發(fā)力無(wú)刷電機(jī)和USB PD市場(chǎng)，PI靠新品方案贏得增長(zhǎng)動(dòng)力

本站原創(chuàng)，作者：章鷹，電子發(fā)燒友執(zhí)行副主編。

作為高壓電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域半導(dǎo)體技術(shù)的領(lǐng)先創(chuàng)新者，PI對(duì)于電源市場(chǎng)的變化尤為敏銳。PI看到，隨著越來(lái)越多的智能手機(jī)、筆記本電腦搭載快速充電技術(shù)，充電器、數(shù)據(jù)線、移動(dòng)電源和車載充電都得到了蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈上下游發(fā)展成為一條價(jià)值過百億元的大產(chǎn)業(yè)鏈。

PI營(yíng)銷副總裁Doug Bailey指出，對(duì)于電源設(shè)計(jì)，過去，技術(shù)的主要驅(qū)動(dòng)因素是價(jià)格和功率，近些年來(lái)，滿足強(qiáng)制性效率及安全法規(guī)已成為最主要的因素。當(dāng)然，緊湊輕巧始終是每個(gè)人最關(guān)注的因素之一。緊湊與效率通常如影隨形，因?yàn)楦咝实脑O(shè)計(jì)更少的散熱，或者甚至是不再使用散熱片。

圖：PI營(yíng)銷副總裁Doug Bailey

對(duì)于目前市場(chǎng)增長(zhǎng)最為迅猛的USB PD市場(chǎng)和無(wú)刷電機(jī)市場(chǎng)，PI帶來(lái)了哪些領(lǐng)先的電源驅(qū)動(dòng)解決方案？PI的IC產(chǎn)品在能耗、散熱、設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性上體體現(xiàn)了哪些優(yōu)勢(shì)？帶著這些問題電子發(fā)燒友記者專訪了PI營(yíng)銷副總裁Doug Bailey。

高壓BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案為2019年提供增長(zhǎng)動(dòng)力

相對(duì)于傳統(tǒng)的家電產(chǎn)品，變頻家電產(chǎn)品在能效、性能及智能控制等方面有明顯的先天優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，變頻家電正處在全面發(fā)展的階段，主要應(yīng)用于空調(diào)、微波爐、冰箱、熱水器等耗電較大的電器。相較于不可變頻冰箱，可變頻冰箱的使用壽命長(zhǎng)，噪音小，并且能夠節(jié)省40%的能耗。

IHS統(tǒng)計(jì)，2017年全球家用電器銷量約7.11億臺(tái)，其中4.67億臺(tái)為不可變頻家電，占比達(dá)到66%，而可變頻家電數(shù)量為2.44億臺(tái)，占比為34%。預(yù)計(jì)到2022年可變頻家電銷售量將達(dá)到5.85億臺(tái)，占比達(dá)到65%，未來(lái)5年銷售量CAGR為19.1%。

據(jù)記者收集到的羅姆提供的行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2018年中國(guó)變頻空調(diào)已經(jīng)由最初的40%上升為50%，未來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還有相當(dāng)大的增長(zhǎng)潛力，在海外市場(chǎng)，印度、中東和巴西等地區(qū)變頻電器使用率還比較低，極具增長(zhǎng)潛力。

PI高級(jí)產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理CristianIonescu-Catrina表示：我們重新審視了迅猛增長(zhǎng)的BLDC市場(chǎng)所面臨的挑戰(zhàn)，以及全球范圍內(nèi)日益嚴(yán)格的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，于是推出了既可實(shí)現(xiàn)能源和空間節(jié)省，又能精簡(jiǎn)BOM的創(chuàng)新解決方案。新方案不僅能輕松符合安全標(biāo)準(zhǔn)，還能簡(jiǎn)化電路和縮短開發(fā)時(shí)間。

PI在2018年11月13日，發(fā)布了BridgeSwitch集成半橋電路(IHB)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC產(chǎn)品系列。BridgeSwitch IC內(nèi)部集成了兩個(gè)性能加強(qiáng)的FREDFET（具有快恢復(fù)外延型二極管的場(chǎng)效應(yīng)晶體管）分別用于半橋電路的上管和下管，且具有無(wú)損耗的電流檢測(cè)功能，可使300 W以內(nèi)的無(wú)刷直流(BLDC)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用中的逆變器轉(zhuǎn)換效率達(dá)到98.5%。IHB驅(qū)動(dòng)器所提供的優(yōu)異效率和分布式散熱方法可省去散熱片，有助于降低系統(tǒng)成本和重量。由于具有集成無(wú)損耗電流檢測(cè)、總線電壓檢測(cè)和系統(tǒng)級(jí)過溫檢測(cè)等特性，因此該器件系列非常適合家電中的BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。BridgeSwitch器件適合冰箱壓縮機(jī)、暖通空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)扇以及其他家用和輕型商用泵、風(fēng)扇和風(fēng)機(jī)。

BridgeSwitch IC中所使用的600 V FREDFET集成了快速超軟恢復(fù)體二極管。這有助于大幅降低開關(guān)損耗和減少噪聲的產(chǎn)生，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)級(jí)EMC設(shè)計(jì)。這款新的高壓自供電半橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC還具有內(nèi)置的器件保護(hù)和系統(tǒng)監(jiān)測(cè)特性，同時(shí)具備一個(gè)可靠的單線接口用以進(jìn)行工作狀態(tài)的更新，在電機(jī)微處理器和多達(dá)三個(gè)BridgeSwitch器件之間進(jìn)行通信。每個(gè)BridgeSwitch器件的上管和下管限流點(diǎn)都可以單獨(dú)進(jìn)行設(shè)定，這樣無(wú)需微處理器及相關(guān)外圍電路在電機(jī)繞組開路或短路情況下提供整個(gè)系統(tǒng)的保護(hù)。集成的無(wú)損耗電流監(jiān)測(cè)特性可提供基于硬件的電機(jī)故障保護(hù)，有助于簡(jiǎn)化電機(jī)故障保護(hù)機(jī)制，從而滿足IEC60335-1和IEC60730-1要求。

2019年2月7日，PI發(fā)布的2018年業(yè)績(jī)報(bào)告顯示，在11月PI推出其BridgeSwitch IC產(chǎn)品后, 該公司看到家電市場(chǎng)的機(jī)會(huì)更大, 這給其潛力市場(chǎng)增加了約5億美元。應(yīng)用范圍包括空調(diào)、吊扇和各種家電應(yīng)用, 包括冰箱壓縮機(jī)、水泵、洗碗機(jī)和洗衣機(jī), 以及用于干衣機(jī)、空氣凈化器和抽油煙機(jī)的風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，PI正全面開拓潛力市場(chǎng)，以期獲得2019年增長(zhǎng)的巨大動(dòng)力。

為USB PD提供更多的應(yīng)用場(chǎng)景

2018年，快充市場(chǎng)風(fēng)起云涌，采用USB-C接口、支持USB PD快充的設(shè)備越來(lái)越多，USB PD快充在智能手機(jī)、平板、游戲機(jī)、筆記本等設(shè)備上大放異彩；氮化鎵（GaN）功率器件開始商用并成功與USB PD快充結(jié)合，讓產(chǎn)品的功率密度以及效率大幅提升；再比如華為、OPPO等廠商將手機(jī)端的快充功率提升至40W、50W，媲美筆記本電腦。

據(jù)媒體統(tǒng)計(jì)，目前支持USB PD快充的機(jī)型有43款，其中國(guó)內(nèi)24款，占比55.8%，而支持USB PD快充的手機(jī)品牌也已經(jīng)達(dá)到14家。幾乎所有主流的手機(jī)廠商都已將USB PD快充協(xié)議納入到了手機(jī)的充電配置，USB PD快充市場(chǎng)也擁有了相當(dāng)龐大的用戶基數(shù)。

PI營(yíng)銷副總裁Doug Bailey前瞻道：“智能移動(dòng)設(shè)備快速充電技術(shù)，應(yīng)用場(chǎng)景已經(jīng)從智能手機(jī)向平板、筆記本電腦擴(kuò)散，大功率USB-PD充電器的出現(xiàn)同時(shí)也提出了尺寸、效率和散熱挑戰(zhàn)。”

智能移動(dòng)設(shè)備廠商對(duì)快速充電技術(shù)需求迫切。因此充電器必須具有更大功率，而這所面臨的挑戰(zhàn)是如何應(yīng)對(duì)更多熱量的產(chǎn)生。Power Integrations已專門研發(fā)出效率極高的IC，其產(chǎn)生的熱量很小。這有助于實(shí)現(xiàn)緊湊輕巧的大功率適配器，對(duì)客戶更具吸引力，也更便于用戶攜帶。

PI近期采用這項(xiàng)技術(shù)推出的最新產(chǎn)品是InnoSwitch3-Pro系列可設(shè)定恒壓/恒流和恒功率離線反激式開關(guān)電源IC。新器件可提供65W的輸出功率，并且在各種輸入電壓及負(fù)載條件下均可提供94%的高效性能。另外，通過簡(jiǎn)單的雙線I2C接口可以對(duì)輸出電壓及電流進(jìn)行精確的動(dòng)態(tài)階躍控制（電壓階躍步長(zhǎng)為10mV，電流階躍步長(zhǎng)為50mA）。新器件可與微控制器配合工作，也可根據(jù)系統(tǒng)CPU的指令來(lái)控制和監(jiān)測(cè)離線式電源。其應(yīng)用幾乎涵蓋所有快充協(xié)議，包括USB功率傳輸(PD) 3.0 + PPS、Quick Charge4/4+、AFC、VOOC、SCP、FCP，以及其他工業(yè)和消費(fèi)類電池充電器、可調(diào)光LED鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)器及輸出可調(diào)整的工業(yè)電源。

PI營(yíng)銷副總裁Doug Bailey表示，PI希望通過繼續(xù)推出自己的創(chuàng)新產(chǎn)品在新的一年再創(chuàng)佳績(jī)，增長(zhǎng)動(dòng)力正是PI在多個(gè)具有發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用領(lǐng)域均處于領(lǐng)先地位 —— 電動(dòng)汽車、無(wú)刷直流電機(jī)、智能移動(dòng)設(shè)備快速充電以及家用、商用和戶外固態(tài)照明等等。


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