——ADI公司電源管理部門市場工程師張潔萍談保證信號鏈的信號完整性

 

 

ADI公司一直以優(yōu)異的電源管理解決方案著稱，其設(shè)計的電源管理產(chǎn)品可以提供高效的電源設(shè)計，保證信號鏈的信號完整性。公司提供的實驗室電路和ADIsimPOWER工具可簡化電源電路的選擇和設(shè)計工作。日前，在與ADI公司電源管理部門市場工程師張潔萍的交流中，我們更領(lǐng)略到該公司在這一領(lǐng)域的優(yōu)勢所在。

 

產(chǎn)品豐富，傳統(tǒng)優(yōu)良

 

張潔萍介紹說，ADI公司電源管理產(chǎn)品線涵蓋電池充電器、LED驅(qū)動器、線性穩(wěn)壓器、多路輸出調(diào)節(jié)器、電壓監(jiān)測器和監(jiān)控器、開關(guān)控制器、數(shù)字電源管理、熱插拔控制器、MOSFET 驅(qū)動器、便攜式電源解決方案、電源時序控制器、開關(guān)電容變換器和變換調(diào)節(jié)器等電源管理產(chǎn)品。公司也在不斷擴充的線性和開關(guān)調(diào)節(jié)器、控制器、電源監(jiān)控器、時序控制和熱插拔產(chǎn)品，這些都沿襲了ADI公司45年以來在信號處理IC領(lǐng)域可靠、創(chuàng)新、追求卓越性能和價值的優(yōu)良傳統(tǒng)。

 

應(yīng)對低功耗高能效挑戰(zhàn)

 

張潔萍表示，目前，電源管理IC的集成度越來越高，功率密度越來越高，在制造工藝方面有哪些挑戰(zhàn)。隨著電源技術(shù)的逐步成熟，優(yōu)秀的電源IC以獨特的制造工藝和特殊的功能取勝。ADI和制造工藝商保持緊密的聯(lián)系，對前沿的工藝大膽嘗試，使得集成度及功率密度等方面優(yōu)于競爭對手，比如將多DIE集成封裝，集成MOS采用特殊的溝道方式等。

 

同時，ADI公司通過改進功率器件工藝進而提高電源管理產(chǎn)品的效率。另外，從系統(tǒng)角度出發(fā)，符合系統(tǒng)應(yīng)用及工作狀態(tài)的控制方式極大的提高了系統(tǒng)效率。控制器件通過檢測系統(tǒng)的工作狀態(tài)，動態(tài)的調(diào)節(jié)輸出電壓來達到效率優(yōu)化的目的。隨著系統(tǒng)容量的不斷擴充及空間的考量、電源的通道數(shù)有所增加、控制器件通過檢測輸出功率、調(diào)節(jié)輸出通道的開通與關(guān)斷來達到提升系統(tǒng)效率的目的。

 

高效、節(jié)能、環(huán)保是未來產(chǎn)品發(fā)展的趨勢，如何提高系統(tǒng)電源的效率是廠商們所關(guān)心的問題之一。在現(xiàn)今節(jié)能環(huán)保的大趨勢中，采用先進工藝的ADI的電源管理產(chǎn)品可以幫助客戶實現(xiàn)低功耗高能效。

 

電源管理技術(shù)供應(yīng)商已不僅僅局限在電源技術(shù)本身，從而形成了對更多的系統(tǒng)級知識的要求，比如對系統(tǒng)級信號處理技術(shù)的把握，以及電源管理和信號處理的結(jié)合，因此，實現(xiàn)在整個信號鏈上管理功耗和效率變得越發(fā)關(guān)鍵。

 

ADI公司為當(dāng)今低功耗應(yīng)用提供高度集成、高能效、PCB面積需求更低的電源管理解決方案，可幫助系統(tǒng)架構(gòu)師設(shè)計高能效電源系統(tǒng)。ADI產(chǎn)品的優(yōu)勢在于頻率高、體積小、效率高、集成性強、噪聲低、靜態(tài)電流低，動態(tài)電壓可調(diào)和靈活的接口。這些優(yōu)勢很好地解決了當(dāng)今低功耗系統(tǒng)的電源挑戰(zhàn)。

 

便攜式設(shè)備更要優(yōu)化電源

 

張潔萍認為，便攜式產(chǎn)品集成的功能越來越多，集功能娛樂于一體。對于便攜電源產(chǎn)品，由于空間的限制，要求芯片級產(chǎn)品具有更小的體積，更高的集成度，更少的外圍器件。這就意味著電源管理IC要應(yīng)對電池使用時間、高集成性、可靠性、外形因子以及成本等方面的挑戰(zhàn)。而目前，便攜式移動設(shè)備的電源管理系統(tǒng)還是存在一些技術(shù)上的難題，主要體現(xiàn)在以下三個方面：

第一，電源管理系統(tǒng)中較根本的問題是如何提高電源效率。

 

第二，平衡效率與尺寸，提高頻率可以使用較小的電感，這樣可以有效的減少PCB面積。但提高頻率的同時，也會降低系統(tǒng)的效率，所以在工作頻率和PCB面積間需要找到一個合理的平衡點。

 

第三，RF和音頻線路則要求電源管理系統(tǒng)具有更低的噪音和更高的隔離。

 

針對便攜式電源管理方案，ADI提供的解決方案為白光閃光燈驅(qū)動芯片，代表產(chǎn)品為ADP1650；LED并聯(lián)或串聯(lián)背光驅(qū)動芯片，代表產(chǎn)品有ADP8861、ADP8885；負載開關(guān)，可參考ADP19X系列；點負載降壓調(diào)整器，ADP2147，ADP2138產(chǎn)品；同時，ADI提供的高頻PMU，比如ADP2140等產(chǎn)品不僅減少了PCB尺寸，也提升了系統(tǒng)性能。

 

ADI在針對便攜式電源管理系統(tǒng)方面，力求從客戶的系統(tǒng)角度出發(fā)，為客戶帶來節(jié)能高效的電源管理系統(tǒng)。

 

LED應(yīng)用的挑戰(zhàn)與應(yīng)對

 

在談到LED應(yīng)用給電源管理IC帶來的主要挑戰(zhàn)時，張潔萍認為，在汽車應(yīng)用方面，隨著LED照明在汽車的應(yīng)用中逐漸增加，因此對高電流LED汽車應(yīng)用中的LED驅(qū)動器IC產(chǎn)生了許多新的性能要求。首先，LED驅(qū)動器必須可提供恒定電流，以保持均勻的亮度。其次，LED驅(qū)動器必須實現(xiàn)高效運作。另外，這些應(yīng)用還需要占板面積非常緊湊和散熱效率很高的解決方案。

 

在便攜設(shè)備應(yīng)用方面，目前便攜設(shè)備都具備高性能、高分辨率才能支持涵蓋從互聯(lián)網(wǎng)接入和移動電視到視頻回放的整個范圍的應(yīng)用。然而，這些顯示屏需要4個或更多用于背光的LED和驅(qū)動器。許多便攜式電子設(shè)備都需要額外的電源電路來驅(qū)動輔助RGB狀態(tài)燈和鍵盤背光。

 

ADI公司的主要解決方案包括：ADI公司提供的白光閃光燈驅(qū)動芯片，代表產(chǎn)品為ADP1650。該產(chǎn)品集成了I2C兼容接口的1.5A LED閃光驅(qū)動器。器件集成了1.5MHz或3.0MHz同步電感升壓轉(zhuǎn)換器，I2C兼容接口和1500mA電流源。火炬模式電流高達200mA，效率大于90%(峰值)，主要用在照相手機和智能手機以及數(shù)碼相機,攝像機和PDA。

 

ADI公司提供的LED并聯(lián)或串聯(lián)背光驅(qū)動芯片，代表產(chǎn)品有ADP8861。ADP8861提供一個強大的電荷泵驅(qū)動器，可以獨立控制多達7個LED。其中的6個LED可獨立驅(qū)動至30 mA（典型值），第七個LED則可驅(qū)動至60 mA（典型值）。所有LED的較大電流和漸亮/漸暗時間，均可以通過I2C® 接口編程。這些LED也可以合并為若干組，以減少漸亮/漸暗期間的處理器指令。

 

未來創(chuàng)新是電源管理的精髓

 

張潔萍表示，未來幾年，新能源領(lǐng)域?qū)�會成為電源管理的熱點應(yīng)用領(lǐng)域，并會促進電源管理產(chǎn)品的增長。綠色、環(huán)保、節(jié)能一直是這幾年電源動力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新的重點。隨著綠色技術(shù)在各行業(yè)的不斷滲透，新的行業(yè)標準也在推動產(chǎn)品升級。照明、電信、智能電網(wǎng)、智能家電等領(lǐng)域同樣具有巨大的增長空間，也是電源廠商重點關(guān)注的方向。

 

數(shù)字電源是目前電源管理產(chǎn)品發(fā)展的新方向，主要面向服務(wù)器、電信系統(tǒng)、有線/無線數(shù)據(jù)通訊等工業(yè)與醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用市場。數(shù)字控制器解決方案主要可以分為固定功能硬件和DSP，它們各自有優(yōu)缺點：固定功能的硬件解決方案雖速度快、體積小、成本低，但缺乏彈性；DSP有不錯的彈性，但體積大、成本高、軟件學(xué)習(xí)過程需要很長的時間，而且速度慢。另外，模塊化電源、網(wǎng)絡(luò)化電源等也是目前的關(guān)注焦點，模塊化電源，除了能提高電源供應(yīng)的可靠性，企業(yè)自身還可根據(jù)用電負載選配模塊。因此，廠商們?nèi)绻�想要在激烈的市場競爭中保持甚至提高市場占有率，持續(xù)技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新是重中之重。

 

因此，ADI一直在和客戶緊密合作，了解系統(tǒng)的需求，較新的應(yīng)用及技術(shù)發(fā)展的態(tài)勢，將產(chǎn)品、技術(shù)和應(yīng)用三者緊密結(jié)合，ADI致力于開發(fā)各種具有差異化的產(chǎn)品來滿足客戶的應(yīng)用。