電源設(shè)計控必須了解的2017三大趨勢

電源適配器生產(chǎn)廠家需求往往是推動創(chuàng)新的源泉，無論是時尚、金融亦或是熟悉的電源領(lǐng)域都存在這樣的現(xiàn)象。抓住了用戶需求，潛在創(chuàng)新動力才會被激發(fā)，也只有適應(yīng)需求的創(chuàng)新才是具生命周期的2017年電源需求在哪？創(chuàng)新著力點(diǎn)在哪？帶著疑問與期盼請來亞洲大電子展—2017年慕尼黑上海電子展一探究竟吧！3月14日-16日將有超過6萬多名的專業(yè)觀眾以及眾多的外電源廠商集聚上海新博覽中心，深度探討2017年電源市場需求與走勢，為您的電源創(chuàng)新提供設(shè)計動力！

電源市場未來需求有多大？據(jù)專業(yè)調(diào)研機(jī)構(gòu)的新數(shù)據(jù)標(biāo)明：電源市場在2017-2020年將繼續(xù)堅持穩(wěn)步的增長速度，2020年，電源市場的規(guī)模將達(dá)到2567億元。

面對每年2000多億的電源市場“大蛋糕”上游廠商不時推陳出新，以適應(yīng)繼續(xù)變化苛刻的設(shè)計需求；下游設(shè)計則出現(xiàn)多元化發(fā)展。諸如數(shù)字控的支持者認(rèn)為：數(shù)字電源較模擬電源適應(yīng)性強(qiáng)、更靈活，未來會不會是一邊倒的趨勢呢？出于對高效率與低耗能電源的需求，資料控的支持者對氮化鎵 GaN和碳化硅 SiC開關(guān)器件等寬帶隙 WBG器件充溢信心，但談及價格又有些神傷…

盡管模擬電源解決方案的本錢、性能(如負(fù)載變化時的電源響應(yīng)時間)占板面積等指標(biāo)都優(yōu)于當(dāng)前的數(shù)字電源解決方案，但對于期待創(chuàng)新的開發(fā)人員來說，完全是一種固定模式的黑盒應(yīng)用，抑制了開發(fā)人員發(fā)揮發(fā)明力的激情。

數(shù)字電源正是為了克服現(xiàn)代電源的復(fù)雜性而提出的實現(xiàn)了數(shù)字和模擬技術(shù)的融合，提供了很強(qiáng)的適應(yīng)性與靈活性，具備直接監(jiān)視、處置并適應(yīng)系統(tǒng)條件的能力，能夠滿足幾乎任何電源要求。數(shù)字電源還可通過遠(yuǎn)程診斷以確保持續(xù)的系統(tǒng)可靠性，實現(xiàn)故障管理、過電壓(流)維護(hù)、自動冗余等功能。目前，模擬技術(shù)+DSP/MCU正成為數(shù)字電源的主要趨勢。

而來自調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS公司旗下IMSResearch演講顯示，預(yù)計2017年數(shù)字電源市場營業(yè)收入將增至124億美元，數(shù)字電源IC市場將達(dá)到26億美元。數(shù)字電源市場以服務(wù)器和通信設(shè)備應(yīng)用為主導(dǎo)，同時拓展至其他更多應(yīng)用領(lǐng)域，猶如星火燎原之勢。

慕尼黑上海電子展作為電子行業(yè)的開年大戲，2017年3月將有不少的電源芯片公司如東芝（展位號E4.4300羅姆（展位號E4.4100意法半導(dǎo)體（展位號E4.4102凌力爾特（展位號E4.4401芯源（展位號E4.4112比亞迪（展位號E4.4512等集體展示電源管理芯片。各大電源管理IC廠商面對誘人的數(shù)字電源市場需求，都在抓緊排兵布陣。

數(shù)字控的忠實擁護(hù)者之所以采用數(shù)字電源管理，因為數(shù)字電源能提供有關(guān)電源系統(tǒng)的準(zhǔn)確信息，而且能輕而易舉地自主控制和監(jiān)察幾十個電壓。制造商為專門市場提供定制和經(jīng)濟(jì)實惠的器件，這使新手和經(jīng)驗老道的數(shù)字電源設(shè)計者都可以輕松使用。凌力爾特（慕尼黑上海電子展展位號E4.4401近提供的多節(jié)電池監(jiān)視器LTC2944就是其中之一。

LTC2944可用來直接測量 3.6V至 60V電池組。電源和丈量引腳上不需要電平移位電路以連接多節(jié)電池電壓，因此大限度減小了總電流消耗，同時堅持丈量準(zhǔn)確度。LTC2944一款真正的高壓電池監(jiān)視器，能夠以 1%準(zhǔn)確度測量電荷、電壓、電流和溫度，要準(zhǔn)確地評估電池電荷狀態(tài) SoC這些參數(shù)是必不可少的

適合多節(jié)電池系統(tǒng)的60V電池監(jiān)視器

無線控：拒絕束縛，電源我做主

數(shù)字電源滿足了設(shè)計工程師對靈活、智能的方便電源管理需求，而無線電源的呈現(xiàn)，則讓用戶擺脫了線纜的束縛，提供更多的生活便當(dāng)性。

來自專業(yè)機(jī)構(gòu)的預(yù)測：2018年，無線電源接收器出貨量將達(dá)到10億顆。的半導(dǎo)體供應(yīng)商ST意法半導(dǎo)體（慕尼黑上海電子展展位號E4.4102通過內(nèi)置收發(fā)器提供整體解決方案，支持QiPMA 等多個工業(yè)規(guī)范和終端電源規(guī)范規(guī)范，其中包括物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品、手機(jī)、可穿戴設(shè)備、電動工具、汽車級和醫(yī)療級電源等。

意法半導(dǎo)體不久前推出的STWBC-WA 充電發(fā)射控制器配合STWLC04無線充電接收器，采用比市面上其它無線充電芯片組所用線圈更小的線圈，接收端只使用11mm直徑的線圈，發(fā)射端使用20mm線圈，可以傳輸高達(dá)1W電能，讓應(yīng)用設(shè)備的外觀尺寸變得更小、更纖薄。如果在發(fā)射端使用大線圈和全橋電路，輸電能力可提高到3W因為不再需要保守充電接口，無線充電可以簡化外殼設(shè)計和密封技術(shù)，防止塵土或水汽進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部。

STWBC-WA 充電發(fā)射控制器配合STWLC04無線充電接收器

另外，值得關(guān)注的隨著節(jié)能環(huán)保意識抬頭，電源產(chǎn)業(yè)開始投入提高產(chǎn)品效率、降低功耗以及減少資料使用的技術(shù)開發(fā)，加上電動車、再生能源以及各種能源傳輸與轉(zhuǎn)換系統(tǒng)不時要求高效率與低耗能設(shè)計，使得性能更加優(yōu)異的SiC與GaN等高規(guī)格功率元件有了用武之地。

為了實現(xiàn)高效率的能源傳輸與利用，這些高性能功率元件在能源轉(zhuǎn)換中扮演著重要角色。保守硅基（Si-bas資料由于無法提供較低導(dǎo)通電阻，因而在電力傳輸或轉(zhuǎn)換時導(dǎo)致大量能量損耗。SiC元件則由于具備高導(dǎo)熱特性，加上資料具有寬能隙特性而能耐高壓與接受大電流，更符合高溫作業(yè)應(yīng)用與高能效利用的要求。

一直以來在SiC功率器件領(lǐng)域處于業(yè)界地位的羅姆半導(dǎo)體（慕尼黑上海電子展展位號E4.4100其第23代SiC-MOSTET全SiC功率模塊產(chǎn)品具有具有高速開關(guān)、低開關(guān)損耗、高速恢復(fù)、消除寄生二極管通電導(dǎo)致的元件劣化問題等特點(diǎn)。

雖然SiC優(yōu)點(diǎn)滿滿，但相比Si產(chǎn)品，SiC市場目前的規(guī)模還不到Si10%為何？羅姆半導(dǎo)體(深圳)有限公司分立元器件部高級經(jīng)理水原德健曾指出，大的局限性是價格較高。為了降低本錢，需要幾個方面的改進(jìn)：是開發(fā)上，盡量把晶圓做得更大，因為晶圓越大，每個晶圓上可以取得的die/chip籽片/芯片)也就越多，浪費(fèi)的地方也會越少；第二是提高工廠的生產(chǎn)效率，SiC生產(chǎn)時間很長，因為SiCSi加上C生產(chǎn)時間大約是普通Si6倍；第三，希望市場上的用量加大，用量越大，單價才會降下來。

2017年，SiC市場價格降下來了嗎？大應(yīng)用太陽能PV光伏)逆變器以及火熱的新能源汽車(EV/HEV市場表示如何？3月14-16日，慕尼黑上海電子展上揭曉一切！

相較于SiCGaN功率元件算是后起之秀。但目前已廣泛應(yīng)用于LED照明，并在無線應(yīng)用中發(fā)揮越來越重要的作用。基于GaN開關(guān)功率晶體管可實現(xiàn)全新電源應(yīng)用，與Si晶體管相比：高壓下運(yùn)轉(zhuǎn)時，性能更高，損耗更低；GaN高頻操作特性可以在堅持高效率的同時提高性能。這些優(yōu)點(diǎn)使得GaN將首先在更高性能電源設(shè)計中占據(jù)一席之地，以滿足客戶對更高效電源轉(zhuǎn)換方面的發(fā)展前景一定能夠滿足這方面的要求。

據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測GaN功率市場邁向整合，準(zhǔn)備迎向巨大成長。GaN元件市場可望在2020年達(dá)到6億美元的規(guī)模，屆時將需要制造58萬片6寸晶圓。此外，GaN市場將于2016年起迅速發(fā)展，隨同電動車（EV/油電混合車（HEV將在2018-2019年開始采用GaN2020年以前估計可實現(xiàn)80%CA GR生長。

轉(zhuǎn)型為元器件代理商的富士通電子元器件（上海）有限公司（慕尼黑上海電子展展位號E4.4312將攜代理產(chǎn)品線Transphorm公司獨(dú)特的GaN技術(shù)和產(chǎn)品方案亮相上海慕尼黑電子展，其采用創(chuàng)新的Cascod結(jié)構(gòu)的HEMT高壓產(chǎn)品讓Transphorm氮化鎵功率表技術(shù)領(lǐng)域劍走偏鋒，成為該陣營的領(lǐng)頭羊。

HEMT器件獨(dú)特的Cascod結(jié)構(gòu)剖析

2017年電源市場萬馬齊喑、百花齊放的現(xiàn)象還將繼續(xù)在慕尼黑上海電子展輪番上演，不論您是何種控的支持者，相信都能在展會上找到對應(yīng)的佳解決方案！

2017慕尼黑上海電子展同期還舉行了一系列高質(zhì)量、性的創(chuàng)新論壇，緊緊掌握汽車、電力電子、醫(yī)療、嵌入式、連接器等熱門應(yīng)用市場與高速發(fā)展行業(yè)，促進(jìn)電子供應(yīng)商與行業(yè)客戶之間的互動，搭建一個探討技術(shù)創(chuàng)新的平臺。電源適配器生產(chǎn)廠家電力電子創(chuàng)新論壇也有來自行業(yè)內(nèi)的專家、學(xué)者將共同探討電源變換與微電網(wǎng)技術(shù)、無線充電與汽車電源技術(shù)、工業(yè)4.0時代的電源技術(shù)等熱門話題。

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