透視新電源管理技術的創新發展趨勢
發布時間:2015-05-27 責任編輯:xueqi
【導讀】也ye許xu是shi因yin為wei最zui新xin電dian源yuan管guan理li技ji術shu的de相xiang關guan難nan題ti,或huo是shi電dian源yuan管guan理li行xing業ye保bao守shou的de本ben質zhi,電dian源yuan領ling域yu的de發fa展zhan趨qu勢shi往wang往wang具ju有you很hen長chang的de生sheng命ming周zhou期qi。文wen中zhong將jiang介jie紹shao增zeng長chang最zui快kuai速su的de創chuang新xin領ling域yu:更高的功率密度,智能電源,能量采集,功率密度。
行業的發展趨勢往往由無法完全滿足的需求所驅動。無論是時尚業、娛樂業、政zheng治zhi界jie亦yi或huo是shi電dian源yuan管guan理li領ling域yu,都dou存cun在zai這zhe樣yang的de現xian象xiang。一yi旦dan某mou個ge發fa展zhan趨qu勢shi受shou到dao公gong眾zhong的de認ren可ke,創chuang新xin的de機ji會hui也ye就jiu應ying運yun而er生sheng了le。雖sui然ran有you些xie趨qu勢shi就jiu像xiang是shi曇tan花hua一yi現xian,然ran而er也ye有you一yi些xie趨qu勢shi卻que經jing久jiu不bu衰shuai。也ye許xu是shi因yin為wei最zui新xin電dian源yuan管guan理li技ji術shu的de相xiang關guan難nan題ti,或huo者zhe是shi電dian源yuan管guan理li行xing業ye保bao守shou的de本ben質zhi,電dian源yuan領ling域yu的de發fa展zhan趨qu勢shi往wang往wang具ju有you很hen長chang的de生sheng命ming周zhou期qi。但dan是shi我wo們men不bu能neng僅jin僅jin因yin為wei行xing業ye中zhong存cun在zai一yi個ge固gu有you的de趨qu勢shi就jiu止zhi步bu不bu前qian。當dang不bu再zai有you創chuang新xin的de機ji會hui時shi,所suo謂wei趨qu勢shi也ye就jiu失shi去qu了le本ben質zhi意yi義yi;然而,當技術能夠實現新的創新時,一些潛在的趨勢也會被喚醒。趨勢與引導趨勢的技術之間存在著一些差異。

將注意力集中在最重要的3個趨勢上,將見證增長最快速的創新領域:更高的功率密度,智能電源,能量采集,功率密度。
功率密度領域的競爭就像是20世紀80年代的“軍備競賽”,在(zai)那(na)時(shi),很(hen)多(duo)公(gong)司(si)花(hua)費(fei)大(da)量(liang)的(de)研(yan)發(fa)經(jing)費(fei)來(lai)使(shi)自(zi)己(ji)保(bao)持(chi)領(ling)先(xian)地(di)位(wei)。這(zhe)些(xie)公(gong)司(si)竭(jie)盡(jin)所(suo)能(neng)地(di)以(yi)最(zui)小(xiao)體(ti)積(ji)的(de)器(qi)件(jian)來(lai)處(chu)理(li)最(zui)大(da)的(de)功(gong)率(lv)。然(ran)而(er)這(zhe)一(yi)趨(qu)勢(shi)也(ye)帶(dai)來(lai)了(le)諸(zhu)多(duo)挑(tiao)戰(zhan),如(ru)全(quan)新(xin)的(de)拓(tuo)撲(pu)(無橋功率因數糾正)、更高的開關頻率,當然也包括功效的提高。在輔助器件方麵,也擁有了全新的技術:諸如氮化镓 (GaN) 和碳化矽 (SiC) 開關器件等寬帶隙 (WBG) 器件。還需要支持麵向這一趨勢的生態係統,其中包括更快速的驅動器和那些能夠管理這些驅動器和開關器件功能的控製器。
具有10ns以(yi)下(xia)最(zui)低(di)脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)以(yi)及(ji)更(geng)短(duan)傳(chuan)播(bo)延(yan)遲(chi)的(de)器(qi)件(jian)在(zai)實(shi)現(xian)那(na)些(xie)能(neng)夠(gou)支(zhi)持(chi)更(geng)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)的(de)拓(tuo)撲(pu)方(fang)麵(mian)發(fa)揮(hui)了(le)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)。很(hen)多(duo)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)演(yan)示(shi)使(shi)用(yong)了(le)高(gao)性(xing)能(neng)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)器(qi),這(zhe)些(xie)控(kong)製(zhi)器(qi)本(ben)身(shen)不(bu)會(hui)消(xiao)耗(hao)很(hen)多(duo)電(dian)能(neng),但(dan)需(xu)要(yao)有(you)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)邊(bian)緣(yuan)控(kong)製(zhi)以(yi)及(ji)極(ji)快(kuai)的(de)數(shu)據(ju)轉(zhuan)換(huan)器(qi)來(lai)實(shi)現(xian)回(hui)路(lu)控(kong)製(zhi)。此(ci)外(wai),它(ta)們(men)還(hai)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)迅(xun)速(su)計(ji)算(suan)針(zhen)對(dui)下(xia)一(yi)開(kai)關(guan)周(zhou)期(qi)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)的(de)電(dian)路(lu)。所(suo)以(yi),不(bu)難(nan)看(kan)出(chu),功(gong)率(lv)密(mi)度(du)的(de)重(zhong)大(da)改(gai)進(jin)為(wei)創(chuang)新(xin)提(ti)供(gong)了(le)肥(fei)沃(wo)的(de)土(tu)壤(rang)。
智能電源
zhinengdianyuanshiyigezhuyaochuangxinqushi,tongguorangxitongguanlidianyuanzixitonglaimanzuxitongxiaolvyaoqiu。zaiguoqu,dianyuanzixitongjibenshangshiziwoguanlide。genjuxitongxuqiu,dianyuanshejirenyuankeyizaipaixu、軟(ruan)啟(qi)動(dong)和(he)停(ting)止(zhi)以(yi)及(ji)故(gu)障(zhang)檢(jian)測(ce)響(xiang)應(ying)等(deng)方(fang)麵(mian)配(pei)置(zhi)電(dian)源(yuan),但(dan)是(shi)這(zhe)些(xie)基(ji)本(ben)都(dou)屬(shu)於(yu)基(ji)本(ben)配(pei)置(zhi)。目(mu)前(qian)的(de)係(xi)統(tong)要(yao)求(qiu)電(dian)源(yuan)子(zi)係(xi)統(tong)和(he)主(zhu)係(xi)統(tong)之(zhi)間(jian)更(geng)加(jia)實(shi)時(shi)的(de)合(he)作(zuo)與(yu)配(pei)合(he)。諸(zhu)如(ru)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)總(zong)線(xian) (PMBus) degongyejiekouyouzhuyujiekouheshujuxieyidebiaozhunhua,danshizaixitongyudianyuanpeihegongzuoshitacaihuifahuizhenzhengdeyoushi。zaidaduoshuqingkuangxia,xitongwangwanghuitiqianzhidaoheshigaibiangongzuomoshi,erzhejiangyaoqiudianyuanxitongdeyunzhuanfangshizuochuxiangyingdegaibian。yudianyuanxitongfenxiangzhexiexinxishidedianyuannenggouzuoshidangdexiangying。
當係統與電源子係統能夠以較高的電平進行通信時,將迎來巨大的創新機會。目前的係統使用動態電壓縮放 (DVS),係xi統tong告gao訴su電dian源yuan子zi係xi統tong改gai變bian輸shu出chu電dian壓ya。雖sui然ran這zhe個ge方fang法fa有you效xiao,但dan是shi能neng做zuo到dao的de並bing不bu僅jin僅jin是shi這zhe些xie。以yi更geng高gao的de電dian平ping傳chuan遞di更geng多duo的de信xin息xi可ke以yi將jiang更geng豐feng富fu的de信xin息xi提ti供gong給gei多duo維wei電dian源yuan,而er這zhe更geng好hao地di滿man足zu了le對dui響xiang應ying的de需xu求qiu。混hun合he信xin號hao處chu理li技ji術shu使shi設she計ji人ren員yuan能neng夠gou實shi現xian最zui優you分fen區qu。電dian源yuan集ji成cheng電dian路lu (IC) 設she計ji人ren員yuan能neng夠gou將jiang數shu字zi智zhi能neng器qi件jian與yu最zui佳jia模mo擬ni電dian路lu緊jin密mi結jie合he在zai一yi起qi。這zhe使shi得de集ji成cheng電dian源yuan轉zhuan換huan器qi能neng夠gou滿man足zu對dui更geng加jia智zhi能neng電dian源yuan子zi係xi統tong的de需xu要yao,以yi使shi其qi可ke以yi更geng加jia輕qing鬆song地di與yu主zhu係xi統tong配pei合he工gong作zuo。未wei來lai的de器qi件jian將jiang加jia快kuai解jie決jue總zong體ti係xi統tong效xiao率lv的de發fa展zhan趨qu勢shi。
能量采集
能量采集發展趨勢是實現物聯網(IoT)的主要推動者。很多IoT器件依賴於無線連接方麵的創新,但是要想實現真正地高效運轉,這些IoT器件需要采用無線供電方式。電池當然可以為IoTgongdian,danshizaihouxushiyongzhongdedianchitihuanhuishiyigewenti。zhiyaonenggoutigongsuoxudequanbudianneng,nameconghuanjingzhongcaijinengliangjiangshimingzhixuanze。caijihuanjingnengliangweichuangxintigonglehenduojihui。gaijinnengliangcaijiqidexiaolvshizhuyaodeyanjiulingyu,danshiruheguanlizhexiecaijidaodenengliangyetongyangzhongyao。huanjingzhongdenengliangbingbuyizhinamewending,suoyibixuzainengliangchongzushijiangnengliangchucunqilai,yibeibushizhixu。weileshixianzhegemude,nengliangcaijiguanlidanyuanyinggaixiaohaojinkenengshaodenengliang。
IoT的另一個問題是,為了最大限度地減少所需總能量,峰值平均功率比往往比較極端,經常超過1000比1。能(neng)量(liang)管(guan)理(li)單(dan)元(yuan)需(xu)要(yao)在(zai)保(bao)持(chi)極(ji)低(di)功(gong)耗(hao)的(de)同(tong)時(shi),以(yi)極(ji)短(duan)的(de)延(yan)遲(chi)時(shi)間(jian)處(chu)理(li)這(zhe)些(xie)請(qing)求(qiu)。也(ye)許(xu)大(da)家(jia)都(dou)沒(mei)有(you)意(yi)識(shi)到(dao),數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)成(cheng)為(wei)流(liu)行(xing)的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)趨(qu)勢(shi)並(bing)在(zai)APEC引yin起qi熱re議yi已yi經jing是shi十shi年nian前qian的de事shi了le。這zhe表biao明ming數shu字zi電dian源yuan控kong製zhi並bing非fei全quan新xin的de趨qu勢shi,而er是shi因yin工gong藝yi技ji術shu創chuang新xin而er重zhong新xin煥huan發fa活huo力li。在zai這zhe場chang工gong藝yi技ji術shu創chuang新xin中zhong,高gao性xing能neng數shu字zi電dian路lu可ke以yi與yu高gao性xing能neng模mo擬ni電dian路lu集ji成cheng在zai同tong一yi芯xin片pian上shang。我wo們men可ke以yi在zai某mou些xie領ling域yu應ying用yong中zhong發fa現xian相xiang同tong的de情qing況kuang。例li如ru在zaiIC封裝中以低成本的方式集成高性能無源元件。
很hen難nan區qu分fen原yuan因yin與yu結jie果guo,就jiu像xiang是shi先xian有you雞ji還hai是shi先xian有you蛋dan這zhe個ge問wen題ti一yi樣yang,很hen難nan給gei出chu答da案an。是shi技ji術shu拉la開kai了le某mou個ge發fa展zhan趨qu勢shi的de序xu幕mu,還hai是shi一yi個ge發fa展zhan趨qu勢shi催cui生sheng了le一yi項xiang技ji術shu?但dan有you一yi點dian是shi很hen明ming顯xian的de,我wo們men不bu能neng再zai坐zuo等deng創chuang新xin趨qu勢shi了le。就jiu像xiang穀gu歌ge舉ju辦ban的de“小盒子挑戰賽”(Little Box Challenge) 所告訴我們的那樣,如果我們不推動行業創新,那麼其他人就會這麼做。
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