电源管理新风尚：节能与实用主义

2008-06-30 05:08:21   作者：   来源：互联网

 随着各种新型家电及消费电子的不断问世，电源设计在保证可靠性之外，更趋于具备结构紧凑、体积小巧的特点。在强调节能的今天，电源效率和待机功耗这两点更是得到越来越多的关注。不过，也有一些供应商的策略是瞄准实用主义，在节能的大主题下提供性价比最优的方案，而并非绝对追求上述两点要素。

家电节能，精益求精

    应该说，目前国际领先的电源管理方案都突出体现了待机和效率上的优势。例如，飞兆半导体分别针对待机功耗和高转换效率要求提供满足需求的产品。该公司的功率开关(FPS)是高度集成的离线功率开关，待机期间SMPS的负载电流下降，同时由绿色FPS提供能量突发脉冲，从而满足1瓦的功率要求。而智能功率模组(SPM)套件可为低功率电机驱动提供高能源效率。随着中国的白色家电飞速增长，这些模组可以提升各式应用的效率达40%，包括空调、洗衣机、冰箱和空气净化器等。

    安森美在将开关电源应用于白色家电方面已经走在了前面，其电源方案的最大特点就是实现了极低的待机功耗，为实现节能目标提供了保证。如应用于空调的低功率离线电源脉宽调制控制器NCP1200、单片集成控制器NCP1014，用于冰箱的低成本控制器NCP1215A等。最近，该公司还在酝酿推出一款新型的电流型单片集成稳压器NCP1027，内阻低至5W，在宽电源输入的条件下可提供高达15W的功率，适合空调、冰箱等白色家电的使用。NCP1027的动态自供电简化电路设计与跳周期工作模式可实现极低的待机性能，其斜坡补偿以及峰值电流调整也完善了电路的诸多功能。除此之外，安森美在洗衣机、微波炉等其他领域的应用也已在开拓之中。

    而美国国家半导体的电源管理解决方案就凸现功率转换效率，为系统节省大量能源。该公司亚太区便携式设备电源管理产品市场经理罗振辉介绍说，其高集成度的低电压、高性能开关稳压器LM2852芯片功率转换效率高达94%，适用于有线电视调制解调器、xDSL调制解调器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)和机顶盒。该芯片能够为负载提供高达2A的稳定驱动电流，输入电压为2.7V至5.5V，输出电压范围可根据需求介于0.8V至3.3V之间，开关频率有500kHz及1.5MHz两种可选。他说：“这类电源管理解决方案具有性能可靠、功率转换效率更高、容易实施及安装等优点，最适用于高智能的大型家电产品。”

    对于家庭消费电子，产品的尺寸已成为审美和营销方面的关键因素，这对电源的设计提出相当高的要求。意法半导体首先解决待机功耗要求，其次设法让尺寸越来越小，即提高集成度。例如，L6568和L6599半桥谐振控制器IC在LCD电视中的待机功耗分别达到了小于1W和小于0.75W的水平。用于大屏幕LCD电视的PFC控制器L6563也符合小于1W的要求。VIPer53(PWM+MOS)和L5991 PWM也可以使DVD/机顶盒中的反激型拓扑实现小于1W的待机功耗。

    在通过提高功率密度从而使外形更加紧凑方面，意法半导体的VIPer12/22/53把一个PWM控制器和一个730V功率MOSFET器件集成到一个单一的SO-8/DIP-8封装之中，使设计更加简单和可靠，并减少元件数量使系统成本降至最低。该公司的BCD (双极-CMOS-DMOS)技术和MOS技术不断降低占位面积/导通阻抗，提高了功率密度并可以采用更小的封装。这些封装技术在降低功率损失方面也起着关键作用，例如，焊线或引线框热阻也在不断改善，以实现更高的功率密度。PowerSO-8TM、PowerSO-20TM、无引线封装QFN/DFN、PolarPAKTM实现了突破性的热阻性能；多岛SO-8、DIP-8和MultiPowerSO-30TM允许在一个封装中整合多个裸片。

    提高集成度的同时总会导致许多散热的难题，英特矽尔通用电源事业部的副总裁Davin Lee表示：“降低所产生的热量的唯一解决方案就是提高功率管理解决方案的效率。因此更多的应用在采用开关调节器，因为它的效率(约为95%)高于线性调节器，发热较少。”该公司EL7531降压调节器把高端和低端FET及其它重要功能集成到了一个芯片之中，并具有内部补偿，实现外部元件数量降至最少，适用于3.3V、5V或锂离子电池电源。另外，EL7531还具有自动PFM/PWM 模式控制或只采用PWM模式。PWM频率一般是1.4MHz，可以同步到12MHz。典型的无负载静止电流只有120μA。

实用主义为中低端应用提供选择

    不过，在众多供应商响应类似于奥林匹克“更高、高快、更强”精神一样，对降低功耗、提高效率方面孜孜不倦的同时，还有一类供应商则抱有另外一套市场哲学，他们以相对低的价位和合适的性能，也就是我们常常说的高性价比来吸引中低端市场的目光。例如，深圳市泰德半导体有限公司的总经理孙洪涛认为：“在满足待机功耗的条件下，我们更提倡性价比的合理性。”

    孙洪涛：我们以相对低的价位和合适的性能来吸引客户。
 
    该公司最近新推出两款自主知识产权的电源管理IC，TD1501和TD1410。前者应用于LCD显示器和LCD TV，将与美国国家半导体的LM2596型DC/DC降压型转换器展开竞争，后者面向便携式DVD播放器应用，可与美国芯源(MPS)的MP1410相匹配。

    TD1501的振频为200KHz，12V-9V和12V-5V的转换效率分别达到90％和82％，它避开了国半的专利，采用的是随着外部条件的变化，内部增益固定补偿技术，实现与国半LM2596相媲美的性能。孙洪涛还介绍说，TD1410能够实现与MP1410完全兼容，同时有20％的价格优势。他乐观的表示：“我们十分看好今年便携式DVD播放器的市场前景，期望可以占据20％的市场份额。”

    据悉，目前这两款产品都已经通过测试，将于本月起批量供货。未来，泰德半导体的研发业务将继续专注于大电流、高效率、大功率的方向，计划今年推出采用BCD工艺实现的DC/DC和AC/DC转换IC，预计效率高达95％。

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