《電子技術(shù)應用》
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應用需求提高 電源管理IC技術(shù)將如何發(fā)展

2016-06-17

  隨著可穿戴產(chǎn)品,、智能產(chǎn)品,、中小家電等各種電器產(chǎn)品的發(fā)展需求,,對電源管理IC提出了更高的要求。針對更高的應用需求,,電源管理IC技術(shù)將有怎樣的發(fā)展。

  對于電子產(chǎn)品而言,電源是其生命力的重要保障,。沒有電源,,電子產(chǎn)品無法正常運行。而高效地電源管理,,則使得電子產(chǎn)品的性能更加突出,,這也正是電源管理芯片的價值所在。

  隨著可穿戴產(chǎn)品,、智能產(chǎn)品,、中小家電等各種電器產(chǎn)品的發(fā)展需求,對電源管理IC提出了更高的要求,。針對更高的應用需求,,電源管理IC技術(shù)將有怎樣的發(fā)展。對此,,記者采訪了意法半導體大中華與南亞區(qū)工業(yè)及功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)品部市場應用總監(jiān)David Lucchetti,。David Lucchetti重點圍繞三個方面進行了分享:新型接口技術(shù)、快速充電,、智能化管理,。

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  新型接口技術(shù):USB Type-C實現(xiàn)雙向傳輸

  老款USB充電的應用主要集中在手機上,而且由于USB接口上下不一致,,幾乎無法一次插準,。此外,USB協(xié)議接口只能是5V,、500mA的電流能力,,且功率只能單向傳輸。隨著,,越來越多的設備有USB接口的需求,,新型標準接口技術(shù)應運而生,完全克服了傳統(tǒng)USB充電的局限性,。

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  David Lucchetti指出,,USB Type-C具有以下特點:1.最大數(shù)據(jù)傳輸速度達到10Gbit/秒,也是USB 3.1的標準;2.支持從正反兩面均可插入的“正反插”功能;3.配備Type-C連接器的標準規(guī)格連接線可通過3A電流,,同時還支持超出現(xiàn)有USB供電能力的“USB PD”,,可以提供最大100W 的電力。

  USB Type-C端口有USB3.1這里和3.0兩種,,USB3.1的傳輸速度更快,。新接口技術(shù)的功率傳輸是雙向的,可以擁有兩種發(fā)送功率方式,。用戶不僅可以用筆記本為移動設備充電,,也可以利用其它設備或移動電源為筆記本充電,。即:之前被充電設備也可以作為可充電設備。此外,,USB-TypeC具備后向兼容,,USB-TypeC可以與舊版的USB標準兼容,但用戶需要額外購買適配器才能完成兼容,。

  “USB Type-C總共有5種協(xié)議,,之前的協(xié)議是5V、2A,、10W左右,,最主要應用在手持設備。再大一點功率的有5V,、2A或者12V,、1.5A,可以到18W,。如果大功率36W,,Pad以及Tablet或其他設備都可以采用這樣的USB Type-C協(xié)議。針對大功率,,已經(jīng)可以達到60W的功率范圍,。對于協(xié)議5來說,可以達到100W,、20V,、5A這樣的范圍?!?David Lucchetti表示,。

  據(jù)了解,在電源管理IC上,,目前意法半導體采用Combo芯片,集成(PFC+LLC)于一體的STCMB1,,另外加DC-DC,,還有其USB3.0接口技術(shù)。

  業(yè)界預計,,配備USB Type-C技術(shù)USB3.03.1接口的設備將達到21億臺,。2016年之后,將有12%的手機終端會用到像這樣的Type-C的接口,。

  快速充電方案:10分鐘充40%的電量

  隨著用電設備越來越多,,手機及其他用電設備擁有更長的待機時間,則顯得十分必要,。

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  針對于高通Quick Charge的標準,,最初是10分鐘充10%的電,,后來2.0標準是在10分鐘充30%左右的電量,現(xiàn)在基本上高通3.0是10分鐘充40%的電量,。高通3.0的協(xié)議,,可以節(jié)約充電時間進行快速充電。

  對應的是高通Quick Charge3.0協(xié)議,,David Lucchetti指出,,意法半導體推出STQC30快速的充電方案。STQC30元器件外圍組件少,、功能全,、封裝小、集成泄放電阻,,可設置電流分布,,低待機功耗,自適應過壓保護,,Vcc電壓范圍擴大(支持小于3V的工作電壓),。

  智能化管理:技術(shù)方案和材料工藝上實現(xiàn)

  智能化管理是電源管理IC的另一個新動向,主要通過智能開關(guān)的方式來實現(xiàn),。其智能開關(guān)實現(xiàn)的途徑有兩個:一個是技術(shù)上有智能技術(shù)方案,,有智能的核;另一個是從材料、半導體工藝技術(shù)上,,讓產(chǎn)品智能,。

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  目前,從數(shù)據(jù)通信/電信服務器的小規(guī)模市場到消費電子的大規(guī)模市場,,電源呈現(xiàn)數(shù)字化趨勢,。

  對于大功率工業(yè)電源而言,其廣泛應用在數(shù)據(jù)中心處理器以及工業(yè)大功率電源方面,,這就是數(shù)字電源Smart Power Supply,。在數(shù)字電源方面,據(jù)David Lucchetti介紹,,目前智能電的解決方案表現(xiàn)在兩個方面:一是有數(shù)字化的核做處理,,加上主要控制的元器件,產(chǎn)生集成的方案,。二是設計,、應用時有交互的設計GUI界面,可以縮短Time to market設計時間,、設計周期,,使得方案更快速地響應這個市場需求。

  對于小功率電源而言,,主要針對消費類電子的解決方案,。其解決方案是,,通過半導體工藝,對于隔離的產(chǎn)品會有磁隔離技術(shù);還有線性Linear的處理器等等,,這也是智能的表現(xiàn)之一,。

  智能電源重點集中在照明上,據(jù)悉,,當前ST擁有STLUX平臺,,在LED的應用、HID應用,、熒光燈的應用都可以采用,,具有PWM的調(diào)光功能,0-10V或Triac可控硅的調(diào)光都可以實現(xiàn),。STLUX平臺的智能表現(xiàn)在,,里面有一個STM8的核,這個數(shù)字核讓設計可以有更好的靈活度和快速的響應度,。如果是模擬方案,,工程師則需要重新做個拓撲結(jié)構(gòu)或重新做一些設計。而數(shù)字方案,,由于有Graphic user interface的交互,,工程師對硬件不需要做大的改動,只需要做軟件的調(diào)整就可以獲得很好的方式實踐,,迅速完成新的數(shù)字方案設計,。

  在照明的智能的表現(xiàn)上,更加地滿足了人文方面的需求,,比如對燈的調(diào)光,、調(diào)光的感受、對燈具的多路控制,、多路的調(diào)光控制等等,。同時,還將智能變得更加便利,,例如通過電力載波還可以對路燈做一些控制,。因此,這種智能照明不僅僅在民用上,,也可以應用在商用和工業(yè)類照明上。


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