2010年电源研讨会报道

1、2010年电源研讨会报道随着北京会场响起的掌声,第九届电源技术专题研讨会落下了帷幕。这次巡回六i也的研 讨会共举行了 60余场技术演讲，吸引了 2000多名电子工程师到会,可谓盔况空前。下面, 就由我来为大家回顾下这些精彩的主题演讲吧。电源技术热点层出进入了 2010年,新能源、新动力汽车、LED照明、电纸书等应用热点不断涌现，电源技术 也相应的活跃起来。从主题演讲的题目，就可以看出,每个厂商都有自己的侧重点。飞兆半导体公司围绕液晶电视背光电源和LED照明介绍了市场发展的热点及设计上的需 求，并向工程师介绍了飞兆半导体在这两方面的解决方案。节能、减排,降氐功耗是全球各 国都提岀的普遍要求,而对

2、于LCD电视，则有更严格的规范，例如,能源之星5.0、CEC 等规范都提出了近乎苛刻的功耗要求。显然，采用CCFL背光技术的电视是无法满足能源之 星未来的规范要求的，因此,LED背光成了目前液晶电视的发展趋势。飞兆半导体在演讲 中比较了市场上几种LED背光方案的优点和缺点,并提出了自己的解决方案,飞兆的方案 可以实现更高的能率。对于LED照明,目前的市场应用中,LED照明功率从几瓦到300W 都有,飞兆半导体在这一市场也作了长期硏究和投入,开发出了多种方案,可以满足各种规 格LED照明电路的要求。英飞凌公司在功率器件方面一直以来都有着出色的表现。其生产的IGBT广泛应用于电力电 子的各个领域。

3、这次,英飞凌公司带来了最新的High Speed3 IGBT。该产品运用了 TrenchStopH工艺。在这项工艺中，沟槽栅结合了场终止概念。这是NPT概念的逬一步发展，包含一个额外的植入晶圆背面的n掺杂层。由于发射极（阴极）附近的载流子浓度提高, 沟槽栅可使得导通损耗降低。由于采用了新工艺,Speed3 IGBT具有了多项优势：降低了开关损耗而不会带来导通损耗；温度稳走性增加；平滑的开关波形能减少Rg和EMI,易于 并联。全新1200V IGBT High Speed3系列的开发是专门针对优化高频电源硬开关和软开 关拓扑的需要。低开关损耗（30 kHz以上频率）、低导通扌员耗和高频率下的最佳

4、EMI性能， 实现了低功耗；紧凑的系统设计和较小的歆热尺寸；优化二极管持性可实现更低的IGBT功 耗；稳走的开关特性。此夕卜，英飞凌采用了新的封装：TO-247HC封装，使器件的峰值电 压达到了 1360V ,爬电距离达到了 6.35mm。IR公司的主力是SupIRBuck产品系列。该系列包括了高性能PWM IC和MOSFET ,主要 应用是电脑、服务器和通信领域,其在高频下的运行状况非常优异。在本次会议上,IR公 司主要介绍了他们的新一代产品:SupIRBuck Gen2o这是一套14A的集成POL解决方案; 以5mmx6mm QFN封装提供高电流额走值;容许设计师剪贴布板,使产品可更快上

5、市；无须传统两级POL转换;从12Vini直接转换,帮助节省能源、体积和成本;整个负载 范围提供最佳效率一峰值高于96% ;能有效节能并简化温度管理。该系列的主要器件是 IR3837 / 38 / 39,6A、10A和14A引脚兼容方案。它们具有4.5 16V（3.3vN :用5V偏 置）单电压轨VIN ; 1%精度,0.6V参考电压；针对过压和欠压检测的电源良好输出； 具有跟踪功能；内部数字软启动；可对DDR存储器跟踪或排序进行配置；夕卜部同步；因为 裕量的原因采用外部参考电压；5V外部偏置选项以提高轻负载时的效率。MAXIM公司的演讲题目是DC / DC开关稳压器设计考虑，主要介绍了开关电

6、源在设计 中的一些关键问题，得到了现场工程师的极大兴趣，内容包括：线性和开关稳压器的应用特 点；常见的开关稳压器的拓扑结构以及针对具体的应用如何选择合适的架构；对于关键元件 选型时该考虑哪些参数，这些参数对具体设计会有哪些影响；另外，在PC B设计中要遵循哪些规格和注意事项；还有，开关电源完成设计后需要做哪些校验和测试来评估设计；如何 在设计上改善电源EMIO除了设计上的一些考虑,MAXIM在演讲的最后还介绍了具集成型MOSFET解决方案,输入电压从2.53.3V、3.3 5.5V到12V有多种选择可满足用户需 求。PMB us是一种开放标准的数字电源管理协议，可通过走义传输和物理接口以及命令

7、语言来 促进与电源转换器或其他设备的通信。美国国家半导体在本次研讨会上介绍了一款基于 PMBus总线的系统电源管理和彳赫电路LM25066。该芯片内置监控、保护和控制功能块， 以便管理机架每一刀片的电子操作情况，可以严密监控系统在关键情况下的功耗和潛在的故 障。其具有热插拔/浪涌电流控制功能,而且可以设置电流及功率限幅;实时的系统遥测监 控功能；符合PMBus标准的12C / SMBus接口 ;实时监控系统的关键参数；电压、电流、 功率、温度及故障脣况；可以同时测星电压/电流大小，因此读数可真正反映印制电路板的 实际功耗；2.917V的工作电压范围；可支持普遍采用的12V、5V和3.3V中间总

8、线电压; 主要应用是基建设备背板及线路插件。作为国内电源行业的代表，广州金升阳公司一直在走一条生产高质产品，提供高质服务的道 路。面对严酷的市场压力，金升阳公司能取得现在的成绩实属不易。而这其中的秘诀，用金 升阳公司尹向阳董事长的话说就是：确保产品的可靠性。而为了达到目标，则需要建立 套完备的研发、生产、服勢管理体系。金升阳公司将整个体系划分为了七大平台:物料平 台、技术平台、失效模型分析平台、生产制造平台、人员培训平台、流程管控平台和服务平 台。这七大平台之间紧密相连，从最初的设计,中间的生产到最后的服勢都是有序联通的。 而在每一个环节之内,又细分了多个子环节。t匕如，在设计阶段，就要建立好

9、流程、规范好 的体系，选择好的器件,选择好的方案，做好实验验证。而在选择好的方案下面，有划分了 拓扑结构选择设计、降额设计、热设计、电磁兼容设计、结构设计和防呆设计。同样,在生 产环节,则有生产环境控制、人员培训、硬件支持和严格的控制体系。这一切，有机i显吉合 在一起,才保证了产品的高可靠性。金升阳的报告给了听众很多的启发，也从另一方面昭示 了我国电源企业的管理水平上了一个新台阶。安森美半导体公司围绕节能技术介绍了其NCP4303同步整流控制器及其应用。为了满足新 的能效标准，各类计算及消费应用中的开关电源也必须提高能效，一项重要的应对策略就是 利用次级同步整流技术来提高能效及降低功耗。安森美

10、半导体在演讲中介绍了同步整流的基 本原理及在开关电源次级端应用同步整流的必要性,分析安森美半导体NCP4303高能效次级端同步整流动器的关键特点和应用设计要点，介 绍评估电路板能效测试结果。综合考虑NCP4303的功能特性,可以看出NCP4303非常适 合计算和消费应用，能够帮助设计人员更好地应对更趋严格的能效标准。精工的器件遵循着低电压、低电流小封装的原则。这次硏讨会上，他们为观众展示了最新 的多节锂离子电池保护方案。精工推出的S-8242是2节锂离子电池保护芯片，S-8254则 是3到4节电池保护芯片。而在很多常见的电动工具中,大多使用了 4节以上的锂离子电 池。而在电动工具中，一般都是用

11、了超过4节的锂离子电池，此时使用单芯片保护方案就 不能胜任了。为此,精工推出了级联的方案，其每种保护芯片都可以串联在一起,从而实现 对多节锂离子电池的保护。具体来说，用2个S-8254串联就能保护8节锂离子电池,用3 个S 8254则能保护12节锂离子电池。工作时,如果单节锂离子电池出现故瞳，整个电池 组还会继续运作，保护芯片能整个系统的电流不发生变化。精工的方案提供了最完备的保护 措施，包括了过充放电保护，过电压保护，过电流保护，配合测温芯片还能进行过温度保护。 可以说,这些方案为锂电池的使用加上了一道安全锁。PWM开关电源的开关损耗t岀交大，因此诞生了零电压开关(ZCS) /零电流开关(Z

12、CS)技术， 或称软开关技术,其能使开关电压/电流波形不交叠。另外，软开关技术还以降低开关电源 的应力和EMI问题。意法半导体公司本次电源会上所展示的就是最新的zVS半桥控制器L6591。这是业内首款为零压开关非对称半桥拓扑电源转换器专门优化的控制器芯片。L6591用于离线电源，集成了控制软开关半桥转换器所需的全部功能模块。零压开关可消 除导通开关损耗,使EMI辐射降到最小限度，还实现了高达500kHz的开关效率。此外， 在低负载或无负载条件下,L6591可执行脉冲跳频操作,静态电流小于3mA。将L6591与 零压开关非对称半桥拓扑配合使用，设计工程师可确保产品符合节能法规的要求，如国际能 源

13、组织的待机1W计划、欧盟的EuP电器产品节能法令和美国政府的能源之星计划。 德州仪器公司此次带来了两个议题:个是通用LED照明解决方案,个是基于DSP的数 字电源设计。白光LED的效率已经和CFL相当，具市场的复合增长率大于了 150%。因此, 白光LED的驱动器方案也是层出不穷。TI的65V输入、1.5A输出的降压转换开关TPS54160 就是这样的产品。该器件具有集成FET ,可显著降低能耗，提高轻负载效率;其异步降压的 输入电压范围介于3.5 65V之间，可针对输入瞬态应用为设计人员提供高灵活性。该转换 器通过利用TI创新型Eco-mode轻负载效率开关技术，可实现116pA的低工作电流

14、以及 1.3pA关断电流,从而可延长系统运行时间，并提高电源系统设计效率。另一款产品 TPS40211能确入电压低于LED启动电压时高效动高功率LED。它可为多个15W高 亮度串联LED供电，并支持可编程的封闭式软启动、具备自动重试功能的过流保护以及可 编程的振荡器频率。该器件的固走频率电流模式控制技术可改善瞬态响应能力，简化回路补 偿工作。此外,在大热的液晶电视背光LED方面，TI也有自己的组合方案。TP$40210+TL C5940 / 1是直接背光照明，而UCC28051+UcC25600+UCC28610则是边缘背光照明方数字电源是德州仪器公司首倡的。围绕其强大的DSP C2000系列

15、,TI打造了多套数字电源 解决方案。比如，有F280200DAT来实现的原边PFC控制器，有F28022DAT实现的副边 DC / DC控制器。在很多领域，如通信、服务器、新能源等r数字控制电源都已经开始大 显身手。而随看TI公司发布了多款开发软件和教程之后,更多的模拟工程师也开始进入了 数字电源的领域。数字电源更广阔发展的空间就在我们的眼前。AMETEK公司可能对很多人还算陌生，但他们在能源测试领域很有建树。本次会议的演讲 主题是围绕太阳能逆变器的测试系统。该系统的仿真引擎可从美国再生能源实验室(N REL) 的太阳能顾问模型数据库中下载各项关键走义参数，因此能根据标准太阳能电池模型在几乎

16、是任何填充系数或太阳能板材料下运算出IV曲线。使用者并可自行输入其他PV太阳能板 的IV曲线。而对于装并多个拥有不同特性太阳能板的系统，使得IV曲线会出现多个高峰 点的系统，其也能加以模拟。此外,TerraSAS能同时仿真24个平行通道,以支持微型 变电器。整个系统的测试项目包括了散热模式,电压变俗口频率扰动。演讲的嘉宾除了各厂商的代表外，还有行业内的资深专家。来自上海的颜重光老师从事微电 子事业已经多年,本次硏讨会上,他就给大家做了 LED驱动器发展技术的报告。如前所述, LED在照明市场开始占据越来越重要的地位，上海世博会的很多景观照明都采用了 LED0 颜老师从LED的发光机理开始讲起,

17、介绍了 LED驱动器的分类,工作原理和发展概况,并 结合自身所从事的硏究开发案例,介绍了 LED驱动器在国内的发展情况。很多观众,特别 是对LED还不熟悉的人,都从中获益匪浅。高效易用的测试方案在历届的电源技术研讨会上都能看到众多测试测呈厂商的身影。这是因为,电源产品的硏发 离不开测试测臺，工程师要想设计出高效率、高稳走性、低成本的产品,测试测臺工具在其 中起着关键的作用。在本届电源研讨会上,泰克、安捷伦、力科、横河、RIGOL等主流测 试测臺厂商给与会的观众带来了最新的电源测试方案。泰克公司已经多次参加电源硏讨会，在电源测试领域具有丰冨的经验。今年他们的演讲题目 是创新的自动功率电子分析与测

18、试方案。对于开关电源设计中的测试需求，示波器无疑 是首选的电源测试平台。对于习惯使用示波器逬行高带竟测星的工程师来说，电源测呈频率 相对较低，似乎非常简单。事实上,电源测星也有很多高速电路设计人员从未见过的一系列 料E战:经过开关设备的电压可能会非常大,而且是浮动的，即没有参考接地;信号的脉 克、周期、频率和占空比会变化,必须如实瞬获波形，分析其不理想的特点。考虑上述这 些挑战，对于一个电源设计工程师在选择测呈方案时需要考虑众多的因素：是否提供安全精 确的电压和电流探测解决方案、是否有一种快速方式,调节探头的不同延迟;是否有使探头 偏置达到最小的有效流程;仪器能否配备充足的记录长度,以高分辨率

19、捕获很长的工频波形。 而泰克的示波器及探头系统可以很好地满足上述这些因素，而且，泰克还推出了专门针对开关电源测试的配套软件，让工程师可以自动高效地完成常规测试项 在演讲中，泰克还从电源设计和测试工程师的角度出发，分析他们工作中需要进行的电 源测试中的各种测试项,并给出具体的测试方法和测试技巧。美国力科公司演讲的题目是电源测星若干关键共性问题的研究。力科的演讲题目技术含 呈很高,内容上技术含星也确实非常高,在短短不到_个小时的演讲中,力科为与会听众介 绍了电源测星中7个关键的问题：上电时序测星、高压测不准问题、小电压电源纹波测臺、 电源频率分析、负载动态特性测量、悬浮电压测星、电源开关管损耗测呈

20、。这些问题都是开 关电源设计工程师在工作过碰到过的，或即将面对的,有些问题很有制E战性，例如：测试 MQSFET的Vds高压、测试电源开关管损耗。力科在演讲中对这些测试挑战作了客观的分 析，并提出了操作性很强的详细的测试方案。作为专注于示波器的公司,力科可提供一系列 多种型号的示波器,可以满足电源狈!|试的各种需求:从简单的常规测试，到具有高难康、对 示波器有很高要求的功率器件饱W压差的测星，力科都有相应的测试方案，可以满足工程师 的需求。上海横河国际贸易有限公司今年的演讲题目是横河最新电源测试方案。重点介绍了横河 混合信号示波器DLM2000以及DL850录波仪在电源测试中的应用0 DL85

21、0录波仪是横河的一个创新，它的主要应用目标是电源和电力电子市场QL850录波仪的创新之处在于高 速度和稳走性，它可以实现100MS / s的采样率，其A / D高达16比特。DLM2000 号称是个人专属高性能混合信号示波器,它不仅具有高性能,而且价格实惠,是工程师买得 起的混合信号示波器。在演讲中,横河的工程师结合电源测试中面临的众多问题,介绍了 DLM2000的特性及功能以及在电源测试中的具体应用。安捷伦科技公司的演讲题目是直流分析仪N6705B在电压瞬变测试和彳砌耗分析中的应 用。N6705B直流分析仪可以直接编辑产生电压、电流任意波形，用以仿真车载电源的各 种电压瞬变现象，单台仪表就能完成电压瞬变测试,并可直观的观察电压、电流变化波形。 除了 N6705B ,在演讲中还介绍了安捷伦N6781 / / 82A源