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        新型電源技術(電源領域的新技術有哪些)

        Time:2023-12-29 11:48:39 Read:212 作者:CEO

        行業趨勢往往是由無法完全滿足的需求驅動的。無論是時尚界、娛樂業、政治還是權力管理領域,這種現象都存在。一旦一種發展趨勢被公眾認可,創新的機會就出現了。雖然有些趨勢似乎是短暫的,但其他趨勢卻是持久的。

        也許是因為最新電源管理技術的困難,或者可能是因為電源管理行業的保守本質,電源行業的趨勢往往具有較長的生命周期。但我們不能因為行業有固有的趨勢就停滯不前。當不再有創新的機會時,所謂的趨勢就失去了本質的意義;然而,當技術能夠實現新的創新時,一些潛在的趨勢也會被喚醒。趨勢和導致趨勢的技術之間存在一些差異。

        新型電源技術(電源領域的新技術有哪些)

        電源管理的發展趨勢包括:

        電源效率。

        功率密度。

        能量收集。

        數控電源。

        用於快速設計的電源管理工具。

        寬VIN供電。

        集成度高。

        智能電源。

        您一定會在北卡羅來納州夏洛特舉行的2015 年應用電力電子展(APEC) 上找到這些趨勢的創新示例。

        讓我們重點關注TI 認為最重要且我們將見證創新增長最快的3 個趨勢:

        更高的功率密度。

        智能電源。

        能量收集。

        功率密度

        功率密度的競爭就像20世紀80年代的“軍備競賽”,當時許多公司花費了大量的研發資金來保持領先地位。這些公司盡最大努力在盡可能小的設備中處理最大功率。然而,這種趨勢也帶來了許多挑戰,例如新的拓撲(無橋功率因數校正)、更高的開關頻率,當然還有提高的功率效率。在輔助方麵,我們還擁有全新的技術:寬帶隙(WBG)器件,例如氮化镓(GaN)和碳化矽(SiC)開關器件。我們還需要支持一個麵向這一趨勢的生態係統,其中包括更快的驅動程序和控製器,可以管理這些驅動程序和開關設備的功能。最小脈衝寬度低於10ns 且傳播延遲更短的器件在實現支持更高功率密度趨勢的拓撲方麵發揮著關鍵作用。許多高功率密度演示都使用高性能數字電源控製器,這些控製器本身不會消耗大量功率,但需要非常好的邊緣控製和極快的數據轉換器來進行環路控製。此外,它們還需要能夠快速計算下一個開關周期響應時間的電路。因此,很容易看出功率密度的重大改進為創新提供了肥沃的土壤。

        智能電源

        智能電源是一個主要的創新趨勢,通過讓係統管理電源子係統來滿足係統效率要求。過去,電源子係統很大程度上是自我管理的。根據係統需求,電源設計人員可以在排序、軟啟動和停止以及故障檢測響應方麵配置電源,但這些基本上都是基本配置。當前的係統要求電源子係統和主係統之間更加實時配合。電源管理總線(PMBus) 等工業接口有助於標準化接口和數據協議,但當係統與電源配合使用時,它們的真正優勢才顯現出來。在大多數情況下,係統會提前知道何時改變運行模式,這將需要電力係統的運行方式做出相應的改變。與電力係統共享此信息可以使電源做出適當的響應。

        當係統和電源子係統能夠在更高級別上進行通信時,我們將擁有巨大的創新機會。當前係統使用動態電壓調節(DVS),係統告訴電源子係統改變輸出電壓。雖然這種方法有效,但它的作用還不止於此。更高層次傳遞更多信息,為多維動力源提供更豐富的信息,更好地滿足響應需求。混合信號處理技術使設計人員能夠實現最佳分區。功率集成電路(IC) 設計人員可以將數字智能與最佳模擬電路緊密結合。這使得集成電源轉換器能夠滿足更智能的電源子係統的需求,從而能夠更輕鬆地與主機係統配合工作。未來的設備將加速解決整體係統效率的趨勢。

        能量收集

        能量收集趨勢是物聯網(IoT) 的主要推動力。許多物聯網設備依賴於無線連接的創新,但為了真正高效地運行,這些物聯網設備需要無線供電。電池當然可以為物聯網供電,但在後續使用過程中更換電池可能是一個問題。隻要能夠提供所需的所有電力,從環境中獲取能源就有意義。收集環境能源為創新提供了許多機會。提高能量采集器的效率是一個主要研究領域,但如何管理所采集的能量也同樣重要。環境中的能量並不總是穩定的,因此必須在足夠的時候儲存能量以備緊急情況。為了實現這一目標,能量收集管理單元應消耗盡可能少的能量。

        物聯網的另一個問題是,為了最大限度地減少所需的總能源,峰均功率比往往會達到極限,常常超過1,000 比1。能源管理單元需要以極短的延遲處理這些請求,同時保持極低的延遲。低功耗。

        或許大家沒有意識到,數字電源控製在十年前成為流行的電源管理趨勢,並在APEC上引起熱議。這表明數字電源控製並不是一種全新的趨勢,而是通過工藝技術的創新而重新煥發活力的趨勢。在這一工藝技術創新中,高性能數字電路可以與高性能模擬電路集成在同一芯片上。我們在一些領域應用中也可以發現同樣的情況。例如,高性能無源元件可以經濟高效地集成在IC 封裝中。

        因果關係很難區分,就像先有雞還是先有蛋的問題一樣。很難給出答案。是技術開啟了某種發展趨勢,還是某種發展趨勢催生了技術?但有一點是明確的,我們不能再等待創新趨勢。正如穀歌的“小盒子挑戰”向我們展示的那樣,如果我們不推動行業創新,其他人就會這麼做。

        TI 亞太經合組織

        在2015 年APEC 大會上,TI 計劃重點展示數字電源和GaN 技術方麵的多項進展,並推出新的尖端工具,以幫助加快工業、智能電網和汽車應用等領域的電源設計。以下是TI 展位(1001 號)將展示的演示內容:

        數字電源:動態同步整流控製、端到端PMBus 負載點DC/DC 解決方案、用於數字電源配置和建模的硬件和圖形軟件工具以及用於將太陽能轉換為電能的工具。

        DC/DC:使用SIMPLE SWITCHER納米模塊、同步穩壓器和汽車啟停電源可以輕鬆實現寬VIN多軌電源。

        LED照明:高效、降壓、大功率LED驅動器,支持火災報警門控和同步功能。

        WEBENCH 電源設計工具和TI Designs 參考設計庫。 TI 將向與會者提供一個包含許多演示參考設計的USB 閃存驅動器。

        TI 的一些電源專家也將參加技術會議,其中兩場會議將重點討論寬帶隙功率器件的影響以及TI 如何使GaN 技術更加可靠。

        如需了解更多信息並了解TI 在整個APEC 活動中的活動,請訪問http://www.ti.com/apec15。

        TI 演講嘉賓名單及演講時間:

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