2017年3月，LTC和ADI正式合并，當時(shí)ADI有2萬(wàn)個(gè)器件，LTC有2.3萬(wàn)個(gè)器件，合并后總共有4.3萬(wàn)個(gè)器件，其中電源超過(guò)1萬(wàn)個(gè)器件。ADI對電源產(chǎn)品保留了Linear的元素，新的子品牌叫Power by Linear。在上萬(wàn)種電源產(chǎn)品中，ADI主要聚焦于工業(yè)、通信、汽車(chē)電子等領(lǐng)域，不過(guò)這并不代表ADI不做消費類(lèi)市場(chǎng)，但ADI的策略仍然是通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新提升產(chǎn)品價(jià)值。
在日前舉辦的ADI媒體交流會(huì )上，ADI電源系統工程總監Lorry Liang梁再信先生針對ADI電源產(chǎn)品的主要應用領(lǐng)域進(jìn)行了分享.
Power by Linear產(chǎn)品的三個(gè)核心要素是高效率、小尺寸、更好的EMI，助力中國工業(yè)4.0的發(fā)展。在這個(gè)領(lǐng)域中尤其看好半導本設備的成長(cháng)。“在所有的半導體生產(chǎn)、測試、封裝的過(guò)程中都有很多設備需要用到電源，在這些設備中空間都非常緊湊，所以我們的電源模塊有非常多的機會(huì )。我們的Power Module經(jīng)過(guò)十年發(fā)展，已經(jīng)有非常完整的產(chǎn)品序列，半導體設備制造商可以有很好的技術(shù)和產(chǎn)品支持，完成具有挑戰的設計，用小體積、高效率的產(chǎn)品、在很小的空間里支持更多的器件。”
ADI創(chuàng )新性的Silent Switcher，解決了EMI干擾的問(wèn)題。Lorry解析，普通的電源是單個(gè)電流回路，Silent Switcher芯片上是兩個(gè)反向電流環(huán)，EMI非常低。Silent Switcher經(jīng)過(guò)不斷的迭代、優(yōu)化、升級，一直保持遙遙領(lǐng)先的狀態(tài)。為了簡(jiǎn)化設計，我們做了一些測試和對比，比如說(shuō)LT8609S。過(guò)去要解決EMI的問(wèn)題，大部分的供應商會(huì )告訴你，用四層板、六層板加屏蔽、隔離等等，但ADI的Silent Switcher用兩層板做一個(gè)標準設計就可以滿(mǎn)足EMI的標準，而且還有一些余量。當然用四層板更好，只是兩層板已經(jīng)可以滿(mǎn)足工業(yè)級EMI標準。
另外還有一些不同的創(chuàng )新，從簡(jiǎn)化設計和應用出發(fā)，推出一系列隔離電源產(chǎn)品，把過(guò)去傳統的隔離電源產(chǎn)品極度簡(jiǎn)化。只要一個(gè)變壓器，輸出用二極管和濾波電容，不需要其他的反饋，同樣可以把效率做得很高，輸出穩定性做得非常好。
Power by Linear產(chǎn)品在汽車(chē)領(lǐng)域都有非常多的應用方向，Lidar、Radar、IMU、ECU、48伏系統、LED等熱門(mén)領(lǐng)域。2016年，ADI發(fā)布了業(yè)界最低噪聲的LT3045，噪聲比傳統鋰電池的噪聲還少。測試數據顯示，鋰電池有2.7μV的噪聲，LT3045在同樣電流下只有0.8μV，1M以下PSRR值都在78個(gè)dB以上。給Lidar、Radar供電的時(shí)候可以顯著(zhù)提升性能，使得整個(gè)系統的噪聲是很小的，讓整車(chē)和乘客更安全。
Silent Switcher同樣獲取了汽車(chē)Tier 1和車(chē)廠(chǎng)的認可，因為汽車(chē)領(lǐng)域電源設計一個(gè)重要方向就是極大降低EMI，讓車(chē)身系統更穩定。此外，比如PoDL, 即Power Over Data Line，針對未來(lái)汽車(chē)的以太網(wǎng)，通過(guò)類(lèi)似ADI創(chuàng )新型方案A2B、C2B一樣，PoDL即通過(guò)數據線(xiàn)供電，可以節省非常多的電纜施工和重量，提高可靠性，降低施工的難度，節省整車(chē)成本。
還有，如何利用LED把汽車(chē)的安全性做得更好？ 比如奧迪A8矩陣大燈，由非常多的LED單元構成，兩車(chē)會(huì )車(chē)時(shí)可以利用車(chē)身攝像頭判斷對車(chē)位置，系統自動(dòng)關(guān)閉來(lái)車(chē)那側的一部分燈，讓會(huì )車(chē)更安全。
包括電源管理、動(dòng)力總成和娛樂(lè )信息等，也非常重要。ADI有一系列的產(chǎn)品在汽車(chē)能源的優(yōu)化上表現優(yōu)越。
電動(dòng)汽車(chē)中的電池管理系統BMS做得好，有助于汽車(chē)安全駕駛更長(cháng)距離。早幾年，Power by Linear的BMS產(chǎn)品比如LTC680X系列在國內非常流行，一度占80%以上的市場(chǎng)份額。ADI還有一系列電源管理配合BMS，比如主動(dòng)均衡、系統監控等應用。
大部分的混動(dòng)汽車(chē)同時(shí)有48伏和12伏系統。如何解決大功率48伏系統和12伏系統之間的平衡和轉換？因為48伏系統需要的瞬間功率高達十幾千瓦，對業(yè)界而言，安全性和可靠性是很大的挑戰。Power by Linear針對48V/12V系統有專(zhuān)門(mén)的應用方案：雙向兩相同步降壓或升壓型控制器LTC3871，當起動(dòng)汽車(chē)或需要額外功率時(shí)，LTC3871允許兩個(gè)電池同時(shí)為同一個(gè)負載供能，最高可實(shí)現97%的效率。48伏發(fā)電時(shí)，可以降壓給12伏系統充電；如果有需要，12V還可給48V補電。除了LTC3871，我們同樣有一系列產(chǎn)品可以支持這樣48V/12V的轉換。
Lorry介紹，傳統燃油汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機，用傳統二極管當整流橋，但傳統二極管是有壓差的，電流越大壓差反而不是很好，大概可以有0.4伏到0.7伏的差，這是很大的功率損耗。所以我們做了一個(gè)產(chǎn)品，叫理想二極管橋堆，用MOS管代替二極管。這樣做的好處是MOS管的阻抗比較低，可以提高效率，比較少的功率損耗，橋堆不需要散熱器，非常高的可靠性和可靠的效率，為汽車(chē)進(jìn)一步節省能源、提升運營(yíng)效率。
在汽車(chē)保護器件方面 ，因為汽車(chē)的電瓶和整個(gè)系統越來(lái)越復雜，系統難免在啟動(dòng)時(shí)會(huì )有一些瞬間的高壓出現，這種高壓對系統是非常大的挑戰，過(guò)去的汽車(chē)電子大部分是在12伏系統下工作的，在惡劣的條件下，有可能瞬間到70伏，可能把組件打壞。過(guò)去在汽車(chē)領(lǐng)域最常見(jiàn)做法是加PVS管，但是3000瓦、6000瓦的PVS管體積比較大，比較難固定，穩定性和可靠性怎么實(shí)現？考慮用Surge Stopper，在設定的標準范圍之內把瞬間脈沖的干擾電源尖的部分全部消掉。
5G來(lái)臨，設備越來(lái)越小，帶寬越來(lái)越寬，功率也越來(lái)越高。中國有上百萬(wàn)個(gè)基站，如果把能源密度做高，省電是非?？捎^(guān)的。而通信的未來(lái)肯定需要很好的效率和可靠性。
無(wú)線(xiàn)基站，模塊要求小、集成，供電和散熱的問(wèn)題。新一代的基站設計上，ADI提供了很多很好的設計方案，比如POE，通過(guò)傳輸數據的網(wǎng)線(xiàn)給電源供電。
如果說(shuō)一個(gè)通信板卡需要非常高的功率密度，以FPGA的0.8V內核電壓、100A的輸出電流為例，2010年我們需要12片LTM4601才可以做到100安培，2012年推出LTM4620，4片就可以達到100安培，LTM4630的時(shí)候需要3片，LTM4650的時(shí)候2片就可以。最近，我們發(fā)布了LTM4700，拇指大小，大概跟鉛筆的厚度一樣，1片就能做到100安培——這是非常了不起的成就。Lorry特別說(shuō)道，掌聲獻給模塊設計經(jīng)理Richard，他的團隊在電源模塊上花了非常多的時(shí)間，推動(dòng)事情往前發(fā)展。它幫助通信公司極大解決了散熱、尺寸、體積和運營(yíng)效率的問(wèn)題。
基站使用PoE供電，節省成本，包括運營(yíng)成本、鋪線(xiàn)成本等。PoE供電從at、af、bt到LTPoE++，功率從13W直到90W。最新的POE可以支持150W，也就是說(shuō)普通的小基站，基本上一根網(wǎng)線(xiàn)過(guò)去數據和電源都搞定。POE供電加上模塊設計，可以讓基站電源的設計更簡(jiǎn)化。
有線(xiàn)方面，包括POE、Silent Switcher等。有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)不同，需要熱插拔、非常高的轉換效率，也需要一些PSM，就是做電源管理的應用。通信上，局端的設備溫度非常高，效率非常重要。
傳統的電源，很大的電路，效率大概93%、94%，再往上做很難。通信背板上，48V往下轉時(shí)，往往面臨很多挑戰，板上需要更低電壓的時(shí)候轉換效率不高。如果把48伏先轉為24伏，下邊再做二級的轉換，這對系統很有幫助。如何提高效率？我們做了大膽的嘗試。對于幾百瓦功率電源變化來(lái)說(shuō)，頻率不會(huì )很高，電感損耗就很大。LTC7820是一款固定比例高電壓高功率開(kāi)關(guān)電容器，用CFLY（飛電容） 取代過(guò)去損耗比較大的電感，2.8×2.8厘米6毫米厚的模塊，從48V到24V，可以推約500W功率，效率在99%左右。
光模塊市場(chǎng)前景很大，它最大的挑戰是體積，怎么在小體積里放下必不可少的電源？LTM4622和LTM4624非常小體積、非常薄，6.25mm×6.25mm×1.8mm的電源模塊，過(guò)去在光通信領(lǐng)域有廣泛的應用。當然，還在設計比6.25mm還要小的小封裝電源模塊，助推中國光通信的發(fā)展。
電源模塊將有三個(gè)方向：一是大功率，就剛剛說(shuō)的100安的輸出電流，我們已在研發(fā)下一代；二是小體積，比如我們已在研發(fā)4mm×4mm產(chǎn)品；三是做薄，比如1.8mm產(chǎn)品?，F在客戶(hù)希望我們能不能做1.5mm甚至更薄。做薄是有難度的，因為它集成了MOS管、電感等，是個(gè)完善的模塊。
另外，能源現在非常重要。高壓電搭上通常有電力監控系統，它不可能從高壓電塔上取電，ADI提供類(lèi)似高效率且帶優(yōu)化功能的太陽(yáng)能電池板來(lái)取電，實(shí)現無(wú)人值守和維護的高效運營(yíng)。
能量收集方面，能量通過(guò)溫差、振動(dòng)獲取，ADI也在進(jìn)一步研發(fā)。
例如，振動(dòng)發(fā)電。ADI換能器電源轉換芯片LTC3588，配合小體積的換能器可以在0.25G的振動(dòng)加速度和40赫茲的頻率上產(chǎn)生200多微安的電流。這電流看起來(lái)很小，如果乘3.3伏，大概功率也就是600微瓦，好像不能用來(lái)做什么。但如果有一個(gè)電機的監控設備，如果用這個(gè)換能器和轉換電路可以穩定地給我們的監控電路提供3.3伏、大概0.2毫安的電流，這對于很多微弱電流的監控系統來(lái)講，這個(gè)電流已基本足夠用，可以實(shí)現設備的終身免維護和無(wú)人值守。
還有溫差發(fā)電。測試數據顯示，一個(gè)3厘米×3厘米TEG連上LTC3108，可以產(chǎn)生3.3伏電壓，在10度溫差時(shí)大概有60微安的電流，200微瓦的功率，30度溫差差不多有400微安的電流。設想一個(gè)可穿戴設備，環(huán)境溫度25度身體溫度35度，10度溫差產(chǎn)生的200微瓦可以使電子器件持續工作下去，就不用充電了。這還不夠。正在考慮如何改進(jìn)溫差發(fā)電轉化技術(shù)，已有的能量采集IC能實(shí)現把20毫伏的微弱電壓升到3.3伏，這已經(jīng)是非常大的挑戰了?？墒?，目前ADI美國團隊在思考如何把換能器功率提高，從200微瓦提高到400微瓦，體積只有目前的1/10。如果這樣的器件和換能器實(shí)現、發(fā)布以后，可以想像ADI將獲得全球可穿戴設備市場(chǎng)很大的份額。
為了配合國內工程師使用Power by Linear產(chǎn)品，ADI提供了很多免費的工具。例如，LTPowerCAD，可以做整個(gè)電路的規劃以及做運算；生成的數據可以導入LTspice仿真工具做進(jìn)一步的仿真；通信設備上需要電源管理做PSM，做系統的板級電源管理，有開(kāi)發(fā)工具LTpowerPlay；傳統ADI的電源產(chǎn)品也有一個(gè)仿真工具叫ADIsimPE。這些軟件都可以在A(yíng)DI官網(wǎng)免費下載使用。
不得不說(shuō)ADI其實(shí)在消費電子領(lǐng)域更看中創(chuàng )新帶來(lái)的價(jià)值。Lorry表示智能手機的創(chuàng )新讓ADI看到不同以往的前景，例如快速充電，過(guò)去傳統的電源轉換效率只有93%、94%，大電流時(shí)損耗更大， 50瓦有7%的損耗。大電流充電面臨挑戰，而ADI提供芯片級架構，可實(shí)現97%以下的充電效率。另外，ADI最近還推出了TOF芯片，用于智能手機3D場(chǎng)景應用，這也是智能手機最熱門(mén)最具前景的方向，ADI用高品質(zhì)的產(chǎn)品引領(lǐng)創(chuàng )新潮流。
移動(dòng)設備訪(fǎng)問(wèn)
