备一@@组满足应用@@需求的@@降压@@@@、升压和@@@@ LDO 转换@@器@@。对@@于@@@@更高@@@@级的@@情况和@@更高@@@@性能@@@@，如@@果@@ PMIC 可以@@提供@@@@ DC 轨道@@，并允许设计@@人员定制@@ PMIC 的@@性能@@细节@@，以@@匹配应用@@的@@优先级@@，那么@@设计@@人员可从@@中@@受益@@。这些@@ PMIC 也面临难免要做出取舍决策的@@设计@@现实@@。评估和@@解决这些@@冲突是@@设计@@人员面临的@@固有@@挑战@@。

图@@ 2：Qorvo ACT81460 是@@一@@款@@@@集成@@度@@高@@的@@低@@功耗@@多轨@@ PMIC，无需任何外@@部有@@源@@188足彩外@@围@@app 即@@可@@工作@@@@。

从@@基本的@@可配置@@@@ PMIC 开始@@

即@@使是@@基本的@@@@ PMIC 也可以@@提供@@@@增强@@系统@@性能@@和@@简化@@设计@@@@的@@功能@@和@@特性@@@@。例如@@@@，Qorvo ACT81460 的@@输入@@电压@@@@@@范围@@为@@@@ 2.7V 至@@ 5.8V，并且@@包含@@ 1 个@@线性电池充电@@@@器@@、4 个@@带@@集成@@功率@@场效应晶体管@@@@ (FET) 的@@ DC/DC 转换@@器@@、3 个@@ LDO 和@@ 3 个@@负载开关@@@@@@@@（）。其中@@@@ 2 个@@ DC/DC 转换@@器@@为@@降压@@稳压器@@@@@@，1 个@@为@@升压@@/降压@@稳压器@@@@，而@@第@@@@ 4 个@@为@@高@@压升压稳压器@@@@（能够提供@@高@@达@@@@ 20V 电压@@）。每@@个@@@@稳压器@@都可通过@@@@其@@ I2C 接口@@配置@@@@较宽范围的@@输出@@@@电压@@@@@@@@。

此类@@ PMIC 不仅可以@@实现@@@@高@@度@@集成@@@@，还具有@@@@可配置@@的@@电源@@时@@序@@组合@@、启动@@定时@@@@、输出@@电压@@@@设置@@@@、故障监测@@、中@@断@@控制@@@@、可编程@@ GPIO 选项等@@诸多特性@@@@。通过@@ I2C 接口@@，可使用@@固件进一@@步调整@@预先配置@@的@@出厂默认配置@@设置@@@@@@。

3 个@@负载开关@@@@@@@@形成@@了一@@个@@@@有@@趣的@@附加功能@@@@。可使用@@其打开或@@关@@闭供电@@轨@@@@，为@@可关@@闭的@@系统@@@@负载创建一@@个@@@@功率@@孤岛@@。无需使用@@这些@@负载时@@@@，可最大@@程度@@地降低@@功耗@@@@。此外@@@@，每@@个@@@@负载开关@@@@@@@@都可整合到@@@@ PMIC 的@@启动@@时@@序@@中@@@@，同时@@@@支持@@可编程@@的@@@@打开和@@关@@闭延迟时@@间@@@@。ACT81460 还可通过@@@@@@ 20V 输入@@电压@@@@阻断能力和@@启动@@时@@涌浪电流@@控制@@的@@组合@@，处理热插拔事件@@。

对@@于@@@@更高@@@@级的@@情况和@@更高@@@@性能@@@@，如@@果@@ PMIC 可以@@提供@@@@ DC 轨道@@，并允许设计@@人员定制@@ PMIC 的@@性能@@细节@@，以@@匹配应用@@的@@优先级@@，那么@@设计@@人员可从@@中@@受益@@。

进一@@步优化@@高@@级@@ PMIC

为@@满足当@@今系统@@更复杂的@@需求@@@@，PMIC 必须加大@@其输出@@范围@@，提升其原始@@ DC 性能@@，改进其附加功能@@@@，并提高@@@@用户定义的@@灵活性@@。此外@@@@，它们必须将@@这些@@增强@@与@@更高@@@@级别@@的@@功能@@集成@@整合在@@一@@起@@，以@@减少@@电源@@管理@@功能@@的@@@@总占用面积@@@@。

了解@@到@@这一@@挑战后@@@@，Qorvo 开发了一@@系列@@高@@度@@集成@@的@@可配置@@创新电源@@@@ (CiPS™) 解决方案@@@@，作为@@@@一@@种@@智能片上@@系统@@@@ (SoC)，通过@@消除@@大@@多数外@@部@@188足彩外@@围@@app 精简设计@@流程和@@最终设计@@硬件@@。该@@解决方案@@@@最终提高@@@@了设计@@效率@@和@@灵活性@@，大@@大@@缩小了占用面积@@@@，降低@@了@@物料清单@@ (BOM) 中@@的@@成本@@@@，提高@@@@了系统@@性能@@和@@可靠性@@@@，并缩短了上@@市时@@间@@@@。

ActiveCiPS™ 系列@@中@@的@@每@@个@@@@设备都可以@@通过@@@@@@ I2C 接口@@或@@非易失性配置@@矩阵进行配置@@@@。

可根据@@@@应用@@进行调整@@的@@诸多参数@@包括@@@@：

输出@@电压@@@@电平@@。
上@@电@@/关@@断@@时@@序@@@@
时@@序@@开关@@@@延迟时@@间@@@@
GPIO 配置@@：软@@/硬复位@@、中@@断@@、面向@@@@外@@部供电@@轨@@的@@可配置@@时@@序@@@@/控制@@、LED 散热器@@
不断变化的@@@@ IC UVLO 和@@ OVLO 阈值@@@@
调整@@ DVS 配置@@设置@@@@
设置@@交换机@@ Fsw
LDO1 模式@@设置@@@@ — LDO/负载开关@@@@@@
多个@@睡眠模式@@@@

例如@@@@：ACT88329 PMIC 具有@@@@ 4 个@@使用@@集成@@功率@@@@ FET 的@@ DC/DC 降压@@转换@@器@@@@（其中@@@@ 1 个@@具有@@@@旁路功能@@@@），以@@及@@@@ 2 个@@ LDO；每@@个@@@@稳压器@@都可以@@配置@@较宽范围的@@输出@@@@电压@@@@@@@@（图@@ 3）。此外@@@@，还可通过@@@@@@ I2C 接口@@配置@@@@（甚至@@@@重新配置@@@@）其他功能@@@@，如@@启动@@时@@间@@@@、系统@@级时@@序@@@@、开关@@@@频率@@、睡眠模式@@和@@工作@@模式@@@@@@，且无需更改电路@@板@@。ActiveCiPS™ PMIC 用户希望通过@@@@ USB-to-I2C 电子狗@@和@@@@ GUI 快速建立甚至@@@@更改其设计@@设置@@@@，以@@优化@@其特定设计@@的@@@@性能@@@@，而@@简易可配置@@性@@是@@其中@@@@的@@一@@个@@@@关@@键因素@@（图@@ 4）。

图@@ 3：Qorvo ACT88329 PMIC 支持@@配置@@关@@键稳压器@@功能@@@@、时@@序@@、开关@@@@频率@@以@@及@@@@其@@他工作@@模式@@@@@@，以@@优化@@系统@@级性能@@@@。

图@@ 4：设计@@人员可以@@使@@用@@各种参数@@配置@@来评估性能@@@@，然后@@@@使用@@@@ Qorvo 提供@@的@@@@ GUI 和@@连接到@@@@ ACTIVECiPS™ PMIC 的@@ PC 轻松地进行重新配置@@@@，以@@实现@@@@性能@@优@@化@@。

这款@@@@小巧的@@@@ 36 引脚@@ WLCSP 封装@@ (2.7mm x 3 mm) 设备结@@合了高@@集成@@度@@@@和@@@@ I2C 可配置@@性@@，使整体解决方案@@@@的@@占地面积@@约为@@@@分立式替代@@解决方案@@@@的@@三分之一@@@@，并大@@大@@减少@@了@@ BOM（图@@ 5）。

图@@ 5：使用@@ ActiveCiPS™ PMIC 系列@@设备的@@另一@@个@@@@@@好处就是@@高@@度@@集成@@@@，占用面积@@远小于@@功能@@类似@@的@@分立式方案@@@@。

评估套件@@，GUI 整合一@@切@@

将@@可配置@@设备融入设计@@会引发两个@@@@相关@@问题@@。对@@于@@@@固定功能@@的@@@@设备@@，仅数据@@表@@即@@可@@定义操作@@参数@@和@@包络@@@@，但@@设计@@人员必须确定最佳设置@@@@，然后@@@@在@@这种@@情况下@@实现@@可配置@@设备的@@这些@@值@@@@。为@@简化@@此流程@@，Qorvo 为@@其@@ ActiveCiPS™ PMIC 系列@@提供@@了评估套件@@和@@编程电子狗@@@@。其中@@@@包括@@设置@@@@、调整@@和@@评估@@ PMIC 在@@给定应用@@中@@的@@性能@@所需的@@所有@@硬件@@、软@@件以@@及@@@@钩子@@。

以@@ ACT88329 PMIC 及@@其@@评估套件@@为@@例@@@@。这款@@@@采用@@@@ 30 引脚@@ WLCSP 封装@@的@@@@ 2.18mm x 2.58 mm 设备经过优化@@@@，不仅适用@@于@@@@@@固态硬盘@@ (SSD) 和@@现场可编程@@栅极阵列@@ (FPGA) 应用@@，还非常适合@@视频处理器@@、FPGA、可穿戴设备@@、外@@设@@以@@及@@@@微控制@@器@@@@（图@@ 6）。

图@@ 6：您可以@@借助@@@@ ActiveCiPS TM 电子狗@@调试您的@@设计@@@@，并现场更改板上@@的@@@@ PMIC 默认设置@@@@。

ACT88329 包括@@ 3 个@@使用@@集成@@功率@@@@ FET 的@@ DC/DC 降压@@转换@@器@@@@和@@@@ 2 个@@ LDO。Buck1 和@@ LDO1 可配置@@为@@负载开关@@@@@@@@。Buck1 是@@峰值@@电流@@模式@@@@的@@固定频率@@ DC/DC 降压@@转换@@器@@@@，并且@@针对@@@@接近输入@@电压@@@@的@@输出@@@@电压@@@@@@进行了优化@@@@。可将@@@@开关@@@@频率@@设置@@为@@@@ 1.125MHz 或@@ 2.25MHz，并且@@只需三个@@小@@188足彩外@@围@@app 即@@可@@工作@@@@。Buck2 和@@ Buck3 采用@@异步恒定导通@@时@@间@@控制@@架构@@@@，可使用@@较小的@@输出@@@@电容@@优化@@负载瞬态响应@@@@。两个@@@@ LDO 都只需要使用@@小型@@陶瓷电容@@@@。

配置@@这款@@@@灵活的@@多功能@@设备涉及@@检查和@@表@@征多个@@参数@@@@。

配置@@这款@@@@灵活的@@多功能@@设备涉及@@检查和@@表@@征多个@@参数@@@@。使用@@相应的@@@@ ACT88329EVK1-101 评估套件@@可大@@大@@简化@@这项任务@@（图@@ 7）。使用@@该@@套件只需要几个@@标准@@的@@@@工程项目@@。（如@@果@@您没有@@@@电子负载@@，则功率@@水平足够低@@@@（大@@约几十瓦@@@@），可以@@使@@用@@传统@@的@@@@电阻@@负载@@，但@@电子负载更具多功能@@性@@）。以@@下@@是@@@@所需的@@一@@切@@：

随附的@@@@ USB-to-I2C“电子狗@@”
电源@@（满功率@@运行时@@为@@@@3.3V/4A）
示波器@@（100MHz，双@@通道@@@@）
电子或@@电阻@@负载@@（3A 最小@@电流@@能力@@）
数字万用表@@@@ (DMM)
Windows 兼容计算机@@@@，带@@有@@可用的@@@@ USB 端@@口@@

图@@ 7：使用@@ ACT88329EVK1-101 评估套件@@来运用@@ ACT88329 PMIC 需要标准@@的@@@@工作@@台仪表@@以@@及@@@@套件随附的@@@@@@ USB-to-I2C 接口@@电子狗@@@@。

基于@@@@ PC 的@@ GUI 以@@基本模式@@开始@@@@，用户可轻松更改@@ 1 个@@或@@多个@@@@ IC 设置@@（图@@ 8）。

图@@ 8：Qorvo 提供@@的@@@@基于@@@@@@ PC 的@@ GUI 配备@@易于@@@@使用@@的@@屏幕@@，比如@@@@这个@@用于@@@@开始@@配置@@流程的@@基本屏幕@@。

基本模式@@之后@@@@就是@@高@@级模式@@@@，设计@@人员可查看所有@@可用的@@用户可编程@@选项@@（图@@ 9）。

图@@ 9：GUI 的@@后@@续屏幕可用于@@@@更深入地了解@@可配置@@选项@@。

通过@@使用@@评估套件@@布局@@，设计@@人员可以@@设置@@@@、评估和@@修改这些@@@@ PMIC 的@@许多工作@@参数@@和@@模式@@@@，如@@电轨@@之间@@的@@时@@序@@@@（图@@ 10）。该@@套件还可简化@@品质因数@@的@@测量@@，如@@各种条件下@@的@@效率@@@@@@，这对@@满足运行时@@和@@散热目标至@@关@@重要@@（图@@ 11）。

图@@ 10：通过@@使用@@评估套件@@和@@相关@@仪表@@@@，设计@@人员可以@@配置@@@@、评估和@@重新配置@@关@@键参数@@@@，如@@各种供电@@轨@@的@@相对@@@@时@@序@@@@。

图@@ 11：评估套件@@还简化@@了@@重要性能@@指标的@@测量@@，如@@在@@不同工作@@条件下@@各种@@ PMIC 电轨@@的@@效率@@@@@@，图@@中@@所示@@为@@@@ ACT88329 PMIC 的@@ Buck1 和@@ Buck2。

如@@果@@设计@@人员想使用@@该@@套件作为@@@@自@@己实现@@方案@@的@@起点@@，EVK 用户指南@@还提供@@@@了@@完整的@@原理图@@@@、BOM 及@@其@@ PC 板的@@四层布局@@。

南@@芯@@@@推出@@高@@集成@@度@@@@高@@频小功率@@解决方案@@@@@@ — SC3055

judy — Mon, 09 May 2022 03:05:11 +0000

针对@@@@中@@小功率@@的@@@@PD快充@@电源@@市场@@，南@@芯@@@@半导体@@@@已于@@@@2021年@@推出了@@高@@集成@@度@@@@氮化镓@@功率@@芯@@片@@@@ SC3056/SC3057。该@@系列@@@@产品@@@@采用@@独特的@@@@EPAD设计@@，可兼顾大@@电流@@@@应用@@场景@@和@@最佳电气性能@@@@，引脚@@功能@@区@@块化@@，简化@@PCB设计@@的@@@@同时@@@@可获得更好的@@热体验@@。集成@@了分段式供电@@@@，应对@@@@超宽输出@@电压@@@@范围@@，让@@外@@围电路@@变得更加精简@@。该@@系列@@@@产品@@@@推出后@@得到@@市场广泛认可@@，已有@@多款@@量产快充@@产品@@@@。

为@@进一@@步拓宽覆盖@@的@@功率@@范围@@，为@@小功率@@应用@@提供@@性价比更优@@方案@@@@，南@@芯@@@@推出@@一@@款@@新的@@高@@频高@@集成@@度@@@@小功率@@@@QR/DCM控制@@器@@SC3055。

新品介绍@@@@

SC3055采用@@eSOP7封装@@，底部带@@有@@@@Thermal Pad增强@@散热@@。芯@@片@@内部@@集成@@@@@@软@@起功能@@@@，沿用分段式供电@@技术@@支持@@宽电压@@范围输出@@@@，内置过温保护@@单元及@@完备保护功能@@@@@@，过流@@保护@@、过载@@保护@@、过压@@保护@@等@@@@。开关@@@@频率@@可达@@135kHz，提高@@@@系统@@的@@功率@@密度@@@@，满足日趋小型@@化@@的@@需求@@@@，是@@一@@款@@@@25W以@@下@@小功率@@快充@@应用@@极佳的@@选择@@。

SC3055的@@Pinout如@@下@@@@：

参数@@特性@@@@

内部@@集成@@@@软@@启动@@@@@@

集成@@分段式供电@@线路@@

350uA 极低@@功耗@@@@@burst mode

最高@@开关@@@@频率@@@@135kHz

QR/DCM模式@@下@@谷底导通@@@@

支持@@Brown In/Out功能@@

支持@@多种保护功能@@@@@@@@

VDD 过压@@保护@@

VDD 欠压@@锁定@@

逐周期限流保护@@@@

两段式过流@@保护@@@@

输出@@过压@@保护@@@@

输出@@短路@@保护@@@@

过载@@保护@@

SC3055 DEMO

南@@芯@@@@搭载@@SC3055设计@@了一@@款@@@@20W的@@demo，用于@@@@客户的@@评估测试@@@@。

原边芯@@片@@采用@@@@@@SC3055，副边同步@@整流采用@@@@SC3512，同样为@@集成@@开关@@@@管@@的@@@@combo芯@@片@@，协议采用@@@@SC215TA支持@@多种快充@@协议@@@@，整体设计@@外@@围非常精简@@。

该@@设计@@使用@@双@@@@PCB，双@@层板@@，易于@@@@生产@@, PCBA功率@@密度@@达到@@@@@@1.49W/cm3, 尺寸@@为@@@@24.3mm×24mm×23mm。在@@性能@@方面@@也非常优秀@@，90Vac，9V满载效率@@@@91.32%，12V满载效率@@@@90.87%。

关@@于@@@@南@@芯@@@@@@

上@@海南@@芯@@@@半导体@@@@科技股份有@@限公司@@@@@@，成立于@@@@上@@海浦东张江高@@科技园区@@@@，是@@一@@家专注于@@电源@@@@和@@电池管理@@的@@高@@性能@@国产半导体@@设计@@公司@@@@，拥有@@@@Charge pump、DCDC、ACDC、有@@线充电@@@@、无线@@充电@@@@、快充@@协议@@、锂电保护等@@@@多条产品@@线@@，基于@@@@自@@主研发的@@升降压@@@@充电@@@@、电荷泵和@@@@GaN直驱等@@核心@@技术@@@@，推出了@@多款@@明星产品@@@@，得到@@业内广泛认可@@。

南@@芯@@@@能够提供@@从@@@@@@AC到@@电池的@@端@@到@@端@@快充@@完整解决方案@@@@@@，产品@@覆盖@@@@10W到@@200W整个@@范围@@。其中@@@@电荷泵大@@功率@@快充@@系列@@产品@@@@率先打破国外@@垄断@@，通过@@了国内多个@@知名品牌手机@@厂家的@@严苛认证@@@@@@，并已实现@@大@@规模稳定@@量产@@；DC/DC类产品@@在@@工业@@类市场取得了丰硕的@@成绩@@；无线@@/有@@线充电@@@@类产品@@也已经通过@@车规认证@@@@，打入国产汽车@@前装市场@@。

南@@芯@@@@拥有@@@@强@@大@@的@@研发及@@系统@@团队@@、独立的@@品质管控团队@@、以@@及@@@@贴近客户的@@销售和@@支持@@@@团队@@，为@@高@@质量的@@产品@@开发设计@@保驾护航@@。南@@芯@@@@也得到@@了上@@下@@游产业链与@@资本的@@广泛认可与@@支持@@@@：OPPO、vivo、小米@@、中@@芯@@聚源@@、上@@海集成@@电路@@产业基金@@、红杉资本@@等@@先后@@入股成为@@@@股东@@，助力公司@@持续@@、快速成长@@以@@及@@@@可靠的@@供货保证@@。

南@@芯@@@@产品@@已在@@荣耀@@、OPPO、vivo、小米@@、联想@@、三星@@、大@@疆@@、Anker、紫米等@@国内外@@知名品牌的@@产品@@中@@频频亮相@@，并助力多款@@产品@@入驻@@Apple Store，证明了南@@芯@@@@产品@@在@@性能@@@@、品质和@@成本@@等@@方面@@的@@诸多优势@@。南@@芯@@@@秉承@@不断提高@@@@@@，不停创新的@@企业文化@@，致力于@@为@@客户提供@@高@@性能@@@@、高@@品质与@@高@@经济效益的@@系统@@@@解决方案@@@@@@。

南@@芯@@@@，为@@效率@@而@@生@@。

南@@芯@@@@再推出集成@@@@Power MOS同步@@升降压@@@@变换器@@-SC8723/8724

judy — Fri, 06 May 2022 02:02:27 +0000

产品@@介绍@@@@

SC8723/SC8724 是@@一@@个@@@@集成@@@@Power MOS的@@同步@@升降压@@@@变换器@@@@。支持@@最大@@@@22V 的@@输入@@及@@输出@@电压@@@@@@，无论是@@输出@@电压@@@@高@@于@@@@、低@@于@@或@@等@@于@@@@输入@@电压@@@@@@，都能提供@@出色的@@电源@@效率@@和@@电压@@调节@@，非常适合@@USB-HUB、移动电源@@@@、适配器@@等@@@@应用@@@@。

不仅如@@此@@，在@@一@@些工业@@电源@@@@应用@@中@@@@，SC8723/SC8724 同样可以@@成为@@@@满足需求的@@最佳选择@@。

SC8723 采用@@QFN3X3-22 封装@@，支持@@2.7V-22V 输入@@电压@@@@，3V-22V 输出@@电压@@@@，支持@@10A 平均电感@@电流@@@@。芯@@片@@内部@@集成@@@@@@Power MOS，具有@@@@外@@部使能控制@@@@，可以@@方便的@@调节输出@@限流@@，支持@@外@@部调节环路补偿@@来适应不同参数@@@@，应用@@灵活的@@同时@@@@也降低@@整体解决方案@@@@的@@成本@@和@@体积@@。

为@@了支持@@@@PD适配器@@，移动电源@@@@等@@对@@功耗@@/散热有@@更高@@@@要求@@的@@应用@@@@，我们也同步@@推出了@@@@QFN4X4封装@@的@@@@SC8724。在@@保持@@SC8723所有@@特性@@的@@前提下@@@@，具有@@@@更好的@@散热性能@@@@。

图@@ SC8724 DEMO 展示@@

SC8723/SC8724 典型@@应用@@原理图@@如@@下@@@@@@：

SC8723/SC8724的@@Pinout如@@下@@@@：

参数@@特性@@@@

集成@@低@@导通@@阻抗@@Power MOS（17mΩ/22mΩ），转换@@效率@@@@高@@@@

支持@@2.7V-22V宽范围输入@@@@，3-22V宽范围输出@@@@

支持@@最大@@@@10A平均电感@@电流@@@@

250kHz/500kHz/750kHz/1MHz开关@@@@频率@@可选@@@@

可调@@输出@@限流@@

内置软@@启动@@@@@@

外@@部补偿@@@@

EN使能控制@@及@@可编程@@输入@@欠压@@保护@@@@@@

PSM/FPWM可选@@

高@@效@@率@@@@同步@@升降压@@@@@@DC-DC

输入@@5V ，输出@@5V3A，效率@@95.5%

输入@@20V，输出@@5V3A，效率@@93.4%

多重保护机制@@

输入@@欠压@@保护@@@@

FB短路@@保护@@

输入@@过压@@保护@@@@、输出@@动态和@@绝对@@过压@@保护@@@@

输出@@短路@@保护@@@@

过温保护@@

产品@@对@@比@@

若需@@SC8723/SC8724样品@@、Demo及@@其@@他产品@@资料@@，欢迎垂询@@

关@@ 于@@ 南@@ 芯@@

南@@芯@@@@，为@@效率@@而@@生@@。