的節(jié)能需求和電子設(shè)備必須遵守的強制性能效規(guī)范要求，以及便攜裝置小型化多功能趨勢是電源與電源管理技術(shù)發(fā)展的推動力。提高電源效率、降低待機功耗、高功率密度、高可靠性、高集成度和低成本是電源與電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢。
　　為了向讀者介紹的電源與電源管理技術(shù)，本刊采訪了一些公司負責人，他們就電源與電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢、新產(chǎn)品/新技術(shù)及其應用、典型解決方案等發(fā)表了獨特見解。下面是訪談錄。
Sales VP of Zetex Asia   Echo Li
　　過去幾年里，電子應用裝置充斥著我們生活的方方面面。許多是可見的，例如無處不在的移動裝置(如照相機、手機和PDA)，但即使是較成熟的產(chǎn)品領(lǐng)域(如家用電器和汽車)也在悄然發(fā)生著變化。此類發(fā)展徹底改變了我們的生活方式；而且在可預見的未來里必將繼續(xù)加快變革的步伐。實現(xiàn)這一切的基礎(chǔ)在于電子設(shè)備已由原來的靜止獨立系統(tǒng)發(fā)展為便攜式綜合系統(tǒng)，這些高要求、結(jié)構(gòu)緊湊、功能豐富的產(chǎn)品可滿足我們隨時隨地的各種需求。對功率的要求也隨之增長，使得電源與電源管理的技術(shù)趨勢朝著更高的功率效率與功率密度的方向發(fā)展。電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不得不隨之改變，隨著不斷增加的對控制何時、如何輸送電能的復雜要求，需要近乎無傳輸損耗的傳感技術(shù)與反饋電路。同時，通過使用運行時鐘頻率日益增加的微控器使得這些新產(chǎn)品成為可能，這些微控器運行于較低電壓饋送但卻要求較高電流。而從始至終終用戶的成本期望必須得到滿足。因此總體技術(shù)趨勢向電源設(shè)計者提出了一個令人生畏的挑戰(zhàn)—如何同時滿足所有這些需求？
　　答案其實很簡單—您需要對動力系統(tǒng)設(shè)計做出整體分析，從系統(tǒng)的每一部分出發(fā)，權(quán)衡每一種優(yōu)勢，無論是動力系統(tǒng)構(gòu)造和布局技術(shù)，或印刷電路板的類型與設(shè)計，直至對部件技術(shù)的選擇：半導體、被動元件、變壓器、電感器等。例如隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器的布局變化。逆向變換器已被使用正向有源鉗位布局技術(shù)的高電流變換器所替代，這是因為有源鉗位重新獲取的磁化能量可帶來較高效率。此種方法要求對電源開關(guān)元件更為復雜的控制，但終將帶來更高的效率、增強的功率密度與更低的成本。同時在另一方面，開關(guān)MOSFET已替代Schottky二極管，將效率提升90%，這得歸功于槽FET電導和開關(guān)損耗的減少，以及控制成本的下降。
　　隨著今后控制成本的進一步下降，這些更加復雜的技術(shù)將滲入成本限制更為嚴格的應用中，并很有可能造成強制出臺限制炭排放的新的更嚴格立法。便攜設(shè)備(如手機)如今使用銅電源通路層達至10層的多層配電板，不僅提供高密度電通路，而且通路的縝密定向與布局也改進了熱力性能。同時，電池技術(shù)將繼續(xù)朝著增加功率密度的方向發(fā)展，迫使電源電壓與控制技術(shù)隨之改變。電力半導體器件將繼續(xù)減少它們的特定區(qū)域?qū)娮瑁w積和發(fā)熱量也將隨之減少，因此可被放置入更小的組件。半導體自身也需要重新設(shè)計以降低熱電阻，以便使用更高的功率密度與更大的開關(guān)電流。家用電器(如洗衣機)的通用電動機與皮帶傳動裝置將被直接傳動無刷直流電動機取而代之，以達到更有效的控制、更快的轉(zhuǎn)速、改進的效率、降低的震動/噪音和改進的可靠性。為實現(xiàn)這樣的變化，必須對電源與電源管理進行全面改造：利用新控制與電源部件的更為復雜的布局技術(shù)。在汽車領(lǐng)域，被廣泛應用的電子應用裝置將以更快的速度繼續(xù)發(fā)展，這將體現(xiàn)在汽車的每一方面，所以這些都是出于燃料效率、安全以及控制方面的考慮。隨著減少炭排放的立法的即將出臺，動力系統(tǒng)設(shè)計的根本性改變將使新的方法、技術(shù)與材料成為必需。
　　Zetex重點開發(fā)適應這些潮流的獨特新型半導體元件，包括雙極晶體管、MOSFET、Schottky二極管、電流監(jiān)控裝置及低消散穩(wěn)流器。這些元件被運用于多種不同應用裝置中。
　　對于隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器，Zetex高壓晶體管及MOSFET作為啟動開關(guān)發(fā)揮作用。具備SOT23外形的200伏P溝道提供有源鉗位功能以重新獲得主側(cè)磁化能量。對于低功率共振轉(zhuǎn)換器，Zetex高增益雙極晶體管提供自振主側(cè)開關(guān)，從而實現(xiàn)低電磁干擾(ＥＭＩ)下的極嚴密、極具成本效率的解決方案。對于更高電源的正向變換器，高電流雙極晶體管的互補對偶提供電流緩沖，并輸送達至8安培的脈沖至主次側(cè)MOSFET柵，傳播延遲僅為幾納秒，并且無需復雜控制以防止擊穿和閉鎖。Zetex LDO和電流監(jiān)控裝置(如電流輸出ZXCT1009或電壓輸出ZXCT1051)為動態(tài)荷載調(diào)節(jié)時主側(cè)和次側(cè)反饋提供保護。
　　對于電池便攜應用裝置，ZXCT1010單向電流監(jiān)控裝置可用于測量充電與放電電流，適用于帶短路保護的簡單準確、又具成本效率的壓力計。新一代低電壓雙極晶體管在小型熱優(yōu)化表面安裝組件上實現(xiàn)了飽和電壓，所產(chǎn)生的功率密度較以前增加了6倍。這些晶體管被用于小功率DC/DC轉(zhuǎn)換器(如負荷開關(guān))，并可作為傳輸晶體管用于移動電池充電電路，此處由于采用雙極晶體管而無需一系列二極管以阻斷反向電流，因此進一步提高了效能、節(jié)省了空間并降低了布局成本。ZHCS和ZLLS類的Schottky整流器將低正向壓降與低方向漏電流相結(jié)合，以可接受的成本實現(xiàn)了低功率損耗和高效率。
　　對于直流無刷電動機驅(qū)動裝置，Zetex ZXBM系列前極驅(qū)動IC與超低飽和電壓晶體管相結(jié)合，為各種應用裝置(如PC風扇調(diào)節(jié)器、汽車座椅鼓風機、家用電冰箱風扇、以及沉沒式柴油機油泵)提供總體解決方案。
　　對于汽車，Zetex晶體管可用作主動巡航控制系統(tǒng)、HID頭燈組的啟動電路以及各種車燈、螺線管和啟動器驅(qū)動裝置的激光脈沖驅(qū)動器。
　　美國國家半導體亞太區(qū)電源管理產(chǎn)品市場總監(jiān)  黃漢基
　　美國國家半導體預期電源管理技術(shù)將朝著以下三大方向發(fā)展：
　　·在更小巧的封裝里提供更高功率密度，以提高電源效率；
　　·更高的性能與效率；
　　·更容易使用和設(shè)計。
　　有鑒于此，美國國家半導體開發(fā)了以下一系列針對性的解決方案：
　　美國國家半導體內(nèi)置 150m PMOS 開關(guān)的 LM283x 系列高功率密度降壓穩(wěn)壓器可為負載提供高達 2.0A 的驅(qū)動電流，而且由于這系列芯片采用先進的 0.5mm BiCMOS 工藝技術(shù)制造，因此可以進一步提高系統(tǒng)的功率密度。
　　美國國家半導體于 2007 年初推出了6 款全新新一代 SIMPLE SWITCHER?LM(2)557x 降壓開關(guān)穩(wěn)壓器。這系列的穩(wěn)壓器具有性能卓越、設(shè)計靈活及容易使用等優(yōu)點，適用于高達 75V 的輸入電壓，可以連續(xù)輸出高達 3A 的電流。而其采用專有的模擬電流模式(Emulated Current-Mode)控制技術(shù)，可確保即使在占空比較低的時候，負載瞬態(tài)響應仍有卓越的表現(xiàn)，這是傳統(tǒng)的電流模式控制所無法做到的。這幾款芯片的操作頻率都可調(diào)節(jié)，范圍介于 50kHz 與 1MHz 之間，這是業(yè)界廣闊的動態(tài)范圍之一。
　　為了確保LM(2)557x系列獲得更好的設(shè)計支持，美國國家半導體進一步加強了WEBENCH網(wǎng)上仿真工具，讓工程師靈活地在尺寸和效率上做出選擇，以迅速完成系統(tǒng)設(shè)計。工程師可以利用 WEBENCH的網(wǎng)上電氣與熱能分布模擬工具以及為客戶量身訂造的BuildIt!TM 電源供應器建模工具，驗證設(shè)計方案的測試結(jié)果，也便可將樣機在短時間內(nèi)送到客戶手中。
　　美國國家半導體的 LM3100 同步穩(wěn)壓器是另一款高性能產(chǎn)品。其高性能的固定導通時間(Constant-On-Time)結(jié)構(gòu)搭配正申請的飛輪電流注入控制(Flywheel Current Injection Control)技術(shù)讓系統(tǒng)可以采用陶瓷輸出電容器而無需額外提供等效串聯(lián)電阻(ESR)補償。
　　在LED照明技術(shù)方面，美國國家半導體預期兩大發(fā)展領(lǐng)域為：
　　·高亮度傳統(tǒng)照明如街燈和工業(yè)系統(tǒng)應用；
　　·筆記本電腦和RGB電視的背光應用。
　　美國國家半導體的LM340x系列全新的高亮度LED驅(qū)動器，其特點是可以驅(qū)動汽車電子系統(tǒng)、工業(yè)系統(tǒng)及一般照明系統(tǒng)內(nèi)置的新一代 1W 至 5W 高亮度LED。其優(yōu)點是 輸入電壓范圍更為廣闊，可以滿足這個高增長市場的要求。此外，LM340x系列可以輸出恒定的電流，以確保LED的亮度均勻，且反饋電壓較低，可將功耗減至少。
　　背光應用方面，美國國家半導體的LM3430為LED背光照明升壓控制器，可為筆記本電腦的LCD Panel提供背光。
　　根據(jù) iSuppli 于 2005 年所作的半導體市場占有率調(diào)查顯示，美國國家半導體是大的穩(wěn)壓器芯片供應商，市場占有率高達 14%。我們的電源管理芯片廣泛用于以電池供電的便攜式電子產(chǎn)品以及高壓電子設(shè)備，例如汽車電子系統(tǒng)、服務器、電信設(shè)備及工業(yè)產(chǎn)品。美國國家半導體的電源管理產(chǎn)品向以性能卓越、速度快、準確度高、散熱能力強、效率高、體積小巧建稱，而且只需采用數(shù)量極少而體積又極小巧的元件。
　　飛兆半導體公司亞太區(qū)總裁兼董事總經(jīng)理　郭裕亮先生
　　飛兆半導體公司認為，電源和功率管理技術(shù)的主要發(fā)展趨勢仍然是更高的功率密度 (或相同功率級下更小的尺寸)、低待機功耗 (通常由政府規(guī)范強制執(zhí)行)、更高的可靠性，以及一如既往更低的價格。但這些趨勢并非是彼此獨立不相干的，因為各個因素之間存在著權(quán)衡取舍。例如，更高的效率有助于實現(xiàn)更高的功率密度和更高的可靠性 (更低的散熱)，但卻可能使價格增加。
　　PC 機的功率要求主要集中于在整個負載范圍內(nèi)實現(xiàn) 80% 的效率 (參見 80 PLUS 規(guī)范)，但服務器的功率要求已達到 85% 的效率。為了獲得更高的效率和功率密度，AC/DC 功率轉(zhuǎn)換的技術(shù)趨勢包括新的 PFC 拓撲，特別是在300W 以上的功率級。無橋 PFC 和交錯式 PFC 控制技術(shù)有助于提高效率及減小尺寸，同時，單周期 PFC 技術(shù)由于減少了外接元件的數(shù)目，也有助于減小尺寸和降低成本。
　　在 PWM (DC/DC) 轉(zhuǎn)換方面，能夠提高有源模式效率的軟開關(guān)和諧振模式拓撲正越來越受歡迎。在電源的另一端，比如 AC 適配器，待機模式功耗要求已降低至 300mW以下，而且正向 100mW發(fā)展，這將需要能夠超越脈沖技術(shù)，以及高電壓啟動器件的集成。對電池充電器而言，初級端調(diào)節(jié)技術(shù)可節(jié)省成本、減小尺寸，但電壓和電流調(diào)節(jié)要求日益嚴格，且無反饋路徑，這一點仍是一個挑戰(zhàn)。
為了減小尺寸、降低成本并提高可靠性，元件集成度也逐漸成為了一個關(guān)鍵趨勢。這可能包括把少量外接保護元件整合到一塊 IC 中，以便于在單個模塊中集成眾多的功率級元件。
　　，許多電源將不再孤立存在。在相同系統(tǒng)和主控制器上不同負載間的新興通信需求，意味著需要把微控制器整合到電源中以便于通信，并提供部分電源的管理。這已逐漸發(fā)展成為有可能實現(xiàn)更高功率密度和更高可靠性的數(shù)字控制技術(shù)。不過，在數(shù)字控制解決方案的系統(tǒng)成本降至經(jīng)濟實惠的水平之前，這種技術(shù)還無法被廣泛采用。
　　飛兆半導體將繼續(xù)推出新的技術(shù)以實現(xiàn)更高的功率密度、更低的成本及更加可靠的解決方案。飛兆半導體的新產(chǎn)品及技術(shù)包括臨界導通模式 (critical-conduction mode) PFC 控制器等新型控制器。這些器件具有低 THD (總諧波失真) 的集成式模塊，如智能功率模塊 (SPMTM)，其中包含任意組合的控制器、MOSFET、快速恢復二極管、強有力的柵極驅(qū)動器，以及其它無源元件。
　　飛兆半導體擁有業(yè)界廣泛全面的集成式和分立式解決方案，覆蓋了從 1W 到 20kW 的驅(qū)動電機應用。在集成式解決方案系列方面，飛兆半導體近發(fā)表了采用 SMD 封裝的 Motion-SPM，該器件可讓設(shè)計人員實現(xiàn)水泵、洗碗機電機和風扇電機等小型 (50W到125W) 逆變器電機驅(qū)動應用所要求的能效、緊湊性以及低 EMI 特性。
　　在其廣泛的功率因數(shù)校正 (PFC) 控制器 IC 方面，飛兆半導體近推出了 CRM PFC 控制器 FAN7529 和 FAN7530，為設(shè)計人員提供了低待機功耗和市場上的 THD 性能。這些器件為鎮(zhèn)流器具和 LCD TV 設(shè)計提供了卓越的系統(tǒng)可靠性。
　　Microsemi PPG VP Sales  Tom Loder
　　大功率，高性能的開關(guān)模式應用在設(shè)計和生產(chǎn)兩個方面都日益變得復雜。許多半導體公司，如MICROSEMI，都正在用新設(shè)計，新組裝和生產(chǎn)等技術(shù)為提高MOSFET產(chǎn)品的功率管理能力，降低生產(chǎn)成本做準備。
　　Microsemi公司新的MOS8系列的MOSFET采用的MOSFET先進技術(shù)來獲得低的開關(guān)損耗和良好的抗振蕩能力。MOSFET的關(guān)鍵參數(shù)是輸入和反向轉(zhuǎn)移(密勒)電容的數(shù)值和比值，以及寄生的柵極電阻。MOS8系列的MOSFET的優(yōu)化設(shè)計可以消除柵極振蕩，減少EMI(“安靜”開關(guān))，簡化柵極驅(qū)動電路和提高漏-柵抗擾能力，具有耐受高dv/dt能力。與前幾代產(chǎn)品一樣，Microsemi繼續(xù)側(cè)重于高壓(大于500V)的器件(信息處理，工業(yè)和高性能/高可靠性應用)，能夠處理高功率，高頻應用。MOS8系列產(chǎn)品也具有低導通電阻進而低導通損耗的特性。與低開關(guān)損耗結(jié)合，系統(tǒng)總效率就有改善進而提高系統(tǒng)功率密度。與早前幾代的產(chǎn)品對比，先進的生產(chǎn)制程可以降低熱阻，能夠使同樣的芯片尺寸和封裝類型的產(chǎn)品更高的電流額定值。
　　英特矽爾半導體公司中國/香港區(qū)總經(jīng)理   陳宇
　　電源和電源管理技術(shù)在今天的電子產(chǎn)品中已展現(xiàn)出其非常重要的地位。電源及電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢主要呈現(xiàn)出以下幾個方面：
　　1) 高效率：高效率是目前電源設(shè)計中熱門的話題。客戶希望電源在不同的負載情況下都能有很高的效率。在計算機和通信上用的AC/DC電源，一般要求負載率從20% 到100%變化的范圍內(nèi)，效率都要超過80%。
　　2) 高集成度，高密度：高集成度和高功率密度是當今電源設(shè)計中的一種趨勢，客戶希望現(xiàn)在的電源產(chǎn)品能做的越來越緊湊，并能集成越來越多的功能。
　　3) 智能控制和監(jiān)控功能等特征：為了在不同的工況達到優(yōu)化運行并靈活地控制電壓和電流，廣泛使用數(shù)字控制和管理芯片?！?BR>　　除了上面提到的發(fā)展趨勢外，如何提高性價比一直都是一個話題。多樣化的應用、競爭的環(huán)境及不斷增長的需求促使電源和電源管理芯片不斷進行創(chuàng)新并降低成本。
　　作為電源管理產(chǎn)品解決方案的領(lǐng)導供應商，英特矽爾(Intersil)每年都投入了大量的資源進行新技術(shù)和新產(chǎn)品的開發(fā)。每年都有幾百個新產(chǎn)品推向市場。
　　在提高電源效率方面，英特矽爾有許多解決方案采用了先進的技術(shù)，如采用了零電壓切換(ZVS)和總線轉(zhuǎn)換(Bus converter)的解決方案。
　　英特矽爾公司的ISL6752和ISL6753，專為LCD-TV、服務器電源、通信電源而設(shè)計，通過ZVS提高效率特別適用于大功率的應用，適合用于全橋主電路的控制。通過上層開關(guān)占空比固定為50%, 下層開關(guān)用后沿調(diào)整脈沖寬度, 來實現(xiàn)ZVS運行。與傳統(tǒng)的全橋移相控制相比, 此法用較少引腳的封裝, 降低了系統(tǒng)的復雜性，不但具有同樣的轉(zhuǎn)換效率，而且能改善過流和輕載性能。
　　ISL6752特地提供根據(jù)原邊PWM信號進行補償?shù)耐秸骺刂菩盘栞敵龆恕＠猛獠靠刂齐妷?可以動態(tài)設(shè)置這兩個端子的輸出信號相對于PWM超前或滯后的程度。
　　ISL6752提供同步整流控制信號，ISL6753則不提供。如果輸出電壓小于15V，采用　　同步整流能顯著提高效率，所以選ISL6752；輸出電壓高于15V，不需要同步整流，用ISL 6753就行了。
　　又如英特矽爾的ISL6744、ISL6745，是總線轉(zhuǎn)換(Bus converter)的PWM控制器。ISL6744為原邊控制的雙端控制器，專門用于不需要穩(wěn)壓的半橋、全橋拓撲DC/DC變換器。它提供了的死區(qū)控制，死區(qū)短可到35ns。具有過流打嗝保護功能。啟動電流(100mA)和工作電流都低，從而在AC/DC和 DC/DC應用中都容易提供偏置電源。其先進的BiCMOS設(shè)計具有如下特點：1A 的FET 驅(qū)動；過流檢測傳輸延遲非常小，為35ns；占空比達99%，有利于提高效率。它還具有其他一些特點， 如可調(diào)的軟啟動，即使重載啟動，也能控制輸入浪涌電流；內(nèi)置過溫保護；尺寸小、外圍元件少；輸入欠壓保護。
　　ISL6744采用開環(huán)控制，解決方案具有成本優(yōu)勢，如果需要閉環(huán)控制，可采用ISL6745。
　　在提高集成度，滿足緊湊和靈活的電源系統(tǒng)的需要方面，英特矽爾公司推出的ISL65426，是一款很有特點的產(chǎn)品。ISL65246是一個雙通道的同步降壓穩(wěn)整器，內(nèi)部集成功率器件，不需要工程師選擇功率MOSFET，只需要簡單的選擇電感和電容就可以了，能夠提供6A的負載電流，效率高至95％。散熱增強的QFN封裝，高達1.1MHz的運行頻率，供電方案很緊湊。內(nèi)部高端的MOSFET是用PMOS器件來完成，而不是NMOS，自舉電容也可以省掉了。這兩個輸出電壓可以邏輯編程也可以電阻可調(diào)，每個輸出通道的負載電流是用戶可以配置的。 和市場現(xiàn)有的其他類似產(chǎn)品相比，下面是特色功能：電流模式控制；內(nèi)置環(huán)路補償網(wǎng)絡(luò)，免穩(wěn)定性的調(diào)試；雙路輸出，少只需8個外圍元件，面積??；用戶可分配兩路輸出的電流。

　　在智能控制和監(jiān)控功能等需要使用數(shù)字控制和管理的應用方面，英特矽爾公司也有相應的產(chǎn)品和技術(shù)。英特矽爾公司的ISL8601，能更好地支持以太網(wǎng)路由器或交換機，負載點（POL）模塊，工業(yè)電源管理等應用。其環(huán)路的控制是模擬方式，電源管理采用PMbus，是數(shù)字方式，模擬控制和數(shù)字控制的優(yōu)點得到完美結(jié)合。ISL8601廣泛支持PMBus協(xié)議，能定制運行參數(shù)，提供系統(tǒng)的監(jiān)控功能，具有非常大的靈活性。眾多可編程項目包括：輸出電壓、過壓閾值、過流閾值、過溫閾值、開關(guān)頻率、電源的開或關(guān)，電源定序，軟起動模式，故障處理模式，預偏置啟動，“電源好”信號延遲等。除了通過I2C接口，傳輸PMBus指令為ISL8601編程外，還可通過外部電阻編程。把PMBus強大功能和靈活性融入到低成本的電源系統(tǒng). ISL8601既支持MOSFET導通電阻檢測電流，也支持電感直流電阻檢測電流，檢測量經(jīng)過可編程溫度補償，以確保檢測。ISL8601其他特征：集成了MOSFET驅(qū)動，內(nèi)置過流、過壓、欠壓、過溫保護。
　　總之，為了豐富包括計算機、消費、工業(yè)、通信、航空和汽車等領(lǐng)域的電源管理應用, 英特矽爾成立了分別對應的電源管理產(chǎn)品線，每個產(chǎn)品線面向各自的用戶，都有新產(chǎn)品和技術(shù)。