三次电源的技术走向高性能，Silent Switcher和模块化是未来发展方向

电源无处不在，从发电侧一直到芯片端都有不同种类的电源来承载着供电的需求。在发电侧的是一次电源，将电流从交流转成直流，需要完成功率校正、大功率的拓扑、DC/DC的变化等功能。之后通过接口的保护到达了客户的单板侧之后，需要进行直流电的二次变化，这部分电源也就被称为了二次电源。二次电源的种类更丰富，像IC的控制、不同的PWM控制，需要有不同的拓扑，对电源进行隔离，也会涉及到IGBT、碳化硅、辅助电源等器件。

而最最根本的目的在于，我们需要给后端的信号链和控制芯片等供电，也就是芯片侧的供电，才能实现信号采集、计算和处理等等一系列的工作。负责芯片侧的供电的就被称为是三次电源。

ADI公司亚太区电源市场经理黄庆义表示，三次电源的要求比较高，衍生出了多种不同的复杂的功能。像电源监控、持续控制、参考、低噪声等等。而种类也非常多，从很低的功率等级到几千瓦、几兆瓦都有覆盖，涉及到了各种不同的隔离式、非隔离的拓扑。这个领域的电源技术设计的种类非常多，是一个多学科交叉的领域。

而随着新兴应用不断发展，对于三次电源的要求也不断提高。业界也创新出了多种不同的技术来实现更高的电源性能。

据黄庆义分享，目前电源领域市场需求比较强烈，发展非常迅速的有几个技术方向，各种技术的类型都代表了它在行业中应用的需求以及市场的发展方向。

比如Silent Switcher，传统的电源开关噪声比较大，Silent Switcher的技术可以在很大程度上降低开关噪声。模块技术，大大降低了电源设计的面积，同时大幅提高可靠性。LDO技术，噪声水平非常接近电池，甚至比电池噪声还要低，这样使得用户在进行噪声敏感的电路设计时，可以获得比较好的电源保障。还有功耗越来越低，到纳安级别的电源，也是希望有更可靠、更稳定的电源设计。此外对功率保护、电源诊断类电源的需求会越来越强烈。

而在这些技术当中，Silent Switcher和模块化是ADI比较关注的方向。从多年前对于美信和凌力尔特的技术并购之后，ADI目前整合了先进工艺、耦合电感、Silent Switcher和微模块技术，能够提供业界领先的三次电源的产品组合。

Silent Switcher技术的发展和挑战

Silent Switcher是一种可以有效解决电路噪声和振荡的问题的技术手段，传统的来降低开关节点噪声的方法包括降低开关速度和加外部吸收电路，但这些方法会降低电源转换效率（增加开关损耗），特别是在开关频率很高的时候。对于本身还想提高效率的电源设计而言，这样做的话相对而言效率反而会变得很低。

ADI的的Silent Switcher技术可以比较好地解决这个问题，在比较高的开关频率的同时，振铃减小，产生的EMI比较低，通过傅里叶变换的谐波分量也是会低很多。可以完美解决噪声和振荡问题，还不会造成开关频率的损失。

另外，由于开关频率很高，所以选用的磁性器件会比较小。这些纹波都跟开关频率非常有关系，像电感以及输出电容都能大大地降低尺寸。“所以使得很高开关频率的同时，还能保持比较高的效率，同时尺寸又比较小。这是Silent Switcher技术带来的好处。”黄庆义解释到。

目前Silent Switcher技术最新已经到了Silent Switcher3这一代。最开始芯片需要在外部加电容，后面ADI把电容在芯片里面集成。此外，Silent Switcher 3还增加了一个额外的优势，就是其在普通的DC/DC性能之上，还增加了一个低噪声功能，使得它输出的噪声非常接近LDO的水平。所以对于很大电流的应用，但不太想用LDO的，用Silent Switcher 3的技术非常好。同时ilent Switcher 3在封装上也很多的优化，超低的低频噪声、超快的瞬态响应，使得Silent Switcher 3能够很好地解决效率、面积、电子辐射带来的问题。

模块化技术的发展和挑战

而除了Silent Switcher外，电源模块化也是一个电源发展的方向。现在的电源，尺寸越来越小了，把外围电路全都集成在非常小的模块里面，从而大大地降低了电源尺寸，同时为客户设计带来了很大的便利。相当于只用一个模块放进去，就可以实现功能。

ADI有很多各种类型的电源模块，例如超低噪声的、超薄的、带监控的，也有一些电流特别大的，多路输出可以并联的，多种类型供客户选择。

从ADI的大电流电源模块多年的发展历程来看，一个很明显的变化是其功率密度会越来越高。大概十多年前，为了输出很大的电流，需要很多个模块并联起来才能输出。但到了今天，比如2021年发布的LTM4681， 22mm×15mm的面积之内，可以输出单路125A或四路31.25A的电流。黄庆义表示，“看这些IC模块的发展，大家都是希望进一步地减小面积，提高效率，让客户使用起来越来越简单，这是ADI大电流电源模块的发展方向。”

此外，在对高度要求非常高的地方，有的需要把模块放在底部，ADI针对此类应用有超薄电源模块。比如有到1.8毫米的，最薄的可以达到1.3毫米。

结语

电源整体的发展方向是，越来越集成，电流越来越大，厚度越来越薄。现在大家提得比较多的就是解决方案，因为电源归根到底还是为很多其他的IC和设备服务的。如果单做一个电源，还是需要了解这后面电源供电的器件，了解其电源要求。终端的客户比较在意的是系统的指标，比如射频的输出等等。

另外业界谈论比较多的，就是怎么把电源方案跟其他的信号链产品放在一起。这样做有很多好处，比如客户做了这样一个解决方案，需要验证整个解决方案，就可以直接测输出的性能，不再关心电源的纹波、动态的效率，可能更关注直接的射频输出或影像的输出等，所以对于整个解决方案帮助很大。

而ADI同时具备完整的信号链技术和电源技术储备，为客户提供了高性能电源的整体话解决方案。

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