发布时间:2022-05-25 阅读量:1423 来源: 我爱方案网整理 发布人: Aurora
在半导体技术中,与数字技术随着摩尔定律延续神奇般快速更新迭代不同,模拟技术的进步显得缓慢,其中电源半导体技术尤其波澜不惊,在十年前开关电源就已经达到90+%的效率下,似乎关键指标难以有大的突破,永远离不开的性能“老三篇”——效率、尺寸、EMI/噪声,少有见到一些突破性的新技术面市。
在前不久举办的第七届EEVIA年度中国ICT媒体论坛暨2018产业和技术展望研讨会上,ADI电源产品中国区市场总监梁再信(Lorry)就高性能电源技术的发展态势与创新趋势发表了演讲,并向业界媒体揭了 “家底”——ADI电源品牌Power By Linear的技术家底,以及在电源领域的不同玩法。

1+1>2之ADI“Power by Linear”
ADI成功并购Linear让业界惊呼模拟半导体的世界版图被重新解构,两个高性能模拟技术的领头羊的融合到底将带来哪些改变呢?或许Lorry分享的这张图能说明问题,对ADI产业版图带来最大改变的无疑是电源。ADI在定制化电源领域的优势与Linear在电源领域的传统强势,形成非常明显的1+1>2的整合效应。并购Linear后的ADI在全球电源市场中也已稳稳占据了第二的位置,并前所未有的保留了收购对象的品牌(ADI新的电源子品牌——Power by Linear)。毫无疑问电源市场已成为ADI全球产业布局的重要一环,那么在继承Linear电源领域强大技术资源之后的ADI,有哪些强大的新优势呢?

Lorry表示整合Linear的电源技术后Power by Linear未来将继续在三大方向发力:
I Form Factor— 在做出高性能电源的同时,减少PCB尺寸以及增加更多的功能
I Efficiency— 做到更加节能、提高效率,不断突破极致
I EMI— 提高产品的可靠性、创新性,设计出更完美的噪声处理方案
没错,电源技术不可能逃出这“老三篇”,但关键的三大指标如何实现新突破却是八仙过海各显神通,Lorry在他的演讲中强调了ADI的独家“神通”秘笈。
三招并举,“Form Factor”小型化大跃进
要想做出高集成度的电源产品,实现更小的“Form Factor”,电路板小尺寸、薄型化以及大电流化是关键方向。
那要怎么缩小电路板尺寸?“我们首先就是要做好电源模块,让产品设计工程师专注于做系统级设计,而不用花时间去调一个复杂的电源系统。”Lorry表示。他给出了下图的某个系统IO和内核供电系统的示例,成功节省30到100倍的元器件数量,而且整个系统的可靠性也会得到提升。

ADI是如何做到30到100倍元器件节省的呢?“这主要源于ADI在过去几十年发展过程中衍生的一系列可匹配现在电路板的应用模块,包括系统级电源(3.3V或者IO电源)、低EMI低噪声电源模块等。”Lorry指出,“比如从四年前的LTM8050(高输入电压2A)是15mm×9mm×4.92mm的封装规格,到现在的LTM8063(高输入电压2A)是6.25mm×4mm×2.22mm,体积很显著的缩小了。”那未来还能不能做得更小呢?Lorry在介绍ADI电源模块尺寸发展史时透露,更小尺寸的将会在下半年或者明年发布。

第二大关键就是如何做薄。对于这一点,Lorry表示ADI已经发布了1.82mm的产品,其中设计的电源能够与主芯片共用同样的散热器。Lorry还指出,薄型化电源的设计是ADI电源技术向高集成度发展路上极其重要的一环,这也是未来电源模块发展的一大方向。


解决大电流的问题是电源设计的另外一个关键点,Lorry以FPGA的0.8V内核电压、100A的输出电流为例进行了分享:“2010年时需要12片LTM4601;2012年时需要4片LTM4620;2014年发布的LTM4630只要3片;而到了2016年,两片LTM4650 就能达到目标。”Lorry 指出,“今年7月份,ADI会发布一款新品——LTM4700,一块就能达到上述目标。”八年十二倍的提升,Lorry的分享的这组数据让与会媒体人士印象深刻!

那么ADI为什么可以做到单片支持100A呢?Lorry从电源模块封装技术上给出了说明。ADI的电源模块共经历了四代技术更新:第一代是将PCB邦定电容、电阻、电感,做一个塑型封装;第二代是在第一代基础上内嵌金属散热衬底,加快散热;第三代则是加入COP技术,改善它的效率,从而也改进了它的性能。
在任何数字电子系统中,时钟信号都扮演着“心脏起搏器”的角色。
RTC晶振与普通32.768kHz晶振的PCB设计要点基本一致,其核心均在于通过优化布线以降低杂散电容、确保频率精度,并依托合理的布局规划最大限度屏蔽来自板上其他信号源的电磁干扰。
按晶振的功能和实现技术的不同,分为温度补偿晶振(TCXO)、压控晶振(VCXO)、恒温晶振(OCXO)。
为了在性能与功耗之间取得最佳平衡,需要根据具体应用场景,对基准时钟进行相应的分频、倍频或转换处理,从而为各模块提供适宜的时钟信号。此时,分频技术就成为连接晶振基准频率与系统需求的关键,通过数字电路将晶振原始频率按固定比例降低,输出符合要求的低频时钟信号。
RTC芯片是一种专门用于精准计时、掉电续时的专用集成电路,其核心功能是提供精准、稳定的时间信息(包括秒、分、时、日、月、周、年),并能在主电源断电后依靠备用电池继续保持计时,从而确保时间持续不间断。