通常來說電源轉換 IC 而言，一個日益增強的趨勢是，提供多輸出器件，例如 6 到 8 個通道，而且所有通道都是同步降壓型轉換器，以在很寬的電流范圍內實現(xiàn)高效率轉換，同時以高于 2MHz 的開關頻率工作，以保持盡可能小的外部組件尺寸和解決方案占板面積。下面是小編總結的一些電源方面的問題。
1. 面對越來越嚴格的能效等級，電源半導體產品的主體發(fā)展趨勢和市場需求是什么?
As the requirements imposed on energy efficiency ratings become increasingly stricter, what are the general development trends and market demands for power semiconductor products?
答 1：今天電源產品制造商面臨的兩大挑戰(zhàn)也許是：在產品壽命期內降低系統(tǒng)的總體擁有成本;就功耗而言使系統(tǒng)更經濟，即提高工作效率以使系統(tǒng)更“綠色”。盡管電源管理對新式電子系統(tǒng)的可靠工作至關重要，但是在今天的系統(tǒng)中，穩(wěn)壓器也許是仍然存在的最后“盲點”之一，人們沒有辦法直接配置或監(jiān)視關鍵電源系統(tǒng)工作參數(shù)。因此，電源設計師一直被迫使用一大堆混在在一起的排序器、微控制器和電壓監(jiān)察器，以設定基本穩(wěn)壓器的啟動和安全功能。數(shù)字可編程 DC/DC 轉換器已經上市很多年了，特別是具備 VID 輸出電壓控制的 VRM 內核電源。不過，直接從穩(wěn)壓器監(jiān)視工作狀態(tài)信息的能力一直缺失，尤其是直接監(jiān)視實時電流的能力。
使用標準串行數(shù)字總線 (例如 I2C) 可與數(shù)字 DC/DC 轉換器實現(xiàn)簡單和高效率的通信，PMBus 等新出現(xiàn)的標準方便了組件互操作性的實現(xiàn)。重要的穩(wěn)壓器參數(shù) (包括啟動特性和定時、輸出電壓和電流限制、裕度調節(jié)規(guī)格、以及過壓和欠壓監(jiān)控限制) 都能以數(shù)字方式直接設定，而不用電阻器和耗費空間的排序及監(jiān)視產品來設定。此外，諸如溫度以及輸入和輸出電壓及電流等關鍵工作參數(shù)可以得到常規(guī)監(jiān)視，并用來優(yōu)化系統(tǒng)性能和可靠性。
2. 從目前的技術發(fā)展來看，如何提升系統(tǒng)級電源產品的整體工作效率? 如何通過核心器件實現(xiàn)電源系統(tǒng)的高效率工作提升電源效率最大的難點在哪里?
On the basis of present technology development, in which ways can the overall efficiency of system power products be improved? How can the high efficiency of power system be achieved via core devices? What is the biggest obstacle to improving power efficiency?
答 2：系統(tǒng)設計師需要克服的一個重大障礙是，器件處于低功率或備用模式時的功耗，因為這時仍然從電池或電源插座吸取電流。因此，自上世紀 90 年代早期開始，凌力爾特一直生產同時具備高效率轉換和低靜態(tài)電流的電源管理 IC。通過采用新的設計方法，以在電源管理和轉換 IC 中，在負載電流很大時實現(xiàn)高效率轉換，我們可以應對這一挑戰(zhàn)。同時，當這些 IC 置于備用或停機模式時，很多新的電源轉換產品也具備了較低的靜態(tài)電流，以便設計師能非常容易地發(fā)現(xiàn)合適的產品，以使其最終系統(tǒng)能更加環(huán)保。
凌力爾特在很多電源管理 IC 中采用了已獲專利的突發(fā)模式 (Burst Mode) 技術。這種技術最大限度地減小了 IC 本身在備用模式時所需的電流。在很多情況下，這種備用靜態(tài)電流低至 2.5uA。
3. 面對要求不斷嚴格的能效等級，如何看待目前的數(shù)字電源管理和傳統(tǒng)的模擬電源管理技術的市場前景和各自的優(yōu)勢?
How should we interpret the market prospects and respective advantages of current digital power management technologies and traditional analog power management technologies as the requirements imposed on energy efficiency ratings become increasingly stricter?
答 3：如果數(shù)字電源設計正確，就可以降低數(shù)據中心能耗、加快產品上市、具備卓越的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應、并在諸如網絡設備中提高系統(tǒng)總體可靠性。
網絡設備的系統(tǒng)設計師需要提高系統(tǒng)的數(shù)據吞吐量和性能，并增加功能。同時，還有一種壓力，就是降低系統(tǒng)總體功耗。數(shù)據中心面臨的挑戰(zhàn)是，通過重新安排工作流程，并將作業(yè)轉移到未得到充分利用的服務器上以使其他服務器能停機，來降低總體功耗。為了滿足這些要求，有必要知道最終用戶設備的功耗。恰當設計的數(shù)字電源管理系統(tǒng)可向用戶提供功耗數(shù)據，允許做出智能能源管理決策。
此外，數(shù)字電源系統(tǒng)管理的一個主要好處是，設計成本降低，且產品能更快上市。采用一種具直觀圖形用戶界面 (GUI) 的綜合開發(fā)環(huán)境可高效地開發(fā)復雜的多電源軌系統(tǒng)。另外，此類系統(tǒng)還可通過該 GUI 實現(xiàn)變更 (取代了“白線”安裝焊接法)，從而簡化了線路內測試 (ICT) 和電路板調試。另一個好處是，由于有實時遙測數(shù)據可用，所以有可能預測電源系統(tǒng)故障，并采取預防措施。也許最重要的是，具備數(shù)字管理功能的 DC/DC 轉換器使設計師能開發(fā)“綠色”電源系統(tǒng)，在負載點、電路板、支架甚至安裝階段，以最低限度的能源使用量，達到目標性能 (計算速度、數(shù)據傳輸速率等)，從而在產品的壽命期內，降低基礎設施成本和總體擁有成本。
凌力爾特的 LTC3880 是一款雙輸出同步降壓型 DC/DC 電流模式控制器，具備集成的電源 FET 柵極驅動器以及可通過基于 I2C 的 PMBus 使用的全面電源管理功能。該產品的高精度基準和溫度補償型模擬電流模式控制環(huán)路可提供 ±0.5% 的 DC 準確度、簡易型補償 (可獨立于操作條件進行校準)、逐周期電流限制、快速和準確的均流、以及針對電壓和負載瞬變的卓越響應性能，并且沒有采用“數(shù)字”控制之產品所常見的任何 ADC 量化關聯(lián)誤差。LTC3880 采用 16 位數(shù)據采集系統(tǒng)，提供輸入和輸出電壓及電流、占空比以及溫度的數(shù)字回讀。該器件還具備故障記錄功能，該功能通過一個中斷標記和一個存儲了故障前瞬間轉換器工作狀態(tài)的“黑匣子”記錄器來實現(xiàn)。通過凌力爾特的 LTpowerPlay? 開發(fā)軟件和 GUI 接口，多軌系統(tǒng)的開發(fā)就更加方便了。
4 電源產品是個技術發(fā)展相對平穩(wěn)和緩慢的行業(yè)，您認為最近有哪些創(chuàng)新性的技術可以給未來電源市場帶來重要的變化，或者說，哪些技術將改變電源應用的格局?
Power product is an industry of relatively steady and slow technology development, from your point of view, which recent innovative technologies can bring critical changes to the future power market? In other words, which technologies will transform the layout of power applications?
答 4：目前在電源管理領域有很多熱點技術，而新技術的一個典型例子是來自可替代能源領域。顯然，任何專注于應對這一領域的電源管理產品都將有極大的增長潛力。
因此，凌力爾特最近推出了能量收集產品系列，以專門服務于這個新市場。這些產品方便了環(huán)境能源非常少量的收集和管理，使該能源能用來執(zhí)行各種功能，例如監(jiān)視大樓中的 HVAC 系統(tǒng)，從而使能源利用效率更高?？蛻舻姆e極響應令我們吃驚，他們已經開發(fā)了很多新的產品理念，如果沒有我們的產品，這些理念是不可能出現(xiàn)的。因此我們認為，我們的產品未來在這一不斷演變的市場上有著極大的潛力。因此，我們將繼續(xù)開發(fā)和推出專門針對這一市場的產品。
在我們周圍存在著許許多多的環(huán)境能量，能量收集的傳統(tǒng)方法一直是借助太陽能電池板和風力發(fā)電機。不過，新的收集手段允許我們利用各種各樣的環(huán)境能量源來產生電能。此外，重要之處并非電路的能量轉換效率，而是更多地在于可為其供電的“平均收集”能量值。例如：熱電發(fā)生器可將熱量轉換為電力、壓電元件可轉換機械振動、光伏元件用于轉換陽光 (或任何光子源)、而流電元件則可從濕氣實現(xiàn)能量轉換。這使得能夠給遠程傳感器供電或對電能存儲器件 (例如：電容器或薄膜電池) 進行充電，從而可為微處理器或發(fā)送器實施遠程供電，而無需使用本地電源。這反過來又為將凌力爾特的能量收集產品用作潛在的解決方案帶來了機會。
可替代能源帶來了很多機會，其中一個非常典型的例子是太陽能供電的電子設備市場。隨著各公司不斷尋求降低能耗的方式，該市場也在持續(xù)增長。例如，我們來看一下智能電表。這類電表用在智能電網上，希望由環(huán)境能源供電，以降低工作所需的能源成本。一個可行和充足的能源是太陽能。不過，因為太陽能是易變和不可靠的，幾乎所有太陽能供電的設備都具備可再充電電池。因此，一個重要的目標是，抽取盡可能多的太陽能以給這些電池快速充電，并保持它們的充電狀態(tài)，以在沒有太陽可用時將電池用作能源。
5 不斷提升的能效等級，特別是白金甚至鈦金牌電源的出現(xiàn)，對電源設計提出哪些更多的要求，除了半導體核心器件在性能上需要進行改進之外，在電源設計中還有哪些地方可以幫助設計者設計更高效的電源?
What kind of additional requirements have the increasingly enhanced energy efficiency ratings, especially the emergence of platinum-level and titanium-level power efficiency, imposed upon power design? In addition to performance improvement needed for core semiconductor devices, what other efforts should be made in power design to help designers develop more efficient power?
答 5：有很多已有和新出現(xiàn)的標準在促進電源性能方面的創(chuàng)新。一個明顯的例子是能源之星 (EnergyStar)，該標準針對家中或辦公室內始終插入電源的設備。為了達到這個標準的要求，電源連接到 AC 電源插座時，必須僅抽取不到 500mW 的功率。另一個例子是歐洲政府出臺針對新建筑物的法規(guī)，強制要求實現(xiàn)更低功耗。這些法規(guī)要求，與以前建造的舊建筑物相比，新建筑物的總體功耗必須低 30%。這就給電源制造商帶來了很多挑戰(zhàn)，要求他們尋找新和創(chuàng)造性的方式以降低產品在正常工作模式和備用模式時的功耗。
6 對于電源整體設計來說，貴公司是否有相應的完整解決方案幫助設計者快速設計符合要求的電源產品，在滿足白金甚至鈦金級電源效率的要求方面，貴公司有哪些新技術和新產品提供給開發(fā)者?
For overall power design, does your company have the corresponding comprehensive solutions to help designers quickly design power products meeting their requirements? To reach platinum-level and titanium-level power efficiency, which new technologies and products do you provide for developers?
答 6：見答 4。
7 現(xiàn)在越來越多的便攜設備在加大對性能需求的同時，對電源功耗提出了更高的要求，如智能手機、平板電腦等，針對這方面的需求，您認為未來便攜電源產品設計的主要發(fā)展需求和發(fā)展難點在哪里?
Today, more and more portable devices such as smart phones and tablets have higher requirements for power consumption while increasing requirements for performance. In this regard, what are the main development demands and difficulties for the future portable power product design?
答 7：就便攜式產品的設計而言，存在很多系統(tǒng)設計師必須克服的關鍵問題。然而，最重要的問題之一，是怎樣讓熱量從設備中散發(fā)出來，因為這類設備沒有風扇用來實現(xiàn)冷卻。因此，這類產品內部使用的電源轉換 IC 必須是熱效率非常高的，因為電源轉換效率欠佳會產生熱量。這種熱量是在能量傳遞過程中于穩(wěn)壓器中損失的功率產生的。此外，在很多便攜式設備內部，用于實現(xiàn)冷卻的空氣流動有限，散熱器也受到限制，因為這類產品本身的尺寸和可用空間有限。這導致在小型、緊湊的外形中，裝入的是密集排列的印刷電路板。因此，將熱量排出產品的途徑有限。這種熱量就等于工作環(huán)境溫度的上升，這又可能對產品的可靠性產生不利影響。
DC/DC 轉換器的轉換效率可以按照輸出功率除以輸入功率計算，或者換一種方式，按照負載功率除以輸入功率計算。在電源轉換過程中產生熱量所導致的結果是，系統(tǒng)設計師必須仔細考慮應該使用什么類型的穩(wěn)壓器。因此，在很多制造商中出現(xiàn)的一種常見的趨勢是，采用開關穩(wěn)壓器而不是更簡單的線性低壓差穩(wěn)壓器，因為開關穩(wěn)壓器可以更高的效率工作。
在幾乎任何類型的電池供電便攜式設備中都需要多個電壓軌，這種情況非常常見。這些軌包括多個微處理器軌和大量特別功能電壓軌。因此，對提供必要功率的電池需求已經極大地增加了。不過，電池的外形尺寸一直保持相對較小，而且功率密度僅實現(xiàn)了適度增加。結果，在幾乎任何手持便攜式設備中，電池運行時間和良好的熱量管理都成為了非常重要的賣點。這導致需要非常緊湊和高效率的多輸出同步降壓型轉換器。
同步降壓型轉換器與傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器相比，已經在電池運行時間上有了極大改進。此外，這類轉換器提供 96% 左右的效率，幾乎無需任何散熱器。
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