電源管理芯片是技術比較成熟的產品，國內外廠家之間的競爭也非常激烈，采取哪些舉措來確保行業領先的地位，一直是各家大廠不斷思考的課題。

 

Intersil公司戰略及基礎設施電源產品高級副總裁Mark Downing在電源管理行業有著數十年的工作經驗，在接受本刊采訪時他指出，隨著系統需求發生變化，電源管理技術需要及時改進，使之成為最活躍的創新領域之一。因此，雖然電源管理技術早已存在，但當前的解決方案已顯著有別于其最早形態。不斷變化的化學電池、對環保技術的更加重視、對移動性和更小外形的渴望都在使傳統電源管理解決方案發生改變。現今的系統要求極高的效率水平和更小的尺寸，這要求更高的集成度以及電路設計、封裝和工藝技術專業知識，許多情況下還要求全面采用數字電源。

 

Intersil公司戰略及基礎設施電源產品高級副總裁Mark Downing

 

例如在移動設備市場，客戶面臨激烈競爭，業務變化非常迅速，由于需要在不斷為其產品添加新特性和功能，同時還要延長電池續航時間，所以他們對電源具有苛刻的要求。隨著終端變得更小、更薄、以及電路板面積縮小，將這些功能集成在單個芯片上的需求顯著上升，而這正是Intersil帶給客戶的重大優勢之一。

 

而在工業和基礎設施市場，為支持先進的網絡處理器、內存、FPGA和ASIC，電壓軌的數量正在不斷增加，使得電源設計日益復雜，這需要更多DC/DC轉換器來管理電源負載。隨著電源需求變得更加復雜，電源管理同樣變得更加復雜。在這個原因下，為了節省設計時間，電源模塊重新流行起來。利用先進IC及封裝來提供高效和一攬子電源解決方案的高度集成電源模塊，將使系統設計工程師無需成為專家也能采用最佳電源技術。

 

工業開關電源的集成趨勢

 

圖1展示了工業開關電源的集成趨勢：綠色區域代表現有完全集成式同步降壓穩壓器的技術，即所有的調制器、驅動器、功率MOSFET都集成在一個IC中；藍色區域則代表功率MOSFET和調制器分立的產品方案。Intersil公司工業電源市場與應用總監Lokesh Duraiappah說十年前，綠色區域面積要比藍色區域小得多，但隨著LDMOS技術的發展，越來越多集成的解決方案被開發出來。不過，追求高輸入電壓和低電流的情況例外，只能選擇控制器+外部功率MOSFET的解決方案來實現。

 

 

圖1：工業開關電源的集成趨勢

 

Lokesh Duraiappah認為，數字控制器最重要的是PMBus遙測功能，通過該功能可監測每一個負載的溫度、過電、過壓功能，因此主要應用于對功率順序和電壓余量有較高要求的場合。例如，現在計算、通信、服務器等應用都在使用FPGA，它有多個電壓軌，功率順序非常重要，這時數字控制器的靈活性要優于模擬控制器。但對工業應用而言，它們往往不需特別高的功率，電路也不是特別復雜，對于PMBus遙測功能沒有非常嚴格的要求，反而是對占板空間、效率、解決負載點問題的需求很強烈，因此模擬控制器更為適合。

 

但他也同時指出，現在市場上對于消除中間級總線，直接把高壓(比如40V、36V、42V)轉化為低壓(包括3.3V、5V或者1V)的呼聲越來越高。此外，隨著FPGA、MCU、ASIC復雜性的日益上升，電壓軌數目增多，以及備用電池的使用增多等，也都正在成為工業通用型電源發展的新趨勢。

 

工程師在進行工業電源設計時，該如何選擇控制器？他該最先關注哪些功能或參數？Lokesh Duraiappah對此回應稱，很多參數都是值得考慮的，比如輸入電壓范圍、輸出電壓范圍等。從控制器角度來講，一個重要的因素是可以支持的最小接通時間，因為只有在最小接通時間非常低的情況下，才有可能實現大幅度調整；其次可以關注柵極驅動，即它能驅動的功率MOSFET的最大是多少；第三則要看易用性，在默認設置上看搜索頻率、軟啟動還有引腳數量是否滿意；第四大要素是開關頻率，在擁有很高的開關頻率的情況下，對電流波、效率、電感尺寸的選擇余地就非常大。當然，參考設計的使用也非常關鍵，畢竟誰都不愿意從頭再去對一個芯片做研究和探索。

 

但不論技術如何改進，對于電源產品來講，效率還是重中之重。Lokesh Duraiappah表示，通過改善產品架構降低靜態電流將是未來的方向之一。針對FET技術和集成式控制器，會進一步投資技術來降低RDS，并不斷提升控制器的制造工藝，從而達到降低占板空間、提升效率的目的。