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面向未来,电源技术该走向何方?

盘点快速变革时代的电源新热点、新材料、新应用


  来源: 21ic电子网 时间:2020-01-21 编辑:马致远
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收购了爱立信电源模块所成立的Flex电源模块部门凭借多年的积累,已是板载电源行业的领先者,其单模块电源的效率达到了优异的97.5%。Flex的产品覆盖了工业、铁路、数据中心等多个领域,电压范围从交流48V直到芯片级。该公司在2018年推出了最新的BMR481模块,其采用了领先的混合调节比(HRR)技术,能够更好地利用电源系统在其宽输入电压范围内实现大功率转换。BMR481可在高环境温度和气流有限的环境下提供更高的可用功率,意味着可以提供高可靠性。尽管该模块带有标准底板,但对于最具挑战性的散热环境,它也可以连接到散热器或冷却板上。因此,BMR481不仅适用于中间总线转换、动态总线电压和分布式电源架构,还能为采用多节电池供电的高端和高功率应用或ICT应用中常用的整流器供电。在BMR481的基础上,Flex将在明年推出BMR482,作为第二代直接转换器,其输出将达到1.8V/100A,采用AVS总线或SVID控制,最大可进行6块并联。作为PSA的成员,Flex公司的48V直接转换DC/DC模块可以为OCP和数据中心公司带来很好的效益。


芯片封装的电源解决方案



同为模块电源厂商,Vicor公司的电源产品也在不断演化,从1980年代的大功率模块,一直发展到现在的芯片化封装产品。细数该公司的产品,包括了专有的ZVS及ZCS转换器拓扑结构,系统级封装(SiP)LGA模块,VI Chip,转换器级封装(Chip)产品和VIA(集成式电源适配器)解决方案。Chip是Vicor为了应对散热挑战而推出的封装技术,它可以像晶圆制造一样,利用100%的PCB材料将各个转换器排列起来,而没有引线/引脚连接占用的空间。然后,阵列被锯成一个个“芯片级”元件,没有多余的非增值封装,从而最大限度减少了客户设计所使用的空间。VIA则是一个更大的功率元件平台,提供一个热适应的、灵活、高密度、低成本外壳给Vicor的前端(FE)功率转换引擎,其中可整合EMI滤波器、瞬态电压抑制(TVS)、浪涌保护与数字通信。针对小型化的应用,Vicor还有SIP、QFN和SM-ChiP三种封装。对于最热门的48V到CPU供电单项转换器,Vicor也有相应的产品(VTM),日本的超算就使用了Vicor的电源方案。VTM是十分快速,功率密度和效率均极高的电流倍增器,可以符合高端功率应用的要求。其主要优点是几乎可以免除负载电容,大大提升整个系统的密度和可靠性。


面向工业设备的解决方案



ROHM公司在本次大会上的演讲主题是面向工业设备的电源解决方案。能源与汽车是其目前最为关注的领域,主要产品包括了门极驱动器、IPM、AC/DC和DC/DC。ROHM的隔离式门级驱动器主要采用了典型的3相逆变器电路,其隔离技术采用了无线圈变压器,大幅减小了占板面积,输入输出延迟也大幅减小,鲁棒性也很高。非隔离式则采用了SOI技术,可以承受600V高压。IPM方面,ROHM的目标是使用SiC材料,并逐步应用在工业领域。而且,ROHM还在力推SiC的AC/DC。目前,ROHM已有AC/DC控制器BD768xFJ-LB加SiC MOSFET SCT2H12的整体解决方案。次级侧同步整流控制器也是ROHM主推的系列,这种产品比传统的整流电路降低了90%的功率损耗,无需单独进行热沉降。最后,在工业变频器等应用场合,大功率设备会需要绝缘型电源/隔离型电源,ROHM为此推出了无需光电耦合器BD7F系列,因为无需光电耦合器,反激式构建的部件数量减少一半,可同时实现系统的小型化、节电、高可靠性。此外,本系列采用新开发的自适应导通时间控制,改善了隔离型电源控制IC的课题中的负载响应特性。


Microchip:拥抱数字化




在拥抱数字电源技术的路上,Microchip走得很坚定。数字电源的可控制性、及时性和可靠性使得各芯片公司都加大了投入。Microchip为数字电源提供了评估板、设计工具和具有外设的控制器。适用于数字电源的MPLAB入门工具包,低电压PFC开发板和一系列参考设计构成了评估板和参考设计系列。为了便于开发,Microchip的数字电源设计套件还具有代码配置器、补偿器库,只需简单的步骤就可以开发出强大的数字电源产品。至于数字电源产品本身,Microchip本身也有一个强大的产品线,以dsPIC33EP GS为例,包括多达5个12位ADC(一共多达22个ADC输入),可提供16 Msps的总吞吐量和300纳秒的ADC延迟;还有四个模拟比较器均配有12位DAC,用于精度要求更高的设计;两个片上可编程增益放大器可用于电流检测以及其他精密测量。Microchip不断提高控制器的性能,使之能加快算法执行速度,并提高开关频率,最大限度发挥数字电源的优势。


当前电源隔离的4大主流技术


关键词:电源技术 前沿趋势 无线充电    浏览量:1472

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