匠心独运,罗姆(ROHM)去光耦隔离电源给工业市场带来什么

2016-08-24 08:22:26来源: EEworld
近年来,随着非隔离电源综合技术的逐渐成熟,越来越多的电源开始做成非隔离型。市场表现方面,由于非隔离电源具备成本及性价比的优势,目前在通用市场中被大批量的采用,大有取代隔离电源的势头。
 
但是,虽然非隔离电源具备构造简单、效率高等优点,却无法像隔离电源一样,能把输入和输出隔离起来,避免触电的危险,这一缺点在更加注重安全的工业、服务器电源市场尤其明显。
 
如何推出适用于工业电源市场的小型化、省电、高可靠性的产品,满足客户日渐苛刻的需求,一直是电源控制厂商始终如一,坚持不懈的追求。
 
“为此,我们通过长时间的投入与研发,终于开发出了针对工业设备变频器应用的隔离型产品,也就是我们此次推出的电源控制IC‘BD7F系列’。” ROHM半导体(上海)有限公司设计中心应用技术二部高级经理周劲先生在2016年8月9日举办的罗姆(ROHM)半导体新品发布会上表示。
 

 
ROHM半导体(上海)有限公司 设计中心 应用技术二部 高级经理 周劲

工业电源市场发展趋势解读
 
业内认为,隔离与非隔离的方案会一直同时存在,而使用隔离电源或非隔离电源不能武断地一刀切,应根据不同场合和不同的使用环境,科学地选用。
 
正如我们之前所说,非隔离电源构造简单,效率高等优点,或许非常适用于传统市场,但是注重高可靠性的工业电源市场却难有作为。工业半导体市场的发展数据也表明,这是一个拥有稳定发展前景的市场,不容忽视。
 
市场研究机构IHS的最新研究报告指出,工业电子元件到2020年都会是半导体市场名列前茅的产品类别,2015年到2020年间的复合年平均成长率(CAGR)为8.4%。
 
“工业市场始终是罗姆(ROHM)非常关注的一个方向,2016年工业市场的市场规模预计会达到350亿美元,在未来三年内达到500亿美元。尤其是亚太地区(中国市场),会出现爆发式增长。” 周劲先生在介绍罗姆(ROHM)如何看待工业电源市场时表示。
 
在罗姆(ROHM)看来,工业半导体市场未来有如下几个发展方向:
 
第一, 高性能。所谓高性能,就是随着越来越多的触摸屏加入到工业设备中,工业设备需要更高的处理速度。
 
第二, 通信功能。越来越多的传感器整合到工业设备中。
 
第三, 轻量化的低成本。工业设备已经脱离原本大而笨重的形象,减少机械部分,减少零部件的数量,在实现高可靠性的同时,降低维护的需求是未来的发展趋势。
 
第四, 省电。高效率的工业设备需求,需要更加省电的工业设备。
 
为了顺应市场需求,降低成本、提高效率和可靠性成为每个企业追求的目标。在成本方面,电源不光要考虑生产设计成本,更要考虑维修的成本。
 
“工业半导体市场,罗姆(ROHM)有很多的产品。在工业模块方面,有LDO、存储器等产品。在绝缘通信方面,有WIFI、蓝牙等通讯芯片。在电池模块方面,锂电池的监控,超级电容的平衡控制,都有相应的产品。可以说,工业、机器和汽车领域,将会是罗姆(ROHM)未来战略的发展方向。
 
 
ROHM co., ltd. 工业设备·IoT战略部部长上林忠史先生

隔离电源的重要性
 
从人身安全和系统保护的角度考量,电子设备必须具有绝缘特性。
 
近年来,日益普及的太阳能逆变器、蓄电系统等高电压、大功率的工业设备,再加上长期连续运行和高温条件下运行等条件,对可靠性的要求越来越严苛。
 
隔离电源本身是一个能满足任何安规要求的产品,兼容性更好,可随意搭配设备;其次,隔离电源相比非隔离电源更安全,在生产、测试的过程中,不必担心会存在触电的危险。
 
“我们常见的一些设备,像工厂的自动化设备、FA变频器、PLC控制、AC伺服等等,这些工业设备都需要隔离型电源。” 周劲先生解释道。
 
据了解,此次罗姆(ROHM)推出的针对工业设备变频器应用的隔离型电源控制IC“BD7F系列” (BD7F100HFN-LB / BD7F100EFJ-LB / BD7F200HFN-LB / BD7F200EFJ-LB)可同时实现系统的小型化、节电、高可靠性,主要用于太阳能逆变器、FA变频器、蓄电系统等大功率工业设备变频器。
 
周劲先生表示,罗姆(ROHM)希望通过“BD7F系列”产品,能够实现以下几点功能:
 
首先,去除光电耦合器,简化电路设计,减少零部件数量。以往,反激式的隔离型电源为了实现隔离功能,必须使用光电耦合器。而使用光电耦合器就不得不面对消耗电流、温度变化和寿命问题等课题。“BD7F系列”产品无需此光电耦合器,反激式构建的部件数量减少一半。
 
为什么能够去除光电耦合器呢?周劲先生表示,罗姆(ROHM)通过新开发的信息提取电路,把与VSW开关变压模型相关的内容提取出来,实现对VSW的监控,通过监控你给的方式,间接控制二次侧,也就可以取消光电耦合器耦合器直接反馈电路。简言之,就是通过内置提取电路,来实现对二次侧输出电压的控制。
 
“这种方式的优点在于,去除了光电耦合器,极大的延长了器件的使用寿命,降低了器件的成本。其缺点在于需要设计一个补偿电路进行补偿,这种输出与使用光电耦合器的输出目前只能做到非常贴近,还存在一定的差距。” 周劲先生在谈到这种方式的优缺点时说到。
 
其次,“BD7F系列”产品利用新开发的自适应导通时间控制技术,实现输出电压变动是一般控制方式的65%以下,仅为200mV(负载电流1A、上升100µs时),改善了瞬间负载电流变动对负载响应特性的影响,非常有助于提高可靠性。
 
周劲先生表示,“这项技术是罗姆(ROHM)利用自身的技术优势开发出来的全新技术,完全实现了导通时间控制上的种种优点的移植,比如不需要相位补偿,负载响应很好。”
 
最后,通过负载补偿纠正输出特性,能够保证在重负载的时候,实现输出电压的平稳。
 
 
产品展示

垂直统合型的生产体制
 
对于工业设备来说,最重要的一点就是稳定供应。为了满足这一需求,罗姆(ROHM)一直都保持着垂直统合型的生产体制的特色。从硅片的生产,到制图、研磨,到晶圆的生成,甚至到最后的封装全部是在罗姆(ROHM)公司内部完成。
 
这种体制的执行,可以保证从产品的开发到制造,都置于罗姆(ROHM)内部统一的品质管理之下,能够相对稳定的为客户提供高品质的产品。
 
本系列产品于2016年7月开始销售样品,计划于2016年10月开始暂以月产50万个的规模投入量产。前期工序的生产基地为ROHM滨松株式会社(滨松市),后期工序的生产基地为ROHM Electronics Philippines, Inc.(菲律宾)。此外,罗姆(ROHM)可提供搭载 了代表产品“BD7F100HFN-LB”的评估板“BD7F100HFN-EVK-001”。可以简单评估搭载BD7F100HFN-LB、输入电压24V 、输出电压5V、输出电流800mA的隔离型电源。
 
“‘BD7F系列’产品目前包含BD7F100HFN-LB / BD7F100EFJ-LB / BD7F200HFN-LB / BD7F200EFJ-LB是个产品型号,总体性能相当,封装,输出功率,输出电压略有不同,客户可以根据其自身需求选择合适的产品!”
 

关键字:罗姆  去光耦隔离电源  工业

编辑:刘燚 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/article_2016082410469.html
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