2008电源技术研讨会演讲纪实

由《今日电子》举办的电源技术专题研讨会已经成为业内的一项重要活动。特别是今年，研讨会首次进驻华中重镇武汉，加上已有的北京、深圳、上海、西安和成都会场，真正实现了面向全国的办会理想。观众的踊跃参与自不必说，而演讲场次和内容的丰富程度也达到了历年之最。

各有各的绝招

最近几年的电源技术，虽然没有革命性的突破，但演进的过程并没有停滞。面对系统设计对电源越来越高的要求，很多厂家都在已有产品的基础上，进行了革新和改进。

德州仪器公司是半导体行业的领先公司，其电源管理产品涵盖了标准IC、高性能插件、变压器、数字电源和集成电源模块。在此次大会上，TI首先与听众分享了其先进的开发工具，包括采用可替换C2000数字电源实验板套件(TMDSDCDC2KIT)，可满足基于软件的数字电源管理技术新手的需要。另一个产品，C2000 DC/DC数字电源开发者套件(TMDSDCDC8KIT)则主要面向多轨与多相位应用，并可进行多达16个电源轨的管理。另外，TI的工程师就通信电源发表了“基于中间母线控制的新型通信电源整体解决方案”的演讲，介绍了连续传导模式控制器UCC28070。从高端通信系统、冰箱与空调中的嵌入式家电电动机驱动器到HID照明镇流器，各种类型的应用都能使用此产品。 意法半导体也是一家产品线非常丰富的公司，他们给听众介绍了面向Intel目前最先进的VR11.1处理器的全套解决方案，该方案包括了L6716降压控制器和PowerFlat封装MOSFET。L6716是采用双沿异步PWM架构的2/4相控制器，可选择二、三、四相运行，带有3相内部驱动和单相外部驱动，具有0.5％的输出电压精度和高电流集成门极驱动，其多个DAC可满足VR10、VR11和VR11.1的应用需求。得益于LTB技术，L6716输出部分的成本节省高达20％；3个内部驱动和二至四相可扩展方案既节省了空间又提高了设计的灵活性。这些优势都为VR10、VR11和VR11.1的应用提供了经济高效的解决方案。

大电流的电源负载点设计是最近的热门话题。美国国家半导体的Simple switcher控制器就是针对于此设计的。这个领域面临的要点是频率补偿，而Simple switcher控制器正解决了此问题。该控制器的使用范围是输出电流超过4A的系统，其最大输出电流能达到12A，开关频率可以调整。这种控制器的效率很高，在10A的时候可以达到95％。Simple switcher控制器有两个特点，一个是具有了固定导通时间，这项技术可以恒定频率与输入电压的关系，能在轻载时发挥最大效率，瞬态响应极快。另一个特点就是具有防纹波模式，利用芯片模拟出的纹波来抵消固有的输出纹波，优点是可以采用等效串联电阻较低的电容器。综合这两项技术，新型控制器无须环路补偿，具有接近的工作频率，降低了系统成本，简化了设计。

专注于电源技术的安森美半导体此次做了名为“双路降压直流一直流调整器NCP3120”的演讲，阐述了NCP312x系列特点及其应用。NCP312x器件系列能提供可编程的比例、序列和追踪控制功能，在启动和省电期间管理输出电压。其典型应用领域为机顶盒、液晶电视和有线调制解调器等多种消费应用。由于数字信号处理器、现场可编程门阵列或其他信号处理器需要多个电源，以产生用于内核和输入/输出外设的不同电压电平，因此需要对每个电压进行专门的定时控制，防止出现闩锁情况而造成应用现场失效的直接甚或潜在损坏，现在，通过NCP3 12x就可以实现这个功能。

对电源系统的优化一直是工程师最为关注的，凌骥电子(上海)有限公司本次演讲的主题就是“多电压单板电源系统优化设计”。演讲人首先介绍了单板电源的完全隔离、中间母线和混合型架构三种基本架构，并从成本、空间、可靠性和效率等方面比较了它们的优缺点。之后，从输入滤波、实现各电源的稳定性、使能端的使用、PCB的绘制和母线转换器的均流等几个方面重点说明了在单板电源的设计中应注意的问题。最后，介绍了如何通过各种工具和模型正确选择外部元件，在原型前预测并保证正常工作，简化设计并达到更好的设计效果。

爱立信公司有二十多年的电源产品开发历史，此次以“数字控制的隔离直流/直流变换器”为话题向与会者介绍了其1/4砖封装DC/DC电源模块BMR453在Micro-TCA电源模块中的应用。BMR453效率可达96％，在600W输出时的损耗约为25W，通过同步和对电源主回路交又控制技术可减少输入端滤波电路，对EMI性能提高有极大帮助；并且，在实现均流、同步和交叉控制以及通过PMBus配置、控制和监控电源模块等功能时不需要额外的电路。

锂离子电池是电子设备的动力源，而精工技术有限公司对锂离子电池的管理颇有心得，此次介绍的多节锂电池保护方案S-8204和S-8209系列看起来与以往的多节锂电池保护IC并无分别，实际上却加入了级联的新概念，非常适合医疗设备和电动自行车等应用。S-8204系列内置高精度电压检测电路和延迟电路，是用于3节或4节串联锂离子可充电电池保护的IC。通过SEL端子的切换，可用来保护3节或4节串联电池。S-8209系列是内置高精度电压检测电路和延迟电路的、用于保护2节以上锂离子/锂聚合物可充电电池的IC。由于配置了通信功能和两种电量平衡功能，因此也可用来构成多节串联电池的保护电路，令多节锂电池保护的应用更广泛、更灵活。

隔离是电源中一项非常重要的技术，它关系到使用者的人身安全。Silicon laboratories公司在本次会议上的演讲就有关于此。可能是强于射频技术，他们的产品采用了射频隔离方式，隔离脉冲信号可达到150MHz，能充分满足各种应用要求。本次给大家介绍的是Si8230/3，一种ISOdriver，即隔离器加驱动器的组合，具有4A峰值驱动电流，50ns的传导时间，2500V隔离电压。其特点是两线或PWM输入，可编程死区时间控制，输入/输出欠压保护。优点是减小了PCB尺寸，可直接同任何型号的控制器连接，用户可调谐系统来获取最大的峰值效率。该产品集成了Overlap保护，可以防止上、下端MOSFET同时导通给系统带来不必要的冲击。

LED驱动备受推崇

随着技术的快速成熟，照明市场已经逐渐步入LED的时代。根据相关市场咨询公司的报告，到2010年，全球通用LED照明市场将会达到10亿美元的规模。在LED市场繁荣的时候，LED驱动器也将得到巨大的市场空间。专业的模 拟器件公司都有自己的LED驱动产品线，这其中就包括了脱胎于家电巨头飞利浦的NXP公司。该公司推出了一系列高功率因数和效率的LED驱动产品，将面对通用照明、信号和特殊照明领域。NXP的方案采用了交流相位调光技术。其中，SSL152x和SSL1623PH系列是开关模式的控制IC，可工作于80-277V的交流电压，适合多种拓扑结构，频率可调；SSL1750则集成了PFC和回扫控制，效率在80％以上。这些产品还集成了更多的绿色功能，像谷底开关、频率限制功能，具有高压启动源。很重要的一点，具有过温保护，这对LED设计是非常重要的。此外，NXP还推出了针对LED路灯的解决方案。该方案采用了SSL1750和UBA3070，能驱动50个LED，功率因数大干0.9，能效大于84％。

无独有偶，在本次会议上，另一个老牌电源芯片厂商PI公司也推出了自己的LED驱动解决方案。其中，LinkSwitch-II是离线式LED驱动器，其集成了初级侧控制，省去了光耦器和所有次级侧CV/CC控制电路，可实现高效率离线式LED驱动器设计。TOPSwitch-HX则用于LCD背光，具有多种工作模式，输出功率最高为70W，在110mW输入功率下能提供30mW的待机功率。LinkSwitch-II内置了700V MOSFET，可在高达380V的电压下工作，满足30mW空载要求，能以10％的裕量应对能源之星2.0规范，如果采用隔离式设计方案只需要25个元件，而非隔离式设计只需要15个元件。采用该器件能确保LED具有±10％的恒流容差。

功率器件新貌

功率器件是电源电路的基础，它们的性能提高将对系统产生巨大的推动作用。

英飞凌科技介绍的900V CoolMOS(超级结MOSFET)主要应用于高效率开关电源、工业及再生能源转换等场合。它延续了革命性的“超级结”结构，从而突破了MOSFET界所谓的“硅极限”，因此在同样的封装条件下能够实现业界最低的导通阻抗。例如，它在TO-247和TO-220封装下最大通态电阻分别只有0.12Ω和0.34Ω，比传统的900V MOSFET通态电阻减小了75％以上。

CoolMOS 900V系列具有极低的静态和动态损耗，演讲人以LCD TV、三相照明系统和太阳能供电系统为例，说明了该系列如何使设计更有效并更具成本收益。就听众提出的在高光频环境中应用问题时，演讲人表示即便光频率超过1MHz，CoolMOS的稳定性也不会受到影响。

IR公司一直致力于功率半导体器件的研发和生产，已有超过60年的功率器件开发历史。自从推出SuperIRBuck系列后，每年都要推出最新型号的产品。今年，IR公司又带来该系列产品的最新型：IR38XX。该产品集成了高性能的PWM控制IC和高能效MOSFET，可用于嵌入式POL市场，最大输出为14A，0.6～12V输出，适用单5V或12V电压供电。SuperIRBuck采用了模块式封装，即将多个芯片集成在一个封装引线框中，易于实现板载电源的设计，外部只需要接入电感、电阻和电容即可。与Monolithic方案相比，效率更高，与采用分立器件相比，功率密度高，所占用的面积也较小。在这其中，IR380X是专为消费电子应用设计的产品，可以定频工作(600kHz或300kHz)，过流保护可调，软启动可调，高精度低电压参考电平，预偏压启动，12V电压供电时的效率为95％。

测试手段的提高

电子产品的飞速发展，对电源的效率、功率、性能指标等提出了更多要求，这使得电源测试的标准和方法也在不断发展，在本届电源研讨会上，众多测试测量厂商给出了他们最新的电源测试方案。

泰克公司已经多次参加电源研讨会，今年的演讲题目是“创新电源系统分析与测试方案”。其首先分析了开关电源设计中的测试需求，然后根据这些测试需求中的难点给出泰克的解决方案，比如，如何安全准确地探测“浮动”电压、如何消除电压探头和电流探头之间的时滞、如何利用示波器的长存储功能进行电源测量、如何利用泰克示波器的Wave Inspector功能进行电源系统查障等。结合泰克DP04000/7000示波器、差分探头、电流探头以及功率测量及分析软件等，泰克的演讲嘉宾给出了一些非常实用和可操作的电源测试方案。

上海横河国际贸易有限公司今年的演讲题目是“横河新型测试仪器及其在电源方面的应用”，其工程师在演讲中介绍了横河高速数据采集仪、横河数字功率计以及横河数字示波器在电源测试方面的应用。另外，还特别介绍了横河DL9000的电源分析功能，例如：测量开关损耗、测量安全工作区、测量突入电流、测量输入电压品质、谐波分析等，这些电源分析功能可以满足开关电源设计过程中对高转化效率、高稳定性、低功耗、低成本的要求。

北京普源精电有限责任公司已经是第二次参加电源研讨会了，他们今年的演讲题目是“RIGOL数字万用表在电源测试行业的应用”。其重点介绍了电源生产企业自动化测试系统中数字万用表的选择和应用。在电源的自动化测试系统中，模块化的硬件有示波器、万用表、射频模块、开关等，所有仪器要作为一个整体来运行，作为万用表要适应系统运行的要求，性能方面需要符合一定的标准：高可靠性、高准确度、兼容性要好、测试效率要高。其5位半精度万用表具有高准确度的测量结果，并且具有极好的兼容性，除了GPIB、USB等接口，还具有LAN接口，该万用表操作流程简单，在产线上可以实现极快的测量速度，读数高达120/s，可以满足电源生产企业自动化测试系统的要求。

美国力科公司演讲的主题也是围绕开关电源展开。在开关电源测试项目中有一个难题是功率器件饱和压降的测量，它要求的信号调解线性度必须远优于8位数字示波器能够达到的分辨率，力科公司为此专门推出了差分放大器DA1855A，其优异的CMRR性能提供了高质量上端栅极驱动电压测量。力科有一整套完整的电源测试方案，其中包括数字示波器、探头、软件以及电源测试思路和测试手段，不仅可以进行高精度功率器件饱和压降测量，而且可以测量开关电源各个工作阶段的动态功率、动态电阻及功耗等重要参数，满足开关电源的测试需求。

安捷伦科技有限公司有两个演讲题目，其一是关于开关电源的测试方案，重点介绍了电源设计者需要关注的几个关键测试项目，并结合安捷伦的示波器、功率测量与分析软件给出一些具体的测试方法；另一个演讲是关于系统上电测试，重点介绍了利用安捷伦N6705A直流源分析仪解决系统上电测试的难题。在产品的研发和验证中，系统的上电测试是必不可少的一项，需要对各种可能供电状态的适应能力和功耗特性进行测试。传统的测试方法往往需要选择多台仪器，还要进行众多的连线，选择合适的探头，进行麻烦的系统集成以及编程，大大影响了工作效率。安捷伦N6705A直流源分析仪是一台高度集成化的仪器，在一个系统中集成了4个高品质的电源、数字表、示波器、任意波形发生器、数据记录等功能，工程师使用它无须开发任何控制和测量程序，所有功能和测量都可从前面板得到，大大提高了测试效率。

台湾致茂电子(Chroma)的演讲题目是电源测试的标准、方法与发展趋势，演讲从电源测试标准出发，针对行业通用的测试标准，如电源效率、电源稳定性等，给出具体的测试方法。重点内容包括：电源效率、空载功率的测量标准与方法；电源变动测试评定等级以及电源输入电压变动的测试方法；电源输出特性测试方法；电源稳定度指标及稳定度测试方法。

寄语

电源管理市场的增长率在最近几年内，一直高于整体半导体市场。而且，这种趋势还会保持下去。反应在今年的研讨会上，就是各种新鲜的技术和产品。但遗憾的是，这些技术绝大多数出自国外厂商。不过，国内企业也都认识到了这个问题。最近今年，国内企业在电源管理方面的进步还是很大的。虽然差距不能在短期内弥补，但我们仍希望国内的电源企业能加把劲，争取在未来几年内，给我们带来优秀的产品和技术。