
熱點推動未來技術發展,創新蘊含無限可能。近些年,區塊鏈、比特幣、自動駕駛、汽車電子的應用,下一代的通信互聯技術,以及我們耳熟能詳的名詞“智能制造”、“工業4.0”等已經成為各個高科技企業不斷發力去研究和追逐的藍海。
在2018年8月23日,Analog Devices, Inc(ADI)舉辦的“ADI 領先的創新電源技術研討會”上,ADI公司電源產品中國區市場總監梁再信先生介紹了ADI公司電源子品牌“POWER BY LINEAR”中的重要電源產品。針對具體的工業、汽車、通信、能源等應用方向,為大家分享了行業及應用發展趨勢,以及ADI公司是如何幫助工程師應對這些挑戰的。特邀嘉賓西安交通大學楊建國教授就如何促進大學生后續教育的發展,以及“電子運動會”的主題分享了他的真知灼見。
ADI公司電源產品中國區市場總監梁再信先生介紹ADI公司產品
西安交通大學電子工程學院楊建國教授演講
眾所周知,去年3月份ADI公司完成了與LINEAR公司的合并,兩家公司的合并締造了高性能領先模擬技術的公司,從而在電源細分領域變得更強。梁再信先生指出,合并以后ADI公司推出了“POWER BY LINEAR”電源子品牌,旨在通過創新的高性能電源技術,幫助用戶解決設計中棘手的挑戰。LINEAR公司的加入增強了ADI公司在電源領域的實力和產品線。目前我們有種類非常多的旗艦產品,可以支持熱點的市場和領域。
三個維度支撐新一代工業技術革命
工業4.0要實現更高的生產率就要在靈活度、效率、通信、安全性和可靠性等幾個方面進行創新,而所有工業產品的應用都離不開供電電源。梁再信先生表示,ADI公司的高功效、小體積、低EMI的這三個維度的技術方向,能夠提供非常強大的支持,并且致力于推出一系列產品去滿足不同工業應用領域對電源的要求。目前工業應用領域已占據ADI電源業務超過40%。
從工業領域來講,現在工業設計的密度和板卡的復雜程度越來越高,而且在工業設計中,人機界面、控制、回路、軟件的可靠性、系統的穩定性越來越重要ADI公司把過去非常復雜的電源系統集成在一個模塊里,使得客戶不需要關注電源的噪聲、紋波等問題,拿來就使用,效率也非常高。Silent Switcher技術的出現,提高了采購與生產的可靠性,為客戶節省了人力與物料成本,以及至少半年的認證與整改時間。
談及如何幫助客戶靈活地設計系統?梁再信先生表示,ADI公司的集成電路封裝工藝和模塊化技術將幫助客戶進一步提升在系統上的安全性和可靠性,使其工業產品能夠更加穩定。
為自動駕駛領域提供更可靠性能
縱觀自動駕駛汽車行業技術路徑最重要的關健詞就是安全。從無人駕駛技術、駕駛輔助系統到無人工廠都跟我們人類的安全息息相關。激光雷達、普通雷達、相關的測量測控單元都是未來自動駕駛和無人機非常核心和關鍵的平臺。就POWER BY LINEAR將如何支持此領域發展的問題,梁再信先生表示,因為雷達、激光雷達所要探索的精度、性能和穩定性非常重要,所以ADI公司針對雷達、射頻、高頻的應用,推出全世界噪聲最低的幾款電源LT3042、LT3045,噪聲雷達只有0.8微伏。在無人駕駛和智能工廠中,全新的Silent Switcher技術也可以用到,它對EMI非常敏感。
此外,ADI公司還推出了一個新的概念——PoDL,意思是Power Over Data Line。梁再信先生解釋道,在未來汽車里采用以太網鏈接,可以節省非常多的電纜施工和重量,提高可靠性,降低施工的難度。PoDL的意義就是通過車身的總線去傳遞所需的能源。我們相信未來車身的以太網,PoDL有可能變成一個標準,我們認為這是新的機會和轉折。
從傳統汽車到新能源汽車,現在還是交替的時代。梁再信先生表示,基于汽車工業的發展和用電設備越來越多,系統的功耗越來越大,我們推出了理想二極管的橋陣列,把理想二極管的技術從單個擴展到四路,這樣可以得到非常低的功率損耗,不需要散熱片,并且有非常高的可靠性和效率。在汽車里面溫度是非常大的挑戰,因為功率降低了,溫度也降低了,重量也降低了,不需要加散熱片了,這也是我們在汽車領域的一些探索和應用。可能不遠的將來,我們就會看到理想二極管的身影。
升級電源技術應對5G通信挑戰
在談及ADI通信領域的產品時,梁再信先生表示,從過去的GSM、2G、3G、4G到現在馬上要推出的5G,每一次通信的迭代,都有ADI射頻器件和電源器件的身影。我們研發出一個沒有電感的變換器,用電容通過4個MOS管去做電壓的變換,在2.8X2.8CM的面積上,可以輸出48V-24V,500W,在全范圍可以達到99%的效率。還可以往12V轉,實現97%以上的效率,這是傳統電源所做不到的。傳統的PC機的開關電源能達到87%-89%的效率就非常好了,而我們的系統可以達到更高。
ADI在通信應用的電源技術創新和調整方面還做了很多其它的改進。比如結合理想二極管的優點支持熱插拔,能夠讓通信系統獲得比以前更好的穩定性。以及通過帶數字接口的電源管理系統記錄每一路的電源狀態,方便通信系統在恢復時對系統做分析,甚至可以控制輸出的電壓,支持遠程調試和遠程監控。尤其當系統不穩定時,可以通過PSM得知電路故障所在,通過系統自動變頻,降低能源,調整電壓。相信PSM的測量和輸出的調整功能在通信領域會越來越普遍。
除了PSM,POE(Power over Ethernet),意思是電源通過網線去傳輸,在通信領域會有越來越廣泛的應用。梁再信先生表示,在通信領域在國際標準剛超過25.5W,ADI公司就推出150W的POE的解決方案。此方案最大的好處是可以對通信的應用和布局提供高達150W的功率,容量越大,需要的功率越大,150W可以提供非常完美的解決方案,這也是我們在通信上強有力的技術平臺。
技術革新助推高效能源發展
除了前面介紹的幾大方向,ADI公司在能源領域同樣具有優勢。無論對于智能電網、可再生能源生成和存儲、企業能源管理、電動汽車充電樁基礎設施等,ADI都能提供很好的配套電源技術方案。能量的采集,FCI用的是太陽能。梁再信先生表示,ADI公司在這種FCI上有非常完整的解決方案。通常通過互感器或太陽能供電,通過高性能MPPT最大功率點跟蹤及充電管理器件的應用,電池可以在同樣光照情況下獲得大量的太陽能能量。
在電力供應中,為了保證系統不斷電,ADI公司還提出用超級電容做備份電源,并為它提供完備的能量存儲和管理方案。比如LTC3350,它對四個法拉電容做監控,不僅能夠對電容做平衡和充/放電管理,同時還補充電容的內阻,以及自動對所有電容做能量均衡,功能十分強大。
在穿戴式設備,類似計步器這樣的應用上,充電是一個問題。ADI公司推出了一系列的產品,比如溫差發電的控制轉換器件LTC3108,振動換能的LTC3588等,我們希望用這樣的概念和思路,讓傳感器、物聯網的節點能夠實現終生免維護,梁再信先生說道。
此外,ADI公司在IoT方向也實現很多重大的突破。比如通過光學和運動檢測、阻抗、生物電位和信號調理技術造就當今世界在無線、可穿戴生命體征監護(VSM)的進步的醫療保健技術。以及通過精確的地理位置檢測、智能數據采集和傳感器融合技術實現實時自主決策、更高的資源效率、更簡便的互聯農場生態系統連接的智慧農場等。
最后,梁再信先生總結說:“在工業、汽車、通信、能源等行業,靈活性、效率、通信、可靠性、數據安全都非常重要。而電源是一切的基礎,電源的品質和可靠性對系統非常重要。Power By Linear會一直努力創新,提供高性能的方案,提供全球最好的技術支持,提供最好的可靠性和穩定性。”
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