《電子技術(shù)應(yīng)用》
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ROHM確立了可更大程度追求電源IC響應(yīng)性能的創(chuàng)新電源技術(shù)“QuiCurTM”

2022-02-10
來源:電子創(chuàng)新網(wǎng)
關(guān)鍵詞: ROHM IC QuiCurTM

  元器件數(shù)量更少,,運行更穩(wěn)定,,有助于減少電源電路的設(shè)計工時

  全球知名半導(dǎo)體制造商ROHM(總部位于日本京都市)確立了一種新電源技術(shù)“QuiCurTM”,,可改善包括DC/DC轉(zhuǎn)換器IC在內(nèi)的各種電源IC的負載響應(yīng)特性*1(以下稱為“響應(yīng)性能”,,指后級電路工作時的響應(yīng)速度和電壓穩(wěn)定性),。

  近年來,,在各種應(yīng)用領(lǐng)域,,數(shù)字化進程都在加速,,隨著所安裝的電子元器件數(shù)量的增加,,應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計工時也增加了,。其中,電容器在很多應(yīng)用(比如使電路穩(wěn)定的應(yīng)用)中被大量使用,,希望減少其使用數(shù)量的需求與日俱增,。此外,在電源電路中,,為了減少規(guī)格變更時的設(shè)計工時,,對響應(yīng)性能優(yōu)異、可實現(xiàn)預(yù)期穩(wěn)定工作的高品質(zhì)電源IC需求高漲,。這些需求也可以說是對電源IC的基本要求,,ROHM為了滿足這些需求,確立了能夠更大限度地追求電源IC響應(yīng)性能的高速負載響應(yīng)技術(shù)“QuiCurTM”,。

  為了實現(xiàn)穩(wěn)定的電源功能,,電源IC會內(nèi)置一種通過始終監(jiān)測輸出電壓并與IC內(nèi)部的基準電壓比較來微調(diào)輸出電壓的電路(以下稱“反饋電路”)。如果這種反饋電路能夠更快地響應(yīng),,就可以使輸入電壓和負載電流*1等的波動造成的輸出電壓波動在短時間內(nèi)恢復(fù),。另一方面,如果響應(yīng)過快,,就會造成電路工作不穩(wěn)定,,輸出電壓發(fā)生振蕩,響應(yīng)速度也會受到輸出電容器的電容量(以下稱“輸出電容容量”)的影響,,很難實現(xiàn)目標響應(yīng)性能,。

  通過在電源IC中采用此次新開發(fā)的高速負載響應(yīng)技術(shù)“QuiCurTM”,可以防止電源IC反饋電路不穩(wěn)定,,并能更大程度地實現(xiàn)目標響應(yīng)性能,。對于電源IC所需的輸出電容器來說,不僅可以將電容量降至更低,,減少元器件數(shù)量和電路板安裝面積,,還可對電容量和輸出電壓波動進行線性(常數(shù)為負比關(guān)系)調(diào)整,,即使因規(guī)格變更導(dǎo)致電容量增加時,也可以輕松實現(xiàn)預(yù)期的穩(wěn)定工作,,因此,,從元器件數(shù)量更少和運行更穩(wěn)定兩方面來看,都非常有助于顯著減少電源電路的設(shè)計工時,。

  目前,,ROHM正在推進將采用這種“QuiCurTM”技術(shù)的電源IC盡快投入市場,計劃于2022年4月開始提供DC/DC轉(zhuǎn)換器IC樣品,,于2022年7月開始提供線性穩(wěn)壓器樣品,。

  

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  <關(guān)于高速負載響應(yīng)技術(shù)“QuiCurTM”>

  QuiCurTM是根據(jù)實現(xiàn)了高速負載響應(yīng)的ROHM自有電路“Quick Current”而命名的商標,。使用該技術(shù)后,,電源IC的反饋電路能夠在穩(wěn)定工作的前提下更大程度地實現(xiàn)目標負載響應(yīng)特性(響應(yīng)性能)。該技術(shù)具有以下特點,,有助于減少應(yīng)用產(chǎn)品電源電路的設(shè)計工時,。

  1.可減少輸出電容器數(shù)量和電路板安裝面積

  使用QuiCurTM技術(shù)可以快速響應(yīng)輸出電壓相對于負載電流的波動,因此,,可以減少電源IC所需的輸出電容器容量,,從而可減少元器件數(shù)量和電路板安裝面積。與ROHM以往技術(shù)相比,,用不到一半的電容器容量即可實現(xiàn)同等的響應(yīng)性能,。

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  2. 即使規(guī)格變更時也可輕松實現(xiàn)預(yù)期的穩(wěn)定運行

  隨著輸出電容容量的增加,,輸出電壓穩(wěn)定了,,但瞬時響應(yīng)性能(到開始反應(yīng)所需的時間)卻變差了。使用QuiCurTM技術(shù),,即使輸出電容器容量增加,,也不會改變瞬態(tài)響應(yīng)性能,因此可以對輸出電容器容量和輸出電壓波動進行線性(常數(shù)為負比關(guān)系)調(diào)整,。即使因規(guī)格變更而需要更穩(wěn)定的運行時(希望進一步降低輸出電壓波動時),,也可以輕松實現(xiàn)預(yù)期的穩(wěn)定運行。

  

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 ?。糛uiCurTM技術(shù)詳情>

  為了更大程度地追求響應(yīng)性能,,QuiCurTM技術(shù)精細劃分了響應(yīng)速度(控制系統(tǒng))和電壓穩(wěn)定性(校準系統(tǒng))的信號處理任務(wù),解決了以往電源IC反饋電路中存在的兩個問題:“在不穩(wěn)定區(qū)域前面的低頻段產(chǎn)生不可用區(qū)域”,、“過零頻率*2(f0)會隨輸出電容器的容量而變化”,。

  針對第一個問題“產(chǎn)生不可用區(qū)域”,該技術(shù)通過在反饋電路中配置不會產(chǎn)生不可用區(qū)域的專用誤差放大器*3而成功解決,。針對第二個問題“過零頻率變化”,,該技術(shù)配置了第二級專用的誤差放大器,并采用了一種可以通過電流驅(qū)動來調(diào)整其放大倍數(shù)(Gain)的技術(shù)。雖然過零頻率會隨所連接的輸出電容器容量發(fā)生變化,,但通過根據(jù)該變化調(diào)整放大倍數(shù),,可以將過零頻率始終設(shè)置在不穩(wěn)定區(qū)域和穩(wěn)定控制區(qū)域之間的邊界線上。將這兩個誤差放大器的作用分開來構(gòu)建的系統(tǒng),,可以廣泛地應(yīng)用于具有反饋電路的DC/DC轉(zhuǎn)換器IC和線性穩(wěn)壓器等電源IC,。

  

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  <與超穩(wěn)定控制技術(shù)“Nano CapTM”的融合>

  Nano CapTM通過改善模擬電路的響應(yīng)性能,,并更大程度地減少布線和放大器的寄生因素,,可對線性穩(wěn)壓器的輸出提供穩(wěn)定的控制,從而能夠?qū)⑤敵鲭娙萜鞯娜萘拷抵烈酝夹g(shù)的1/10以下,,因此,,可以實現(xiàn)比如不再需要線性穩(wěn)壓器輸出側(cè)的電容器,只需微控制器側(cè)100nF的電容器即可穩(wěn)定運行,。僅憑QuiCurTM技術(shù),,只能將輸出電容器容量降至?F數(shù)量級,,但當(dāng)QuiCurTM和Nano CapTM技術(shù)結(jié)合使用時,,則可降至nF數(shù)量級。

  

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  如欲了解有關(guān)Nano CapTM的更詳細信息,,請訪問:https://www.rohm.com.cn/support/nano

 ?。夹g(shù)語解說>

  *1) 負載響應(yīng)特性(負載瞬態(tài)響應(yīng)特性)和負載電流

  從電源IC的角度來看,微控制器,、傳感器等后級的電路都可以看作是“負載”,。當(dāng)這些負載工作時,電流(負載電流)會波動,,從而導(dǎo)致電源IC的輸出電壓下降,。負載響應(yīng)特性是指使負載電流波動導(dǎo)致下降的電壓復(fù)原所需的響應(yīng)時間和電源的穩(wěn)定性。

  *2) 過零頻率(增益過零頻率,,增益交越頻率)

  在運算放大器和電源IC等處理反饋電路的半導(dǎo)體和應(yīng)用電路中,,電路的放大倍數(shù)(Gain)變?yōu)?dB時的頻率。是一種表示負載響應(yīng)特性和不振蕩的電路穩(wěn)定性(相位裕度)的指標,。

  *3) 誤差放大器(Error Amplifier)

  負責(zé)提取電源IC內(nèi)部的基準電壓和反饋電路電壓之間的差值,,根據(jù)這種提取的差值來控制電源輸出級,并使電源IC的輸出電壓恢復(fù)至目標電壓,。

  【關(guān)于羅姆(ROHM)】

  羅姆(ROHM)成立于1958年,,由起初的主要產(chǎn)品-電阻器的生產(chǎn)開始,歷經(jīng)半個多世紀的發(fā)展,,已成為世界知名的半導(dǎo)體廠商,。羅姆的企業(yè)理念是:“我們始終將產(chǎn)品質(zhì)量放在第一位,。無論遇到多大的困難,都將為國內(nèi)外用戶源源不斷地提供大量優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,,并為文化的進步與提高作出貢獻”,。

  羅姆的生產(chǎn)、銷售,、研發(fā)網(wǎng)絡(luò)分布于世界各地,。產(chǎn)品涉及多個領(lǐng)域,其中包括IC,、分立式元器件,、光學(xué)元器件、無源元器件,、功率元器件,、模塊等。在世界電子行業(yè)中,,羅姆的眾多高品質(zhì)產(chǎn)品得到了市場的許可和贊許,,成為系統(tǒng)IC和先進半導(dǎo)體技術(shù)方面的主導(dǎo)企業(yè)。

  【關(guān)于羅姆(ROHM)在中國的業(yè)務(wù)發(fā)展】

  銷售網(wǎng)點:起初于1974年成立了羅姆半導(dǎo)體香港有限公司,。在1999年成立了羅姆半導(dǎo)體(上海)有限公司,, 2006年成立了羅姆半導(dǎo)體(深圳)有限公司,2018年成立了羅姆半導(dǎo)體(北京)有限公司,。為了迅速且準確應(yīng)對不斷擴大的中國市場的要求,,羅姆在中國構(gòu)建了與總部同樣的集開發(fā)、銷售,、制造于一體的垂直整合體制,。作為羅姆的特色,積極開展“密切貼近客戶”的銷售活動,,力求向客戶提供周到的服務(wù),。目前在中國共設(shè)有20處銷售網(wǎng)點,,其中包括香港,、上海、深圳,、北京這4家銷售公司以及其16家分公司(分公司:大連,、天津、青島,、南京,、合肥、蘇州,、杭州,、寧波,、西安、武漢,、東莞,、廣州、廈門,、珠海,、重慶、福州),。并且,,正在逐步擴大分銷網(wǎng)絡(luò)。

  技術(shù)中心:在上海和深圳設(shè)有技術(shù)中心和QA中心,,在北京設(shè)有華北技術(shù)中心,,提供技術(shù)和品質(zhì)支持。技術(shù)中心配備精通各類市場的開發(fā)和設(shè)計支持人員,,可以從軟件到硬件以綜合解決方案的形式,,針對客戶需求進行技術(shù)提案。并且,,當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生不良情況時,,QA中心會在24小時以內(nèi)對申訴做出答復(fù)。

  生產(chǎn)基地:1993年在天津(羅姆半導(dǎo)體(中國)有限公司)和大連(羅姆電子大連有限公司)分別建立了生產(chǎn)工廠,。在天津進行二極管,、LED、激光二極管,、LED顯示器和光學(xué)傳感器的生產(chǎn),,在大連進行電源模塊、熱敏打印頭,、接觸式圖像傳感器,、光學(xué)傳感器的生產(chǎn),作為羅姆的主力生產(chǎn)基地,,源源不斷地向中國國內(nèi)外提供高品質(zhì)產(chǎn)品,。

  社會貢獻:羅姆還致力于與國內(nèi)外眾多研究機關(guān)和企業(yè)加強合作,積極推進產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的研發(fā)活動,。2006年與清華大學(xué)簽訂了產(chǎn)學(xué)聯(lián)合框架協(xié)議,,積極地展開關(guān)于電子元器件先進技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)學(xué)聯(lián)合。2008年,,在清華大學(xué)內(nèi)捐資建設(shè)“清華-羅姆電子工程館”,,并已于2011年4月竣工。2012年,,在清華大學(xué)設(shè)立了“清華-羅姆聯(lián)合研究中心”,,從事光學(xué)元器件,、通信廣播、生物芯片,、SiC功率器件應(yīng)用,、非揮發(fā)處理器芯片、傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(結(jié)構(gòu)設(shè)施健康監(jiān)測),、人工智能(機器健康檢測)等聯(lián)合研究項目,。除清華大學(xué)之外,羅姆還與國內(nèi)多家知名高校進行產(chǎn)學(xué)合作,,不斷結(jié)出豐碩成果,。

  羅姆將以長年不斷積累起來的技術(shù)力量和高品質(zhì)以及可靠性為基礎(chǔ),通過集開發(fā),、生產(chǎn),、銷售為一體的扎實的技術(shù)支持、客戶服務(wù)體制,,與客戶構(gòu)筑堅實的合作關(guān)系,,作為扎根中國的企業(yè),為提高客戶產(chǎn)品實力,、客戶業(yè)務(wù)發(fā)展以及中國的節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出積極貢獻,。





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