APEC的增長反映了電力行業(yè)的健康

作者：Alix Paultre，特約編輯 今年在德克薩斯州圣安東尼奧（加利福尼亞州阿納海姆，明年）舉行的應(yīng)用電力電子會議 (APEC) 比上屆規(guī)模更大，代表了電力行業(yè)的新能源（雙關(guān)語）。超過 5,000 名電力電子工程專業(yè)人士參加了會議，APEC 在兩個重要類別中打破了記錄——“完整會議”參加者的數(shù)量以及同時報名參加在展會之外舉行的周日和周一研討會的參加者人數(shù)。

此外，電源制造商協(xié)會 (PSMA) 周六舉辦的全天研討會，內(nèi)容涉及磁性元件和電容器，出席人數(shù)異常多。Greg Evans 是幕后辛勤工作的人之一，他表示：“很明顯，功率半導體（GaN、SiC 和硅）的持續(xù)發(fā)展是對電路知識和理解日益增長的需求背后的驅(qū)動力。拓撲和組件選擇?！?/p>

除了會議會議之外，有史以來規(guī)模最大的 APEC 展覽和數(shù)量最多的行業(yè)會議相結(jié)合，為與會者提供了最新的新產(chǎn)品開發(fā)機會。隨著制造商不斷擴大對能源管理在嵌入式電子各個方面的重要性的認識，此次展覽的美妙之處在于其全面的方面，被稱為“電力展”。

Evercell我們在 APEC 觀察到的最有趣的事情是一些遠未成熟但前景廣闊的技術(shù)。Evercell熱收集器演示單元在現(xiàn)場演示中可以產(chǎn)生約 200 mV 的恒定輸出。Evercell 熱收集器的生產(chǎn)將擴大到提供 1.2 Vdc 的輸出。

Evercell 電池的基本設(shè)計是由幾十到幾百納米的四個非常薄的層組成。相對的電極將厚度小于 200 nm 的電介質(zhì)夾在中間。施主電極的表面經(jīng)過表面處理以降低其表面的功函數(shù)，從而施加與面向電介質(zhì)的施主電極緊密接觸的低功函數(shù)表面。它被解釋為一種納米技術(shù)“麥克斯韋的惡魔”。如果它能夠很好地擴展，這將是一個重大突破——一個革命性的突破。

德州儀器 德州儀器的 1MHz 有源鉗位反激芯片組和業(yè)界首創(chuàng)的 6A 三電平降壓電池充電器可以將電源尺寸和充電時間縮短一半。TI 的新芯片組工作頻率高達 1MHz，結(jié)合了UCC28780有源鉗位反激控制器和UCC24612同步整流器控制器。對于需要在小尺寸解決方案中實現(xiàn)最大充電效率的電池供電電子設(shè)備，bq25910 6-A 三電平降壓電池充電器可將解決方案占位面積縮小多達 60%。

UCC28780 旨在與氮化鎵 (GaN) 和硅 (Si) FET 一起使用，其先進的自適應(yīng)功能使有源鉗位反激拓撲能夠滿足現(xiàn)代效率標準。通過根據(jù)輸入和輸出條件改變操作的多模式控制，將 UCC28780 與 UCC24612 配對可以在滿載和輕載時實現(xiàn)并保持高效率。

LittelfuseLittelfuse增加了兩個 1,200-V 碳化硅 (SiC) n 溝道增強型 MOSFET，這是 Littelfuse 與 Monolith 于 2015 年建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系的最新產(chǎn)品，旨在為工業(yè)和汽車市場開發(fā)功率半導體。LSIC1MO120E0120 和 LSIC1MO120E0160 SiC MOSFET 分別提供僅為 120 mΩ 和 160 mΩ 的超低導通電阻 (RDS(on)) 水平。

這些 SiC MOSFET 設(shè)計用作各種功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的功率半導體開關(guān)，在阻斷電壓、導通電阻和結(jié)電容方面明顯優(yōu)于硅 MOSFET。新的 1,200-V SiC MOSFET 在系統(tǒng)級減少了無源濾波器組件并支持更高的功率密度，其極低的柵極電荷和輸出電容與超低導通電阻相結(jié)合，可實現(xiàn)最小的功耗、更高的效率、并減少所需冷卻技術(shù)的尺寸和復雜性。

Navitas作為第一款 GaN 功率 IC，Navitas Semiconductor 的iDrive NV6131、NV6105 和 NV6115 提供高效 650-V、160-mΩ 功率 FET，增加了數(shù)字和模擬電路的集成度，從而實現(xiàn)了突破性的速度、能效、功率密度，并降低系統(tǒng)成本。GaN 可以實現(xiàn)比硅高 100 倍的頻率，但驅(qū)動、控制和保護這種高速功率器件一直是限制采用的行業(yè)挑戰(zhàn)。

通過將這些關(guān)鍵的數(shù)字和模擬電路與 GaN 功率器件單片集成，這些系統(tǒng)級問題已被消除。帶有 iDrive 的 Navitas GaN 功率 IC 可確保為任何應(yīng)用提供優(yōu)化和穩(wěn)健的性能。系統(tǒng)工作頻率提高 10 到 100 倍，同時效率提高，功率密度提高 5 倍，系統(tǒng)成本降低 20%。

Power Integrations為滿足電源中對數(shù)字功能不斷擴大的需求，Power Integrations 發(fā)布了可配置離線 CV/CC 和 CP 反激式開關(guān) IC 的InnoSwitch3-Pro系列。新器件能夠在線路和負載條件下提供高達 65 W 的功率并實現(xiàn)高達 94% 的效率，允許通過一個簡單的方法對電壓（10-mV 步長）和電流（50-mA 步長）進行精確、動態(tài)可調(diào)的控制兩線 I 2 C 接口。設(shè)備可以與微控制器配對或從系統(tǒng) CPU 獲取輸入以控制和監(jiān)控離線電源。

InnoSwitch3-Pro 電源轉(zhuǎn)換 IC 包括微處理器 VCC 電源，無需外部 LDO 為微控制器供電；還包括一個 n 溝道 FET 驅(qū)動器，可用于啟用或禁用主電源輸出。與集成總線電壓、電流和故障報告遙測以及動態(tài)可配置保護功能（如 OTP、線路 OV/UV、輸出 OV/UV 和短路）一起，顯著減少了復雜離線電源的 BOM 數(shù)量設(shè)計復雜性大大簡化。InnoSwitch3-Pro IC 采用 Power Integrations 的高速數(shù)字通信技術(shù)、FluxLink、同步整流、準諧振開關(guān)和精確的次級側(cè)反饋傳感和反饋控制電路。

GaN Systems為強調(diào)寬帶隙器件向更多應(yīng)用領(lǐng)域的遷移，GaN Systems宣稱是業(yè)界電流和功率效率最高的 100-V GaN 功率晶體管，即 100-V、120-A、5-mΩ GaN E-HEMT設(shè)備。它是 GaN Systems 自己的 90-A 器件額定電流的 1.3 倍，是業(yè)內(nèi)其他大電流 GaN 器件額定電流的 2.4 至 4.6 倍。GS-010-120-1-T 是一種增強型 GaN-on-silicon 功率晶體管，它利用了 GaN Systems 提供的所有芯片設(shè)計和封裝優(yōu)勢。

這種革命性的晶體管非常適合汽車、工業(yè)和可再生能源行業(yè)中不斷增長的 48V 應(yīng)用，這些應(yīng)用需要在更小的外形尺寸中提供高功率水平的電源系統(tǒng)。該晶體管與 GaN Systems 的 100-V、90-A GaN E-HEMT (GS61008T) 兼容，從而使客戶能夠通過替換 GS-010-120-1-T 來增加功率，而無需更換電路板。在相同尺寸的封裝中增加電流容量可以讓客戶在相同系統(tǒng)體積的情況下有效地增加 33% 的功率。

安森美半導體為在現(xiàn)代 LED 照明應(yīng)用中實現(xiàn)精確的寬范圍調(diào)光，安森美半導體宣布推出兩款用于 LED 照明的新型 QR PSR PWM 控制器，具有功率因數(shù)控制 (PFC) 功能?？烧{(diào)光 NCL30386 和不可調(diào)光 NCL30388 是高功率因數(shù) (PF)、單級、恒流 (CC) 和恒壓 (CV) 初級側(cè)調(diào)節(jié) (PSR) 脈沖寬度調(diào)制 ( PWM）控制器，用于反激式、降壓-升壓或 sepic 電源拓撲。它們以準諧振 (QR) 模式運行，以達到超過歐盟生態(tài)設(shè)計、能源之星和 NEMA SSL 法規(guī)等電力標準規(guī)定的效率水平。

集成的數(shù)字功率因數(shù)校正 (PFC) 算法可確保在通用輸入電壓范圍內(nèi) PF 大于 0.95，總諧波失真 (THD) 小于 10%。集成的高壓啟動電流源可確保快速啟動、低待機功耗和輸出端的寬范圍運行。電流和電壓通過數(shù)字 PSR CC/CV 環(huán)路控制進行調(diào)節(jié)，通常在 ±2% 范圍內(nèi)實現(xiàn)，以在所有條件下提供高度均勻的照明亮度。這些器件使用簡單，可在 9.2–26 Vdc 的寬 VCC 范圍內(nèi)工作，具有谷值鎖定和頻率折返功能，可確保在整個電壓范圍內(nèi)保持高效率。

Silicon Labs物聯(lián)網(wǎng)的快速擴展正在推動 IP 攝像機、智能照明燈具、功能豐富的視頻 IP 電話、先進的 802.11 無線接入點和智能家電對 PoE+ 連接的需求。為了解決這個問題，Silicon Labs發(fā)布了 Si3406x 和 Si3404 系列，它們在單個 PD 芯片上包含所有必要的高壓分立元件。新的 PD IC 支持 IEEE 802.3 at PoE+ 電源功能、超過 90% 效率的靈活電源轉(zhuǎn)換選項、強大的睡眠/喚醒/LED 支持模式以及卓越的 EMI 抗擾度。

Si3406x IC 集成了 PoE+ PD 應(yīng)用所需的所有電源管理和控制功能，將通過 10/100/1000BASE-T 以太網(wǎng)連接提供的高壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓的低壓輸出電源。優(yōu)化的架構(gòu)通過在保持高性能的同時使用經(jīng)濟的外部組件，最大限度地減少了印刷電路板 (PCB) 的占位面積和外部 BOM 成本。

作為 Si3406x 系列的補充，Si3404 IC 為低功率 15W PoE PD 應(yīng)用提供經(jīng)濟高效、符合 802.3 Type 1 標準的支持。Si3404 包含低功耗 PD 應(yīng)用所需的所有接口和控制功能，占用空間非常小。Si3406x IC 集成了二極管電橋和瞬態(tài)浪涌抑制器，可直接連接到以太網(wǎng) RJ-45 連接器。

審核編輯 黃昊宇