电子繁荣的时代，电源技术将是永远的支柱。电源技术追求高效率、高可靠性的目标从未改变。随着新一代半导体材料的逐步成熟，新应用场景的登场，电源行业也在接受技术的变革和洗礼。

面向未来，电源技术继续追求着功率密度的增加、整流技术的提升和分布式电源结构的优化，与此同时，也更关心电源的数字化和智能化、设计工具的人性化，以及如何适应快速多变的市场环境。本文盘点各主流厂商的前沿产品，以供各方未来设计与研发参考。

GaN技术的研发与应用前沿

GaN技术在2018年取得很大的进展，很多应用场景都开始出现GaN器件。作为最早研究GaN技术的厂商，英飞凌推出了600V GaN HEMT产品线——CoolGaN。该器件架构建立在低成本的硅基材料上，采用了横向架构，很容易构建半桥模块、全桥模块；另外，在本征Al GaN层的顶部使用p掺杂的Al GaN门极。该器件具有非常极低的栅极电荷和输出电荷，线性的电容特性和源到漏电压，易于进行ZVS拓扑设计；同时，也没有本征体二极管架构和相关的储备恢复问题。CoolGaN的增强模式概念提供快速的开启和关闭速度，以及在芯片或封装级别上的更佳集成路径，可实现更简单且更具成本效益的半桥拓扑。增强模式更适合多芯片集成。

600V CoolGaN系列是根据特定的基于GaN量身定制的规范工艺基础上实现的， 该工艺远远超过硅功率器件的标准。600V CoolGaN适用于电信、 数据通信、 服务器SMPS以及大多数其他工业和消费类应用。CoolGaN产品系列采用高性能SMD封装，以充分发挥GaN的优势。英飞凌还专门为CoolGaN配备了驱动器——1EDi-G1 EiceDriver系列，其具有独立于占空比的开关特性，两个关断电压，即使对于第一个脉冲，也可使用负栅极驱动电压。

无线充电：当前市场的最大热点

无线充电有Qi和PMA两个标准。其中Qi标准由于得到了苹果等公司的支持，已经成为主流标准。意法半导体（ST）的一系列TX端产品也支持Qi协议，功率范围是2～15w。其中，以支持EPP规范的15W发射端控制器STWBC-EP为代表，该控制器的待机功耗仅16mW，端到端的效率能够达到80%。此外，位置检测、FOD、Q因数测量的功能也一应俱全。该产品集成有一个DC/DC升压转换器和控制器，还有Qi充电算法固件，开发者无需在设计中集成软件和使用额外微控制器，即可完成方案设计。STWBC-EP的架构让设计人员能够灵活地优化外部半桥及相关栅极驱动器，支持5~12V的电源电压，确保兼容USB快充。这款芯片还采用ST的独有技术，给用户更好使用体验。这些独有技术包括可以提升主动存在检测性能的ST专利技术，当一个兼容设备放在充电区时，这项技术可以快速唤醒系统。此项专利技术还能提升异物检测(FOD)性能，当含有金属的物体距充电器过近时，这项检测功能可以自动切断电源，防止过热现象发生。

Flex：板载电源的新技术

收购了爱立信电源模块所成立的Flex电源模块部门凭借多年的积累，已是板载电源行业的领先者，其单模块电源的效率达到了优异的97.5%。Flex的产品覆盖了工业、铁路、数据中心等多个领域，电压范围从交流48V直到芯片级。该公司在2018年推出了最新的BMR481模块，其采用了领先的混合调节比(HRR)技术，能够更好地利用电源系统在其宽输入电压范围内实现大功率转换。BMR481可在高环境温度和气流有限的环境下提供更高的可用功率，意味着可以提供高可靠性。尽管该模块带有标准底板，但对于最具挑战性的散热环境，它也可以连接到散热器或冷却板上。因此，BMR481不仅适用于中间总线转换、动态总线电压和分布式电源架构，还能为采用多节电池供电的高端和高功率应用或ICT应用中常用的整流器供电。在BMR481的基础上，Flex将在明年推出BMR482，作为第二代直接转换器，其输出将达到1.8V/100A，采用AVS总线或SVID控制，最大可进行6块并联。作为PSA的成员，Flex公司的48V直接转换DC/DC模块可以为OCP和数据中心公司带来很好的效益。

芯片封装的电源解决方案

同为模块电源厂商，Vicor公司的电源产品也在不断演化，从1980年代的大功率模块，一直发展到现在的芯片化封装产品。细数该公司的产品，包括了专有的ZVS及ZCS转换器拓扑结构，系统级封装（SiP）LGA模块，VI Chip，转换器级封装（Chip）产品和VIA（集成式电源适配器）解决方案。Chip是Vicor为了应对散热挑战而推出的封装技术，它可以像晶圆制造一样，利用100％的PCB材料将各个转换器排列起来，而没有引线/引脚连接占用的空间。然后，阵列被锯成一个个“芯片级”元件，没有多余的非增值封装，从而最大限度减少了客户设计所使用的空间。VIA则是一个更大的功率元件平台，提供一个热适应的、灵活、高密度、低成本外壳给Vicor的前端（FE）功率转换引擎，其中可整合EMI滤波器、瞬态电压抑制（TVS）、浪涌保护与数字通信。针对小型化的应用，Vicor还有SIP、QFN和SM-ChiP三种封装。对于最热门的48V到CPU供电单项转换器，Vicor也有相应的产品（VTM），日本的超算就使用了Vicor的电源方案。VTM是十分快速,功率密度和效率均极高的电流倍增器,可以符合高端功率应用的要求。其主要优点是几乎可以免除负载电容,大大提升整个系统的密度和可靠性。

面向工业设备的解决方案

ROHM公司在本次大会上的演讲主题是面向工业设备的电源解决方案。能源与汽车是其目前最为关注的领域，主要产品包括了门极驱动器、IPM、AC/DC和DC/DC。ROHM的隔离式门级驱动器主要采用了典型的3相逆变器电路，其隔离技术采用了无线圈变压器，大幅减小了占板面积，输入输出延迟也大幅减小，鲁棒性也很高。非隔离式则采用了SOI技术，可以承受600V高压。IPM方面，ROHM的目标是使用SiC材料，并逐步应用在工业领域。而且，ROHM还在力推SiC的AC/DC。目前，ROHM已有AC/DC控制器BD768xFJ-LB加SiC MOSFET SCT2H12的整体解决方案。次级侧同步整流控制器也是ROHM主推的系列，这种产品比传统的整流电路降低了90%的功率损耗，无需单独进行热沉降。最后，在工业变频器等应用场合，大功率设备会需要绝缘型电源/隔离型电源，ROHM为此推出了无需光电耦合器BD7F系列，因为无需光电耦合器，反激式构建的部件数量减少一半，可同时实现系统的小型化、节电、高可靠性。此外，本系列采用新开发的自适应导通时间控制，改善了隔离型电源控制IC的课题中的负载响应特性。

Microchip：拥抱数字化

在拥抱数字电源技术的路上，Microchip走得很坚定。数字电源的可控制性、及时性和可靠性使得各芯片公司都加大了投入。Microchip为数字电源提供了评估板、设计工具和具有外设的控制器。适用于数字电源的MPLAB入门工具包，低电压PFC开发板和一系列参考设计构成了评估板和参考设计系列。为了便于开发，Microchip的数字电源设计套件还具有代码配置器、补偿器库，只需简单的步骤就可以开发出强大的数字电源产品。至于数字电源产品本身，Microchip本身也有一个强大的产品线，以dsPIC33EP GS为例，包括多达5个12位ADC（一共多达22个ADC输入），可提供16 Msps的总吞吐量和300纳秒的ADC延迟；还有四个模拟比较器均配有12位DAC，用于精度要求更高的设计；两个片上可编程增益放大器可用于电流检测以及其他精密测量。Microchip不断提高控制器的性能，使之能加快算法执行速度，并提高开关频率，最大限度发挥数字电源的优势。

当前电源隔离的4大主流技术

目前，隔离技术的主流有四种：电容式、巨磁阻、磁和光，芯片大厂Silicon Labs所采用的是电容式。其新产品Si8xxxx使用的隔离介质是二氧化硅，优点是有经验证的、好的控制工艺，已经使用了超过30年，低缺陷率，电解质强度非常高。Silicon Labs的隔离器产品线已经包括了多种产品，包括了数字隔离器产品家族，面向不同系统的IsoDriver产品系列，以及模拟隔离器和隔离ADC。

隔离器在工业应用中发挥着巨大的作用，如PLC系统，有128个通道，现场输入可能是流出或吸入类型，光耦不能提供足够高的速度用于伺服电机控制，且光耦易于受到温度和老化的影响而性能下降。而Si838x就能解决这个问题，它能节省大量电路板面积，具有双极输入能力，2Mbps速率可提供可靠的伺服控制，在整个长寿命周期都能提供稳定和可靠的性能。

除此之外，Silicon Labs公司还是头一家为电动汽车提供数字隔离器的厂家，其产品满足汽车级的加工流程，具有DPPM保证，PSW/PCN处理，VDA和16949审计准备就绪。现在，已有多家电动车OEM厂商采用其产品。在EV/HEV中的电池管理系统，电池充电器（AC充电站或OBC）和电机驱动牵引逆变器中都有Silicon Labs产品的身影。

关键词:电源技术 前沿趋势 无线充电

浏览量：1519

来 源：21ic电子网

编辑：马致远

声明：凡本网注明"  来源：仪商网"的所有作品，版权均属于仪商网，未经本网授权不得转载、摘编使用。
经本网授权使用，并注明"来源：仪商网"。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
本网转载并注明自其它来源的作品，归原版权所有人所有。目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如有作品的内容、版权以及其它问题的，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
本网转载自其它媒体或授权刊载，如有作品内容、版权以及其它问题的，请联系我们。相关合作、投稿、转载授权等事宜，请联系本网。
QQ：2268148259、3050252122。