电源管理技术在提倡节能环保及经济不断发展的，已经显得越来越重要。可以说，凡是电子产品都涉及到电源管理。如今，人们也已经越来越依赖电子产品了，对电子产品的功能要求是越来越高。社会环境、消费者、政策的指引等等，都对电源管理技术提出新的要求，电源管理技术的发展也在各种挑战中不断提升。这一期，我们将主要针对PC外设用电源，与您一起探讨电源管理面临的挑战及发展方向。
电子产品，一个完全不陌生的名词。或许稍作观察，您就会留意到您的生活中已经不可或缺电子产品了。确实，现代社会，科学技术迅猛发展，身边越来越多人使用各种电子产品，手机、数码相机、电脑、电视等等，各种电子产品的身影也是随处可见。而电源管理技术在提倡节能环保及经济不断发展的，已经显得越来越重要。可以说，凡是电子产品都涉及到电源管理。如今，人们也已经越来越依赖电子产品了，对电子产品的功能要求是越来越高。社会环境、消费者、政策的指引等等，都对电源管理技术提出新的要求，电源管理技术的发展也在各种挑战中不断提升。这一期，我们将主要针对PC外设用电源，与您一起探讨电源管理面临的挑战及发展方向。
节能推进电源管理技术发展 电源管理技术体现节能
随着节能环保问题日益引起重视，如何开源节流已经成为很多半导体厂商主要考虑的问题。而对于电源管理，提升电源设计效率是半导体厂商与电源系统工程师关注的问题。英飞凌一直持续致力于提升PC电源的效率，研发高效率的电源管理IC，并且提供系统解决方案。针对不同效率要求的PC台式机电源，英飞凌都有相对应的完整系统解决方案。其中电源管理IC可以分别应用在有源功率因数校正，LLC谐振式半桥和全桥变换器，正激式PWM变换器，以及辅助电源模块。IFX90ATX300W是英飞凌开发的300W标准ATX电源样机，其效率过全面90%，并且获得80plus机构的白金(英飞凌是家获得80plus白金证书的半导体供应商)。
英飞凌科技亚太私人有限公司高级工程师李冬博士指出：“对应于80plus和白金效率的电源，我们特别ICE3PCS0xG，ICE2HS01G和800V CoolSET。这三款IC可以大限度的帮助优化功率电路的设计，减小功率损耗，提升效率，降低成本。”他还补充道，对应于80plus铜牌效率的电源，英飞凌使用ICE1CS02。这颗IC将CCM PFC和正激变换器的控制集成在一起，可以大限度的减小电源设计工程师的开发难度和时间。内建完整的保护功能，在故障出现时候，可以快速、准确地自我保护。集成的控制和内建的保护功能，还可以减少外部分离器件的数量，降低整机成本。
对笔记本电脑有强烈需求的消费人群来讲，电池的持久性，更高的能效、设计的简洁、携带的方便等都是消费考虑的主要因素。所以同样地，作为一家专为功率及便携设计提供高能效、易于应用及高增值的半导体解决方案——飞兆半导体。飞兆半导体第二代XS™ DrMOS系列FDMF6708N是经全面优化的紧凑型集成MOSFET解决方案加驱动器功率级解决方案，用于大电流、高频率同步降压DC-DC应用。与接近的竞争产品相比，该器件在峰值负载下(15A)效率提高2.5%，在满负载条件下(30A)效率改善6%。该器件适用于要求开关频率在600KHz – 1.0MHz，输入电压甚至达到20V的应用。可让设计人员使用更小、更薄的电感和电容，减小解决方案的尺寸，同时满足热性能要求。FDMF6708N器件能够帮助设计人员应对设计挑战，设计出更酷、更薄且具有更高能效的Ultrabook™产品。
无论从半导体厂商还是电源制造商的观点来看，今后的主体发展趋势仍将集中在进一步提高转换效率，提升功率密度，高可靠性及更低成本。而电源的效率几乎是电源技术与应用中永恒的主题，随着全球经济的一体化和对节能环保的关注，更高的转换效率意味着对能源的有效利用和减少能耗开支。
例如，飞兆半导体提供的AIO解决方案非常适合75W~230W功率范围应用，包括FAN6920MR集成式临界导通模式PFC和准谐振电流模式PWM控制器产品;FAN7382栅极驱动器;以及用于反激式拓扑和正激续流整流的FAN6204次级端同步整流(SR)控制器。而且，这些器件都具有同级佳的无/轻负载功耗，能够实现达到2013 ErP标准的设计，并可省去LLC解决方案所需的附加电路。
另外，以全球的高性能模拟集成电路(IC)设计及制造商而名的奥地利微电子，针对PC及外设用方面的电源管理IC则提供分立的低压差线性稳压器(LDO)、DC/DC转换器及电源管理集成电路(PMIC)。其的LDO和DC/DC转换器能耗及噪音都非常低。而PMIC产品提供了强大的系列编程设置，采用OTP(一次可编程)可灵活实现客户所需的上电时序。
面对各种挑战 半导体厂商各有战术
当能效标准逐渐成为电子产品新的紧箍咒，各大电源半导体厂商不得不面对电源管理技术的全新挑战。飞兆半导体 FDMF68xx Gen III DrMOS多芯片模块(MCM)系列经设计能够降低输出感量和减少输出电容器数目，与普通分立器件解决方案相比，该系列能够节省多达50%的线路板空间，并提高效率，以期满足新能源标准要求。使用飞兆半导体的高性能PowerTrench® MOSFET技术，FDMF68xx系列能够显着减少开关振铃(switch ringing)，省去大多数降压转换器应用中使用的缓冲器电路。FDMF68xx系列配合针对刀片式服务器、高性能笔记本电脑、游戏主机和负载点(point-of-load)模块的新能源标准和系统规范，正在推动业界对更高效率、更大电流、更高开关频率以及更大功率密度的需求。
电源管理技术发展方向——高转换效率、高功率密度、高可靠性、低成本
有业界人士说，电源管理集成到一个系统能显着降低成本，不仅可以提供所有电源管理功能，而且避免了相同功能的重复实现。共享资源的功能可以合并。张瑞斌指出，很多制造商喜好使用模块解决方案，因为相比分立解决方案，模块解决方案具有数项优势。首先，模块方案有助于提高系统的可靠性和效率。许多成套设备开发人员在设计功率部件和栅极驱动电路时遇到了困难，因其布局周边是非常敏感的。而模块解决方案在设计中考虑了这些因素，以期减小杂散电阻/电感并优化开关特性，这可以通过优化硅芯片安排及缩短引线粘接长度来实现。其次，模块方案能够简化成套设备的设计和制造过程。
Don Travers却不这样认为。他说：“我们在高性能应用处理器方面的经验显示，高集成度并不比的PMIC解决方案更具成本效率。”
任何消耗功率的电子系统均可从获益于更高的功率密度(更小的体积)和效率(更低的温度和运营成本)。飞兆半导体满足这些需求的解决方案包括： 改进半导体封装来减少降低效率的寄生现象，并提高功率密度;投资开发基础半导体技术，比如飞兆半导体的PowerTrench®工艺、SiC 和 GaN 工艺，以期提高功率效率;开发具有功率管理算法的高性能IC;在智能功率级(SPS) 和DrMOS等多芯片模块中综合利用所有上述技术，进一步提高功率效率和密度。
采用这些创新技术的市场将会遵循历史趋势——早期的采用者将成为努力树立行业设计和性能标准的企业，例子包括薄型笔记本电脑厂商、高效服务器制造商、追求设立新的能效标准白色家电制造商，以及致力突破效率和散热限制LED照明产品制造商。
而言之，特别是随着节能、绿色电源和电子设备必须遵守强制性能效规范，电子产品多功能化，优化成本的发展趋势，电源管理技术朝着提高转换效率，提升功率密度，高可靠性及更低成本的节能方向迈进是符合市场发展需求的。
