高效、智能的电源技术在飞速发展——记2013电源研讨会

由《今日电子》杂志和21IC中国电子网举办的电源技术研讨会圆满闭幕了。遍及全国六大城市，60多场精彩演讲，2000多工程师现场出席，这些都在继续刷新电源会的记录。不过，比起这些数字，更让人感兴趣的是，有很多最新的电源和测试方案的展示，它们都代表了当今的最高技术水平。下面，就让我给大家回顾下大会的精彩内容吧。

新应用和新材料推动电源技术发展

在过往几届大会上，消费电子一直是电源技术的最热门应用。但随着全球经济形势的变化，传统的工业，新兴的照明、汽车电子、新能源等领域开始成为电源技术的新动力，采用SiC等新材料的器件也开始登场亮相。

作为全球最大的模拟器件供应商，TI公司就在本次大会上推出了针对工业和汽车应用的解决方案，其中包括了一系列完整的宽输入集成FET DC/DC变送器。目前，工业应用中的电源面临几大挑战：一是更高的输入电压，二是低静态电流和更长的电池寿命，三是FPGA/DSP和微控制器的供电要求，四是高准确度的数据采集，五是要节省电路板空间，六是隔离和电路保护。TI的多款产品正是针对这些要求而研发的。这其中包括了LM25011A和LM25011，具有可调节电流限制的42V，2A恒准时开关稳压器;第一个100V同步降压整流器系列LM(2)5017/18/19;2W隔离DC/DC变换器;专为PLC控制而设计的LM5017，给MCU和PLC供电的LM25017，还有输入电压范围为3～65V的同步升压控制器LM5122。同时，针对汽车电子应用，TI也有很宽广的产品线。像LM5122这样的产品，因为宽泛的输入电压范围，以及堆叠式多相位配置，就可以应用在动力系统中。此外，还有应用在ECU供电中的LM25119Q，应用在后视摄像头中的LM34919B，以及应用在排放控制中的LM5117Q等等。

飞兆半导体公司在大会上展示了多项技术。其首先介绍了分立式解决方案，包括场截止IGBT，具有高电流能力、低传导损耗和低开关损耗，最新的为耐压600V和650V型号;超级结MOSFET，其隔离了导电区域和电压阻断区域;还有最新型的SiC BJT，在更小的体积下，有更高的效率和更快的开关速率。接下来，飞兆介绍了集成式智能电源模块解决方案。在马达应用方案中，针对BLDC/PMSM电机使用逆变器驱动电源可让能量效率提升至60%以上。飞兆专为电机控制推出了BLDC和PMSM控制器-FCM8201/2，其优点包括：全面保护型状态机，嵌入式时钟发生器，封装尺寸小(7mm×7mm)，PLL角度检测(霍尔传感器)，正弦波开始驱动的最小霍尔频率(2.5Hz)。最后展示的是低待机功耗辅助电源解决方案。FSL1系列是这个方案的代表，其集成了PWM和SenseFET，专门针对高性能开关模式电源(SMPS)而设计，采用最少的外部元件。

英飞凌公司是电源研讨会的常客，今年带来了PFC增效方案，LCC增效方案和低待机功耗CoolSET。在PFC方案中，英飞凌公司采用了第五代碳化硅二极管，其耐压为650V，IF最大为40A，因为采用了最新工艺，热阻更低。CooLMOSTM是该方案中的另一个产品，其最新的650V C7系列，有着极低的导通电阻、极低的FOM，极快的开关性能，非常适合高效率的升压变换。这里要提的是，CooLMOSTM中的600V P6系列则适用于LLC方案。LLC增效方案的另一个重要产品是OptiMOSTM，其采用了最新的TO-Leadless封装，比上代产品的面积减小了60%，并能提供极低的导通电阻。最后一个方案CoolSET是应用在辅助电源方面的，包含了一系列的功率等级产品，分别为不同功率等级的需求而设计，具有良好的待机功率。

安森美半导体公司的演讲题目是“具备瞬时功率功能的高能效PWM控制器NCP1254/5”。NCP1255/NCP1254是固定频率PWM控制器，其设计用于要求峰值功率能力的应用。NCP1255/NCP1254采用65kHz开关频率工作，能够根据负载要求来将频率调节至达130kHz。在次级端功率降低的轻载条件下，此IC的开关频率自动反走至最低等级(26kHz)。该器件还加入了可调节过功率保护及可调节输入欠压保护功能，使其非常适合于要求峰值功率能力的产品，例如，打印机电源、AC-DC适配器、游戏机适配器等。NCP1255采用SOIC-8封装，NCP1254采用TSOP-6封装。

隔离器是很多电子产品中不可或缺的一部分，它可以有效保护设备受损或人员受伤，减少电源地的干扰，使不同系统间的信号传输做到更好的兼容性。尤其是在电源产品中，例如电源供电系统、太阳能逆变器以及电机控制部分。在本届研讨会上，Silicon labs介绍了其推出的几种数字隔离器以及这些隔离器在电源和能耗领域的应用实例。Silicon labs的隔离产品种类丰富，有数字总线隔离产品、高驱动隔离产品、ADC隔离产品、电流采样隔离产品等，其新推出的Si826x和Si87xx产品，采用CMOS技术，性能远超光耦隔离产品，并且与光耦产品管脚兼容，可以完全替代光耦隔离器。

广州金升阳科技有限公司是参会的为数不多的国内企业之一。本次报告的内容分两个方面：电源隔离解决方案和信号隔离解决方案。在电源隔离解决方案中，以该公司的两个产品B1205S为例，讲解了RS485通信隔离应用案例，还介绍了在变频器，汽车电子中的应用案例。金升阳公司的产品具有多重防护功能，无过冲、响应速度快，得到了国内很多企业的认可。信号隔离是金升阳报告的另一个部分，他们介绍了南方电网配电自动化蓄电池在线监测解决方案，其使用的隔离器产品具有0～5V隔离，模块化小体积，耐2500VDC高压，高精度、高可靠性、低温漂等特点。还有最新的数字信号隔离方案，如RS485通信总线隔离收发器，其特点为内置隔离电源，总线保护，输入、输出相互隔离，波特率高达500Kbps，同一网络可支持连接256个节点。

日本公司今年有三个厂家参会，显示了他们对中国市场的重视。

新日本无线(JRC)公司的演讲主题是“压降补偿功能LDO及低压高速开关电源的应用设计方案”。有压降补偿功能的产品目前多用在USB充电器中，以解决接线电阻或负载电流引起的压降问题。NJM8215是具有电压校正功能的LDO，能改变RADJ电阻值，具有带延迟功能的ErrorFlag输出，过电流等多重保护功能。在低压高速开关电源这一节里，JRC介绍了NJW4152和NJW4153。内置0.6A/1A MOSFET的降压型开关稳压器NJW4152具有电压模式控制，4.6V～40V输入电压范围，1A的开关电流，能对应陶瓷电容器。与之相对，NJW4153采用了电流模式控制，开关电流可达1.4A。此外，还有内置2.5A/3.0A/1.5A MOSFET的降压型开关稳压器NJW4128/NJW4154/NJW4155，它们的耐压更大，能适合更多场合。[!--empirenews.page--]

大部分人印象中的东芝公司，都是那个家电巨头，实际上东芝的分立器件也是很出色的。东芝的功率器件主要包括高压MOSFET、低压MOSFET、SiC和GaN器件。高压MOSFET的最新产品是第四代DTMOSIV，采用了最新工艺Single-EPI，导通电阻比前代降低了16%，温度特性大幅提升，输出电容也比前代降低了12%。低压MOSFET线新产品则为U-MOSⅧ-H，效率比前代有很大提升。东芝的SiC肖特基二极管也已经有了多种产品，电流范围覆盖了6～24A。东芝的电源产品线也很丰富，涵盖了目前主流的各种拓扑，配合其DTMOSIV和U-MOSⅧ-H的产品，可以应用于多种场合。此外，为了便于工程师选型，东芝公司还在官网上设置了网页模拟器，只要登录并输入参数就可以完成选型和设计工作，非常方便。

罗姆公司有着完备的电源IC产品线，包括了一次电源的AC/DC转换器、二次电源的DC/DC转换器和LDO。BM2Pxxx是在本次大会上介绍的AC/DC，内置了650V的Super Junction FET，还有启动电路【突发脉冲时，低电流(typ=0.3mA)】，开关频率为65kHz，可以跳频，有降频模式，具备多种保护功能。单通道同步整流降压DC/DC转换器BD9D321EFJ则是罗姆推介的另一产品，其具备SLLM控制，输出电流10mA～3A，效率更高;恒定导通时间控制，实现高速负载响应特性。对于现今大热的LED驱动，罗姆也有自己的产品。BD9428是4通道PWM控制LED驱动器，其耐压高达80V，支持LED电流250mA/ch，可用于从小到大的各种面板尺寸的通用型号设计。

数字电源开花结果

一改头几年的沉寂，数字电源产品在今年迎来了大丰收。很多厂家都推出自己的数字电源解决方案。

相比于模拟电源，数字电源有几大优点：一是PFC控制，二是相位调制，三是多模电源控制，四是浪涌/热插拔控制。很多公司都在今年开始推出自己的数字电源解决方案。作为数字电源的倡导者，TI公司也在不断升级着自己的产品线。C2000是TI数字电源控制器的首选产品，选用它的原因有几个：一是输入部分有快速ADC能跟上快速数学引擎内核，二是有一个集成多种算法的强大内核，三是能输出可调PWM，可满足多种算法和精度。C2000系列有一个32位的C28X内核，其算术引擎包含了FPU、CLA和VCU，支持EPWM运算放大器。为了方便开发和使用数字电源，TI还专门开发了TMDSDCDCLEDKIT套件，该套件包含了Piccolo微处理器和controlCARD开发平台，可进行DC/DC开发。开发板接收12～48V的直流输入电压，可采用SEPIC DC/DC拓扑将输入电压降压或升压到所需的电压水平。然后，该电压会馈送至四个LED驱动级，每个驱动级可以驱动两个功耗分别高达30W的LED灯串发光。该套件包含可用于DC/DC级和LED照明级的闭环、开放源码软件。

作为老牌的模拟器件厂商，ST公司也推出了自己的数字电源解决方案——STLUX平台。此平台可用于AC/DC和DC/DC，具有全套定制功能和接口、PFC控制、LLC、非对称半桥、反激、全桥拓扑、升降压单/多通道同步整流等功能。同时，还具有有线/无线接口，可简化安装成本。该系列的代表是STLUX385A，适合照明和电源应用的数字控制器，特点包括：6个PWM SMEDs、96MHz时钟;高达1.3ns的分辨率;DALI接口，兼容IEC60929和IEC62386;4个模拟比较器;8通道10位ADC可编程运算放大器增益分辨率，2.4μs转换时间;集成微控制器和存储器;3～5.5V的直流电源电压(IC性能优化3.3V);-40～+105℃温度范围;TSSOP38封装。该产品最吸引人的地方就在于，通过SMED技术使用以及单片机技术嵌入,可使单一可编程芯片在电源转换中适用多种类型拓扑结构。

测试测量是电源技术的强力后盾

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、RIGOL、力科、横河、艾德克斯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，其演讲的题目是“电池及充电装置的测试与验证”，介绍了安捷伦提供的电池及充电装置测试方案，包括电源在电池及电池管理测试上的应用、示波器如何实现开关电源的测试以及电磁预兼容的测试等内容。还详细介绍了安捷伦用于电源领域测试的众多明星产品，例如,N6705B直流分析仪，在单台仪器中整合了多种测试仪器的功能，可以为研发工程师大幅度提高工作效率;安捷伦刚推出的新一代大功率电源(APS)，具有体积小、速度快、测量精度高等强大功能;用于开关电源测试的多款示波器和自动测试软件;用于EMI预兼容测试的N9000A CXA信号分析仪等产品。

北京普源精电科技有限公司也是多次参加电源技术研讨会，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。在本次研讨会上，其演讲的题目是“RIGOL新一代电源测试系统及测试方法”，内容包括如何使用数字示波器进行开关电源功率分析、如何使用频谱仪测量开关电源EMI问题、如何使用数字万用表监测电源波动等内容。尤其介绍了在开关电源测试中常用的RIGOL DS6000/4000/2000/1000系列数字示波器,用于电源EMI测试的射频信号源DSG3000，用于数据采集的M300等产品。

力科公司演讲的题目是“电源噪声及纹波测量问题探讨”，电源噪声和纹波测量是开关电源测试中一个重要项目，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，重点介绍了：测量电源纹波和电源噪声的重要性，电源纹波/噪声测量对示波器带宽的要求，示波器量程和偏置等设置对测量电源纹波/噪声的影响，力科的高分辨率示波器技术在电源纹波/噪声测量上的应用价值等内容，同时，在演讲中详细介绍了力科采用12位ADC技术的高分辨率示波器HDO4000/6000，该示波器将传统的8位示波器信号分辨能力提升到16倍，更适用于电源纹波和电源噪声的测量。[!--empirenews.page--]

上海横河国际贸易有限公司今年的演讲题目是“横河新产品在电源测试中的解决方案”。在演讲中介绍了横河新型8通道数字示波器DLM4000和其新型数字功率计WT300。DLM4000是一款拥有8个模拟通道的混合信号示波器，最多24bit逻辑输入，并且可以灵活切换逻辑输入，该DLM4000示波器可以应用在机电、功率电子、汽车与轨道交通以及消费电子领域。WT300数字功率计是一款紧凑型产品，可提供可靠的功率测量，适合用于从生产线到研发领域，WT300具有输入电流范围广、所有参数可同时测量、多种接口可选择、自动量程等优点，典型应用如：汽车电池或直流电源驱动装置的测试、家用电器的电源功耗评价、电子装置的生产线或QA测试等。

艾德克斯是美国第四大仪器公司B&K-Precision集团成员，致力于为用户提供全面的电源测试解决方案。在产品方面，艾德克斯主要致力于电源、电子负载以及围绕着电源测试类的一些测试系统和测试软件的研究，推出了一系列性能优异、稳定性强的产品，并通过持续的创新来满足更加多元化的应用需求。在本届研讨会上，艾德克斯以“瞄准电源，精准测试”为题目，介绍了其众多电源测试解决方案。艾德克斯的产品线很丰富，可以覆盖从研发、生产到老化阶段的各种测试需求，例如，在研发阶段和老化阶段测试需要的各类电源和电子负载、在生产阶段使用的ATE自动测试系统等。除了丰富的产品，艾德克斯还设有完善的销售与服务网点，为用户提供及时方便的技术支持与服务。

精彩的专家演讲

除了各大公司展示技术外，电源会还邀请了多位国内知名专家来做报告。21IC论坛资深电源技术专家蒋江乾做了《电源转换效率的瓶颈与解决思路》的报告，深圳盛弘电气有限公司CTO肖学礼为大家介绍了太阳能逆变器的最新技术进展，重庆大学刘和平教授介绍了《电动汽车驱动交流异步电机设计与控制》，清华茅于海教授做了《电解电容与电源关系》的报告，资深电源专家颜重光老师做了《照明新技术》的报告，中国电源学会理事路秋生老师做了《LED相控调光与应用》的报告。他们用新颖的内容，生动的讲述来为大家展示国内电源技术的最新发展潮流。

结语

本次电源大会所涉及的新技术，新方案之广度和深度都超过了往届，说明了电源技术在获得新动力后正在加速发展。相信在明年的大会上，我们还能看到更多精彩的新技术。