透視新電源管理技術的創新發展趨勢
發布時間:2015-05-27 責任編輯:xueqi
【導讀】也ye許xu是shi因yin為wei最zui新xin電dian源yuan管guan理li技ji術shu的de相xiang關guan難nan題ti,或huo是shi電dian源yuan管guan理li行xing業ye保bao守shou的de本ben質zhi,電dian源yuan領ling域yu的de發fa展zhan趨qu勢shi往wang往wang具ju有you很hen長chang的de生sheng命ming周zhou期qi。文wen中zhong將jiang介jie紹shao增zeng長chang最zui快kuai速su的de創chuang新xin領ling域yu:更高的功率密度,智能電源,能量采集,功率密度。
行業的發展趨勢往往由無法完全滿足的需求所驅動。無論是時尚業、娛樂業、政(zheng)治(zhi)界(jie)亦(yi)或(huo)是(shi)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)領(ling)域(yu),都(dou)存(cun)在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)現(xian)象(xiang)。一(yi)旦(dan)某(mou)個(ge)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)受(shou)到(dao)公(gong)眾(zhong)的(de)認(ren)可(ke),創(chuang)新(xin)的(de)機(ji)會(hui)也(ye)就(jiu)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)了(le)。雖(sui)然(ran)有(you)些(xie)趨(qu)勢(shi)就(jiu)像(xiang)是(shi)曇(tan)花(hua)一(yi)現(xian),然(ran)而(er)也(ye)有(you)一(yi)些(xie)趨(qu)勢(shi)卻(que)經(jing)久(jiu)不(bu)衰(shuai)。也(ye)許(xu)是(shi)因(yin)為(wei)最(zui)新(xin)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)技(ji)術(shu)的(de)相(xiang)關(guan)難(nan)題(ti),或(huo)者(zhe)是(shi)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)行(xing)業(ye)保(bao)守(shou)的(de)本(ben)質(zhi),電(dian)源(yuan)領(ling)域(yu)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)往(wang)往(wang)具(ju)有(you)很(hen)長(chang)的(de)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)。但(dan)是(shi)我(wo)們(men)不(bu)能(neng)僅(jin)僅(jin)因(yin)為(wei)行(xing)業(ye)中(zhong)存(cun)在(zai)一(yi)個(ge)固(gu)有(you)的(de)趨(qu)勢(shi)就(jiu)止(zhi)步(bu)不(bu)前(qian)。當(dang)不(bu)再(zai)有(you)創(chuang)新(xin)的(de)機(ji)會(hui)時(shi),所(suo)謂(wei)趨(qu)勢(shi)也(ye)就(jiu)失(shi)去(qu)了(le)本(ben)質(zhi)意(yi)義(yi);然而,當技術能夠實現新的創新時,一些潛在的趨勢也會被喚醒。趨勢與引導趨勢的技術之間存在著一些差異。

將注意力集中在最重要的3個趨勢上,將見證增長最快速的創新領域:更高的功率密度,智能電源,能量采集,功率密度。
功率密度領域的競爭就像是20世紀80年代的“軍備競賽”,zainashi,henduogongsihuafeidaliangdeyanfajingfeilaishizijibaochilingxiandiwei。zhexiegongsijiejinsuonengdiyizuixiaotijideqijianlaichulizuidadegonglv。ranerzheyiqushiyedailailezhuduotiaozhan,ruquanxindetuopu(無橋功率因數糾正)、更高的開關頻率,當然也包括功效的提高。在輔助器件方麵,也擁有了全新的技術:諸如氮化镓 (GaN) 和碳化矽 (SiC) 開關器件等寬帶隙 (WBG) 器件。還需要支持麵向這一趨勢的生態係統,其中包括更快速的驅動器和那些能夠管理這些驅動器和開關器件功能的控製器。
具有10ns以(yi)下(xia)最(zui)低(di)脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)以(yi)及(ji)更(geng)短(duan)傳(chuan)播(bo)延(yan)遲(chi)的(de)器(qi)件(jian)在(zai)實(shi)現(xian)那(na)些(xie)能(neng)夠(gou)支(zhi)持(chi)更(geng)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)的(de)拓(tuo)撲(pu)方(fang)麵(mian)發(fa)揮(hui)了(le)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)。很(hen)多(duo)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)演(yan)示(shi)使(shi)用(yong)了(le)高(gao)性(xing)能(neng)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)器(qi),這(zhe)些(xie)控(kong)製(zhi)器(qi)本(ben)身(shen)不(bu)會(hui)消(xiao)耗(hao)很(hen)多(duo)電(dian)能(neng),但(dan)需(xu)要(yao)有(you)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)邊(bian)緣(yuan)控(kong)製(zhi)以(yi)及(ji)極(ji)快(kuai)的(de)數(shu)據(ju)轉(zhuan)換(huan)器(qi)來(lai)實(shi)現(xian)回(hui)路(lu)控(kong)製(zhi)。此(ci)外(wai),它(ta)們(men)還(hai)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)迅(xun)速(su)計(ji)算(suan)針(zhen)對(dui)下(xia)一(yi)開(kai)關(guan)周(zhou)期(qi)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)的(de)電(dian)路(lu)。所(suo)以(yi),不(bu)難(nan)看(kan)出(chu),功(gong)率(lv)密(mi)度(du)的(de)重(zhong)大(da)改(gai)進(jin)為(wei)創(chuang)新(xin)提(ti)供(gong)了(le)肥(fei)沃(wo)的(de)土(tu)壤(rang)。
智能電源
智(zhi)能(neng)電(dian)源(yuan)是(shi)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)創(chuang)新(xin)趨(qu)勢(shi),通(tong)過(guo)讓(rang)係(xi)統(tong)管(guan)理(li)電(dian)源(yuan)子(zi)係(xi)統(tong)來(lai)滿(man)足(zu)係(xi)統(tong)效(xiao)率(lv)要(yao)求(qiu)。在(zai)過(guo)去(qu),電(dian)源(yuan)子(zi)係(xi)統(tong)基(ji)本(ben)上(shang)是(shi)自(zi)我(wo)管(guan)理(li)的(de)。根(gen)據(ju)係(xi)統(tong)需(xu)求(qiu),電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)在(zai)排(pai)序(xu)、軟(ruan)啟(qi)動(dong)和(he)停(ting)止(zhi)以(yi)及(ji)故(gu)障(zhang)檢(jian)測(ce)響(xiang)應(ying)等(deng)方(fang)麵(mian)配(pei)置(zhi)電(dian)源(yuan),但(dan)是(shi)這(zhe)些(xie)基(ji)本(ben)都(dou)屬(shu)於(yu)基(ji)本(ben)配(pei)置(zhi)。目(mu)前(qian)的(de)係(xi)統(tong)要(yao)求(qiu)電(dian)源(yuan)子(zi)係(xi)統(tong)和(he)主(zhu)係(xi)統(tong)之(zhi)間(jian)更(geng)加(jia)實(shi)時(shi)的(de)合(he)作(zuo)與(yu)配(pei)合(he)。諸(zhu)如(ru)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)總(zong)線(xian) (PMBus) degongyejiekouyouzhuyujiekouheshujuxieyidebiaozhunhua,danshizaixitongyudianyuanpeihegongzuoshitacaihuifahuizhenzhengdeyoushi。zaidaduoshuqingkuangxia,xitongwangwanghuitiqianzhidaoheshigaibiangongzuomoshi,erzhejiangyaoqiudianyuanxitongdeyunzhuanfangshizuochuxiangyingdegaibian。yudianyuanxitongfenxiangzhexiexinxishidedianyuannenggouzuoshidangdexiangying。
當係統與電源子係統能夠以較高的電平進行通信時,將迎來巨大的創新機會。目前的係統使用動態電壓縮放 (DVS),係(xi)統(tong)告(gao)訴(su)電(dian)源(yuan)子(zi)係(xi)統(tong)改(gai)變(bian)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。雖(sui)然(ran)這(zhe)個(ge)方(fang)法(fa)有(you)效(xiao),但(dan)是(shi)能(neng)做(zuo)到(dao)的(de)並(bing)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)這(zhe)些(xie)。以(yi)更(geng)高(gao)的(de)電(dian)平(ping)傳(chuan)遞(di)更(geng)多(duo)的(de)信(xin)息(xi)可(ke)以(yi)將(jiang)更(geng)豐(feng)富(fu)的(de)信(xin)息(xi)提(ti)供(gong)給(gei)多(duo)維(wei)電(dian)源(yuan),而(er)這(zhe)更(geng)好(hao)地(di)滿(man)足(zu)了(le)對(dui)響(xiang)應(ying)的(de)需(xu)求(qiu)。混(hun)合(he)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)使(shi)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)最(zui)優(you)分(fen)區(qu)。電(dian)源(yuan)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu) (IC) 設she計ji人ren員yuan能neng夠gou將jiang數shu字zi智zhi能neng器qi件jian與yu最zui佳jia模mo擬ni電dian路lu緊jin密mi結jie合he在zai一yi起qi。這zhe使shi得de集ji成cheng電dian源yuan轉zhuan換huan器qi能neng夠gou滿man足zu對dui更geng加jia智zhi能neng電dian源yuan子zi係xi統tong的de需xu要yao,以yi使shi其qi可ke以yi更geng加jia輕qing鬆song地di與yu主zhu係xi統tong配pei合he工gong作zuo。未wei來lai的de器qi件jian將jiang加jia快kuai解jie決jue總zong體ti係xi統tong效xiao率lv的de發fa展zhan趨qu勢shi。
能量采集
能量采集發展趨勢是實現物聯網(IoT)的主要推動者。很多IoT器件依賴於無線連接方麵的創新,但是要想實現真正地高效運轉,這些IoT器件需要采用無線供電方式。電池當然可以為IoT供gong電dian,但dan是shi在zai後hou續xu使shi用yong中zhong的de電dian池chi替ti換huan會hui是shi一yi個ge問wen題ti。隻zhi要yao能neng夠gou提ti供gong所suo需xu的de全quan部bu電dian能neng,那na麼me從cong環huan境jing中zhong采cai集ji能neng量liang將jiang是shi明ming智zhi選xuan擇ze。采cai集ji環huan境jing能neng量liang為wei創chuang新xin提ti供gong了le很hen多duo機ji會hui。改gai進jin能neng量liang采cai集ji器qi的de效xiao率lv是shi主zhu要yao的de研yan究jiu領ling域yu,但dan是shi如ru何he管guan理li這zhe些xie采cai集ji到dao的de能neng量liang也ye同tong樣yang重zhong要yao。環huan境jing中zhong的de能neng量liang並bing不bu一yi直zhi那na麼me穩wen定ding,所suo以yi必bi須xu在zai能neng量liang充chong足zu時shi將jiang能neng量liang儲chu存cun起qi來lai,以yi備bei不bu時shi之zhi需xu。為wei了le實shi現xian這zhe個ge目mu的de,能neng量liang采cai集ji管guan理li單dan元yuan應ying該gai消xiao耗hao盡jin可ke能neng少shao的de能neng量liang。
IoT的另一個問題是,為了最大限度地減少所需總能量,峰值平均功率比往往比較極端,經常超過1000比1。能(neng)量(liang)管(guan)理(li)單(dan)元(yuan)需(xu)要(yao)在(zai)保(bao)持(chi)極(ji)低(di)功(gong)耗(hao)的(de)同(tong)時(shi),以(yi)極(ji)短(duan)的(de)延(yan)遲(chi)時(shi)間(jian)處(chu)理(li)這(zhe)些(xie)請(qing)求(qiu)。也(ye)許(xu)大(da)家(jia)都(dou)沒(mei)有(you)意(yi)識(shi)到(dao),數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)成(cheng)為(wei)流(liu)行(xing)的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)趨(qu)勢(shi)並(bing)在(zai)APECyinqireyiyijingshishinianqiandeshile。zhebiaomingshuzidianyuankongzhibingfeiquanxindequshi,ershiyingongyijishuchuangxinerzhongxinhuanfahuoli。zaizhechanggongyijishuchuangxinzhong,gaoxingnengshuzidianlukeyiyugaoxingnengmonidianlujichengzaitongyixinpianshang。womenkeyizaimouxielingyuyingyongzhongfaxianxiangtongdeqingkuang。liruzaiIC封裝中以低成本的方式集成高性能無源元件。
很hen難nan區qu分fen原yuan因yin與yu結jie果guo,就jiu像xiang是shi先xian有you雞ji還hai是shi先xian有you蛋dan這zhe個ge問wen題ti一yi樣yang,很hen難nan給gei出chu答da案an。是shi技ji術shu拉la開kai了le某mou個ge發fa展zhan趨qu勢shi的de序xu幕mu,還hai是shi一yi個ge發fa展zhan趨qu勢shi催cui生sheng了le一yi項xiang技ji術shu?但dan有you一yi點dian是shi很hen明ming顯xian的de,我wo們men不bu能neng再zai坐zuo等deng創chuang新xin趨qu勢shi了le。就jiu像xiang穀gu歌ge舉ju辦ban的de“小盒子挑戰賽”(Little Box Challenge) 所告訴我們的那樣,如果我們不推動行業創新,那麼其他人就會這麼做。
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