高速发展的电源技术
由《今日电子》杂志和21lC中国电子网举办的第十一届电源技术研讨会圆满结束7，这次大会在全国六大城市为2000多工程师奉献760余场精彩演讲.从一个侧面展示了电源技术的兴旺局面。
电源技术百花齐放
电源技术的发展大方向依然是高效、环保，但针对的应用领域不同，具体的技术特点也就不一样。各大电源厂商为了深耕细分市场，纷纷针对行业特点进行了细致的开发。
德州仪器公司是电源管理行业的领头者，本次大会上，他们推出了两个演讲题目，一个是“面向手持及低待机功耗器件的DC/DC解决方案”。目前，市场上以手机为代表的小型手持设备对供电提出了更高的要求，必须在更小的外型尺寸内提供效率更高的供电，并且满足散热及EMI要求。围绕市场需求，TI推出了各种满足低待机功耗要求的方案，面向不用应用的多种器件，包括带有DC-Control功能的器件、MicroSiP封装的DC/DC模块、面向处理器供电的多相DC/DC器件，以及TI新推出的一些具有超低待机功耗的DC/DC器件。其中，DCS-Control是TI推出的一种新技术，它支持优异的瞬态负载调节，可在高负载与低负载（节能）工作间实现无缝转换。另外，TI推出的MicroSiP封装的将开关元件、电感以及输入输出电容全都集成进去的高集成度DC/DC模块，可以大大减少整体方案尺寸，简化工程师的开发工作，同时提供优异的EMI性能，并具有同分立元件一样的高效率。另外，在演讲中，还介绍了针对高功率密度的处理器供电的多相DC/DC，这些多相电源方案可以满足处理器电源工作电流大、负载变化大的要求，在整个负载范围内实现高效率。TI不仅提供功能丰富的各类器件，而且针对一些特殊应用还推出具体方案和参考设计，帮助用户尽快地利用TI的器件完成自己个性化的设计。在TI的另一个演讲“基于TI C2000 MCU的3相PFC和APF应用”中，就介绍了一个这方面的案例，TI基于C2000 MCU开发的3相PFC和APF参考设计，可以提供免费的代码、原理图、PCB都可以开放给用户，从而节省用户的开发时间，把更多的精力用在自己的特色设计上。
英飞凌公司的演讲题目是“第五代SIC二极管在开关电源设计中的优势”。众所周知，开关电源一直朝着高效率、高功率密度的方向发展，同时，像IEC-610000-3-2、能源之星等行业标准对功率因数的要求也越来越严格。传统的硅二极管在性能上越来越无法满足这些技术的挑战，而碳化硅（SiC）这种革命性的功率半导体材料，其物理性能远优于硅功率器件，其具有标杆性的开关性能，且无反向恢复，开关特性不受温度影响，这些特性使得碳化硅功率器件有助于提高开关电源能效，缩小解决方案的占板空间，提高开关频率和大幅降低电磁干扰（EMI）。英飞凌的第五代650V thinQ！ SiC肖特基势垒二极管具有出色的特性，基于其的PFC电路达到了极高的能效，新一代器件具备更高的击穿电压：650V，完美匹配最新的coolMOS技术。对于太阳能逆变器等应用以及具有挑战性的开关电源环境而言，这种特性可实现更高的安全裕度。此外，第五代产品还具备高浪涌电流耐受性和更丰富的型号——包括具备更高额定电流和采用全新封装（如TO-247和ThinPAK）的产品。英飞凌第五代产品的目标应用是高端服务器和电信SMPS（开关模式电源）、PC银盒和照明应用、太阳能逆变器和UPS（不间断电源）系统等。
安森美半导体公司的演讲题目是“低待机能耗电源方案”，在演讲中介绍了其增强型PFC控制器NCPl61l的特点及应用。NCPl61l采用电流控制频率反走（CCFF）架构，工作在临界导电模式（CrM）/不连续导电模式（DCM）下，带谷底开关，在宽工作电源范围下能提供极佳的能效，并且在宽负载范围下可提供高功率因数以及良好的总惜波失真（THD）性能。相比传统的标准CrM PFC控制器，采用这种创新架构的NCP16ll的性能得到大大提升，具有更高的故障处理能力、更佳的瞬态响应同时可以灵活支持不同的偏置情形。NCPl61l专门针对平板电视、电源适配器、高能效计算机电源及LED驱动器电源进行了优化，是这些领域应用的理想选择。
新日本无线公司的电源产品主要是面向汽车、产业、家电等领域的电源IC。本次大会上，其重点介绍了应用在汽车领域的宽输入范围电源稳压器产品。这其中，有驱动外接MOSFET的升压型开关稳压器NJW4140，它具有宽工作电压范围，最适合于车载电池类型的电源。该产品驱动段的FET是外接形式，所以在大功率应用时，不会发热，有利于散热；并且，保证在125℃工作，也能对应绝缘型回扫方式应用，最适合于怠速熄火等各种升压电路。低压差稳压器NJW4184，具有低消耗电流，最适合于持续工作的监视系统用的微处理器电源。此外，针对汽车中开始越来越多应用的锂电池组，新日本无线也有自己的产品——串联稳压器NJW418l，其消耗电流为9μA，采用了小型、薄型的ESON封装，最适合于电池驱动产品。
锂电池的应用越广泛，其安全性也就越发受到重视。精工技术有限公司很早就着眼于这一领域，成功开发了一系列产品。S-8209A/S8209B系列是内置高精度电压检测电路和延迟电路的、用于保护锂离子/锂聚合物可充电电池的IC。由于配置了通信功能和2种电量平衡功能，它们也级联来构成多节串联电池的保护电路。这两个系列皆可通过外接电容在输出端子上设定延迟时间，在CTLC、CTLD端子上控制充电、放电和电量平衡，并且配置了充电/放电的2种电量平衡功能。此外，为了不给系统带来额外的负担，这两系列的最大工作电流只有7μA。另外，还有S-8244系列，它是内置高精度电压检测电路和延迟电路的锂离子可充电池二级保护用IC。精工公司的锂离子电池保护产品已有500余种，它们互相搭配组合，可以实现对绝大多数锂离子电池组的保护方案。
意法半导体公司为本次大会所做的报告主题是高功率因素的初级感应调节（PSR）LED驱动方案。该报告以意法半导体新近开发的HVLEDS07/815PF为例，专门介绍了目前正在兴起的高压LED的驱动解决方案。HVLED807/815PF都是带初级感应调节的离线式LED驱动器，两者的区别在于驱动的LED灯的功率不同。HVLED807最高能驱动7W，而HVLED815则能达到15W。这两款产品都内置了能耐压800V的MOSFET，具有3%精度的连续输出电流，具有ZVSI作模式，具有很高的功率因数（0.9），可进行三端双向可控硅调光，还能进行LED串的开路和短路管理功能。从报告的内容中可以看出，高压LED的驱动解决方案已经非常成熟，有助于高压LED的进一步普及。
降低电子产品的待机功耗是每个电源厂商都在追求的目标，恩智浦公司在本次大会上就介绍了其最新的技术和解决方案。降低传导损耗、降低开关损耗、提高电源在轻负载下的效率，这些都是恩智浦解决方案的重点。为了降低传到损耗，他们采取了降低高压MOSFET的Rdson，降低肖特基二极管的VF的做法；为了降低开关损耗，采取了降低线性频率，软开关等技术；而对于提高轻负载下的效率，恩智浦提供了TEAl738，其适用于反激拓扑，工作在峰值电流和频率控制模式，频率抖动器可降低EMI。同时，开关模式电源（SMPS）控制器IC TEAl716也在本次大会上得到了介绍，这是业界首款PFC和LLC谐振组合控制器，可在低负载下实现超低待机功耗，并且符合将于2013年生效的欧盟生态设计指令的要求。
益登科技是国内外知名的电子分销商，这次代表Silicon Labs公司介绍了其最新的隔离产品解决方案。隔离器市场在未来几年的增长率将大于20%，但是挑战也与日俱增。为了应对挑战，Silicon Labs的隔离器方案在技术上做了很多革新。本次大会介绍了最新的数字隔离器Si86xx，其拥有150Mbps数据传输速率，通道数最多可达6个，适用于12C和SMBUS总线；增强的隔离等级，工作电压最高可达1200V，在额定工作电压下，寿命可达60年以上，通过了UL、CSA以及VDE认证；内部差分信号和窄带接收器确保了较高的抗电磁干扰能力。该产品基于电容隔离，采用二氧化硅（SIO2）作为绝缘体，使用了可升级、高容量CMOS处理技术；高频信号通过电容隔离来传递信息，采用开关键控（OOK）调制技术，确保输出与输入完全一致，噪声非常小。
金升阳公司是本土电源企业的佼佼者。在本次大会上，结合自己的产品和设计经验，金升阳公司给大家介绍了电源与系统的电磁兼容（EMC）设计和应用技术。报告的开始，以几个具体的案例，先介绍了电磁兼容的重要性。然后，分析了EMC的基础架构和标准，再根据开发的要求和对应的标准，详述了EMC开发过程中的要点。最后，以金升阳的开发案例来剖析电源与系统EMC设计的误区。从报告当中，可以看出金升阳在电源开发方面的执着和付出。正是通过技术细节的孜孜以求，才使得他们在技术上有了很大的飞跃。这一点，也是值得国内同行所学习的。
很多人都知道瑞萨公司在MCU的市场占有率是第一的，其实，在电源管理方面，瑞萨也有着丰富的产品线。为了实现打造智能社会的目标，瑞萨公司提出了打造智能建筑、智能工厂、智能汽车、智能家居和智能电网的计划。这些计划的核心都是MCU，同时配合各种电源管理IC和功率器件，以实现智能化、高效化的解决方案。
瑞萨公司在本次大会上介绍了其数字电源方案。该方案以100MHz主频的32位MCU RX62T为核心；通过软件方式实现PFC功能，功率因数可达0.99；MCU内部高性能的PWM发生器可优化PFC及DC/DC电路设计，MCU内部ADC、AMP（带可编程增益放大器）、CMP（比较器），则能与PWM输出联动，可实现高速反馈，及过压过流、输出短路等保护功能；内置超低导通压降的IGBT可以有效提高PFC部分效率，低导通内阻Power MOSFET可以提高DC/DC部分效率。该方案还配有开发套件，非常适合不熟悉数字技术的工程师进行学习。
说数字电源，就不能少了爱立信公司。因为通信行业的需要，爱立信很早就推出了自己的数字电源产品。在本次大会上，爱立信公司介绍了其最新的数字电源产品——BMR457.BMR457包括一个32位ARM核数字微控制器，内嵌爱立信DC/DC能量优化固件。该固件集成了爱立信的一系列知识产权和为工业应用而优化的功能，能持续优化开关参数并降低能量损耗。BMR457有两个输入电压范围：36～75V输入，提供的输出功率为264W；40～60V输入，可提供300W输出。通过PMBus命令，输出电压可在6.9～13.2V内可调，这使BMR457非常适合动态总线电压操作，可在系统数据流量小的时候降低能量损耗。
值得一提的是，爱立信公司还专门为数字电源技术编写了一个手册，有兴趣的工程师不妨上网一看。
用先进的电源测试技术支持电源技术
在历届的电源技术研讨会上都能看到众多测试测量厂商的身影。这是因为，电源产品的研发离不开测试测量，工程师要想设计出高效率、高稳定性、低成本的产品，测试测量工具在其中起着关键的作用。在本届电源研讨会上，安捷伦、力科、横河、RIGOL等主流测试测量厂商给与会的观众带来了最新的电源测试方案及产品展示。
安捷伦科技公司已经多次参加电源技术研讨会，在本次大会上，其演讲题目是“安捷伦电源测试提示帮助您提升研发品质”。对于种类繁多的电源产品，测试需求多种多样，但对于研发工程师，不管是哪种电源产品，降低成本、提高效率、减小体积、延长工作寿命、提高稳定性并满足EMC要求，都是研发工程师必须面对的永久挑战。安捷伦的演讲围绕电源测试中的需求和技巧展开，将其多年从事电源测试的技术积累与应用方案介绍给用户，其内容包括：电源测试基础及主要测试参数、开关电源的测试方法、DC/DC电源输入噪声和文博仿真和一直测试方法、电磁兼容的测试等。并介绍了安捷伦提供的在电源测试中广受欢迎的一些测试仪器，例如：53200函数和任意波形发生器、N6705直流电源分析仪、3000X系列总线分析示波器、6000系列总线分析示波器、N9310A信号源、N9320B频谱分析仪、N9340BHSA手持频谱分析仪等产品。
北京普源精电科技有限公司也多次参加了电源技术研讨会，作为测量仪器领域的后起之秀，他们凭借自主研发和不断创新，从最初的数字示波器产品不断扩展，目前成为可以提供通用电子测量仪器、射频/通信测量仪器以及化学分析仪器的综合性测量仪器供应商，其中，RIGOL DS6000系列数字示波器获得有“科技创新奥斯卡”之称的美国R&D100 2011年度大奖，这是该奖创立以来中国仪器公司首次获奖，2012年，RIGOL DG4000系列函数任意波形发生器再次获得R&D100 2012年度大奖。在今年的演讲中，RIGOL介绍了电源测试产品如何选型以及RIGOL最新电源测试方案。RIGOL开关电源测试方案包括：DS6/4/2000示波器、电源分析软件、偏移校正夹具、差分探头、电流探头、无源探头，可以满足开关电源测试与分析的各种需求。
力科公司演讲的题目是“开关电源及小幅电压纹波信号的测量与分析”，作为一家专注于示波器的厂商，力科在开关电源测试中具有丰富的技术经验，在演讲中详细介绍了开关电源测试领域的一些重点和难点测试问题，例如：如何进行无参考地测量；如何消除测量误差源；如何进行开关器件参数测量；如何进行循环控制测量；如何测量输出纹波；如何进行EMI及开关噪声分析等，这些电源设计及测试工程师所必须面对的问题，力科都给出了具体的测试方法和测试技巧。另外，作为业界唯一推出12位高精度示波器的厂商，力科还详细介绍了如何利用12位高精度示波器进行电源纹波测试，帮助工程师解决这一电源测试中的普遍难题。
上海横河国际贸易有限公司令年的演讲题目是“并网光伏逆变器电气特性的测量”。在演讲中介绍了目前光伏逆变器相关的测试标准以及横河的解决方案，横河提供了WT3000高精度功率分析仪、DL850示波记录仪、701260高电压输入模块、Hitec电流传感器来满足光伏逆变器相关的各种测试需求，横河的解决方案具有测量精度高、测试效率高的特点，能满足最新并网发电机标准的测试需求，横河的解决方案目前支持IEC61400-21与FGW TR3国际标准。
结语
本次大会上，除了厂商的演讲外，多位专家还作了精彩的报告。从这些报告中，我们可以看出，电源技术正处在一个高速的发展时期，新的创意时刻都在涌现着。可以说，电源行业迎来了一段美好的时光。希望在明年的研讨会上，我们看到更多令人惊喜的技术和产品。