http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 08:22:27 來源:易維訊
在工業4.0時shi代dai,隨sui著zhe工gong廠chang的de智zhi能neng化hua,不bu僅jin能neng夠gou大da幅fu提ti升sheng生sheng產chan效xiao率lv,還hai能neng夠gou很hen大da程cheng度du解jie決jue能neng源yuan消xiao耗hao社she會hui問wen題ti,許xu多duo國guo家jia對dui工gong業ye節jie能neng減jian排pai提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu,綠lv色se製zhi造zao成cheng為wei很hen多duo國guo家jia和he地di區qu製zhi定ding工gong業ye4.0發展戰略的追求目標。
而所有工業產品的應用都離不開電源。在高效率、小體積、低EMI這三個維度,很多領先的電源技術提供商如ADIdouzaifalichuangxin,tigongfeichangqiangdadejishuzhichiyijiyixiliechuangxinchanpinlaimanzubutonggongyeyingyonglingyudianyuandeanquanxinghekekaoxingyaoqiu,weishixiangenglvsejienengdezhihuigongchangtigongjichubaozhang。
ADI電源產品中國區市場總監梁再信在最近的一次媒體交流會上就指出,ADI電源業務超過40%是來自工業應用領域。他著重強調:“數(shu)字(zi)工(gong)廠(chang)將(jiang)帶(dai)來(lai)更(geng)高(gao)的(de)供(gong)應(ying)鏈(lian)效(xiao)率(lv),更(geng)高(gao)的(de)質(zhi)量(liang),更(geng)大(da)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)和(he)更(geng)安(an)全(quan)的(de)工(gong)作(zuo)場(chang)所(suo),這(zhe)些(xie)都(dou)有(you)助(zhu)於(yu)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)力(li)。這(zhe)其(qi)中(zhong)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)的(de)工(gong)廠(chang)管(guan)理(li)及(ji)監(jian)視(shi)係(xi)統(tong),以(yi)確(que)保(bao)生(sheng)產(chan)線(xian)可(ke)以(yi)健(jian)康(kang)運(yun)轉(zhuan),這(zhe)些(xie)過(guo)程(cheng)也(ye)將(jiang)使(shi)用(yong)更(geng)多(duo)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)分(fen)散(san)決(jue)策(ce),人(ren)工(gong)協(xie)助(zhu),增(zeng)加(jia)安(an)全(quan)性(xing)和(he)更(geng)多(duo)可(ke)預(yu)測(ce)性(xing),這(zhe)些(xie)都(dou)需(xu)要(yao)在(zai)邊(bian)緣(yuan)大(da)量(liang)部(bu)署(shu)智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi),也(ye)就(jiu)給(gei)了(le)ADI各種邊緣信號鏈及電源解決方案的機會。”

ADI在電源管理市場處於領先地位,其中40%以上的電源業務收入來自於工業領域
在ADI和Linear合並之後,電源產品超過了一萬種之多,推出的“Power By Linear”這個子品牌體現了ADI功率電源產品未來的發展方向,而小尺寸、非常高的效率以及非常低的EMI是幾大具體檢驗指標,這些是確保工業係統安全可靠運行並且綠色節能的關鍵創新方向。
電源技術創新案例一:理想二極管
在諸如馬達控製等典型的工業控製係統中,在輸入端的EMI、噪zao聲sheng對dui整zheng個ge係xi統tong的de穩wen定ding性xing都dou非fei常chang關guan鍵jian,與yu此ci同tong時shi因yin為wei現xian在zai的de係xi統tong功gong耗hao也ye是shi一yi個ge問wen題ti,為wei了le做zuo合he路lu,過guo去qu都dou會hui用yong到dao二er極ji管guan,對dui於yu高gao電dian流liu的de應ying用yong來lai講jiang,用yong普pu通tong的de二er極ji管guan會hui有you很hen多duo的de弊bi端duan,ADI創新地推出了理想二極管方案,並為提升整個係統的安全性和效率做了非常多的工作。
例如圖2中的正高電壓理想二極管控製器LTC4357用於驅動一個外部 N 溝道 MOSFET 以取代一個肖特基二極管,可實現非常低的壓差(MOSFET管的導通電阻是非常低),極大提高效率,從而能夠有效幫助降低功耗、熱耗散、電壓損失並縮減 PC 板麵積(無需散熱片),並提高了可靠性,增強了係統整體效率。

工業控製係統輸入側的創新——理想二極管方案
在工業領域,EMI是繞不開的問題。“我們無法想象在一個大批量機器人的工廠,因為EMI的問題,係統死機了,造成的影響是非常巨大的。係統死機的原因有很多種,其中電磁幹擾就是一個重要的原因。”Lorry表示。
電源技術創新案例二:“靜默的開關電源”
為了應對很難實現的電源超低EMI挑戰,ADI的Silent Switcher技(ji)術(shu)特(te)別(bie)對(dui)噪(zao)聲(sheng)和(he)幹(gan)擾(rao)來(lai)源(yuan)進(jin)行(xing)了(le)深(shen)度(du)優(you)化(hua)。從(cong)工(gong)程(cheng)物(wu)理(li)的(de)角(jiao)度(du)實(shi)現(xian)了(le)突(tu)破(po)和(he)創(chuang)新(xin)。它(ta)在(zai)芯(xin)片(pian)設(she)計(ji)上(shang)做(zuo)了(le)兩(liang)個(ge)反(fan)向(xiang)的(de)電(dian)流(liu)環(huan),兩(liang)個(ge)反(fan)向(xiang)回(hui)路(lu)的(de)最(zui)大(da)好(hao)處(chu)是(shi)產(chan)生(sheng)的(de)磁(ci)力(li)線(xian)是(shi)閉(bi)合(he)的(de),對(dui)外(wai)界(jie)EMI的幹擾就會小很多。在微觀上,不再用金線去綁定內核,而是用倒裝的方式縮減環路麵積,進一步讓EMI降到最低。通過一係列工藝的優化,就得到了非常好的EMI性能,無需特別優化, 標準設計即可足CISPR25 Class 5 EMI標準。
Lorry舉例了采用Silent Switcher技術的最新一代LT8614芯片。它不僅通過兩個反向的電流環路優化磁場閉合路徑,同時通過係統環路優化將SW上升沿的振鈴控製得非常小,再加上其高度優化的封裝工藝,其EMI相當低。除此之外,它還極大降低了紋波,解決了噪聲問題,將係統的可靠性、穩定性都能做得非常不錯。

Silent Switcher實現超低EMI開關電源
“Silent Switcher是全球電源技術過去幾年最大的創新,它是一個技術平台,未來ADI Power By Linear’產品都會盡可能的往這個技術平台上遷移。”Lorry透露,“在中國機器人、工業控製領域,甚至在汽車領域,大部分客戶對Silent Switcher技術都非常感興趣,因為在過去,幾乎所有工業客戶或者汽車客戶,光是要解決EMI的認證問題都要通過半年的時間去做整改,通過之後才可以上市。Silent Switcher技術的出現,幫我們客戶節省了大半年的時間。”
電源技術創新案例三:簡單高效的隔離電源
在(zai)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu),需(xu)要(yao)隔(ge)離(li)高(gao)壓(ya)和(he)低(di)壓(ya)的(de)隔(ge)離(li)電(dian)源(yuan),以(yi)往(wang)主(zhu)要(yao)依(yi)靠(kao)變(bian)壓(ya)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)反(fan)饋(kui),這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)已(yi)經(jing)用(yong)了(le)幾(ji)十(shi)年(nian),但(dan)是(shi)電(dian)源(yuan)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za),可(ke)靠(kao)性(xing)難(nan)以(yi)保(bao)證(zheng),光(guang)耦(ou)的(de)壽(shou)命(ming)也(ye)是(shi)個(ge)問(wen)題(ti)。ADI推出了一個新的概念:一個隔離電壓控製器、一個控製器、一個變壓器,去掉反饋和光耦,利用變壓器波形去計算和分析輸出負載變化,實現反饋。這樣輸出也非常簡單:即采用一個二極管加一個濾波電容,性能還不錯,即使沒有傳統的反饋,輸出也可以做到0.5%的精度,效率達到90%以上,如下圖的LT8301在隔離電源領域是一個突破。

LT8301是一款微功率、隔ge離li型xing反fan激ji式shi轉zhuan換huan器qi。通tong過guo直zhi接jie從cong原yuan邊bian反fan激ji波bo形xing對dui隔ge離li式shi輸shu出chu電dian壓ya進jin行xing采cai樣yang,該gai器qi件jian無wu需xu借jie助zhu第di三san個ge繞rao組zu或huo光guang隔ge離li器qi來lai實shi現xian穩wen壓ya。輸shu出chu電dian壓ya利li用yong單dan個ge外wai部bu電dian阻zu器qi來lai設she置zhi。內nei部bu補bu償chang和he軟ruan起qi動dong進jin一yi步bu減jian少shao了le外wai部bu組zu件jian數shu目mu。邊bian界jie模mo式shi操cao作zuo提ti供gong了le一yi種zhong具ju有you卓zhuo越yue負fu載zai調tiao節jie性xing能neng的de小xiao型xing磁ci性xing解jie決jue方fang案an。低di紋wen波bo突tu發fa模mo式shi操cao作zuo可ke在zai輕qing負fu載zai條tiao件jian下xia保bao持chi高gao效xiao率lv,同tong時shi最zui大da限xian度du地di抑yi製zhi輸shu出chu電dian壓ya紋wen波bo。LT8301 將一個1.2A、65V DMOS 電源開關與所有的高電壓電路和控製邏輯電路集成在一個5引腳ThinSOT封裝之中。
為了處理在特別的工業應用場所電壓波動大的情況,ADI還特別推出了非常寬電壓的隔離電源(如下圖的LT8315,其電源寬為20V到540V),以滿足更廣闊更複雜的工業應用。LT8315是一款具有集成型 630V/300mA 開關的高電壓反激式轉換器,輸入電壓範圍為18V 至 560V。調(tiao)節(jie)無(wu)需(xu)使(shi)用(yong)光(guang)隔(ge)離(li)器(qi)。該(gai)器(qi)件(jian)從(cong)出(chu)現(xian)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)第(di)三(san)繞(rao)組(zu)兩(liang)端(duan)的(de)隔(ge)離(li)式(shi)反(fan)激(ji)波(bo)形(xing)對(dui)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)進(jin)行(xing)采(cai)樣(yang)。準(zhun)諧(xie)振(zhen)邊(bian)界(jie)模(mo)式(shi)操(cao)作(zuo)改(gai)善(shan)了(le)負(fu)載(zai)調(tiao)節(jie),縮(suo)減(jian)了(le)變(bian)壓(ya)器(qi)尺(chi)寸(cun),並(bing)保(bao)持(chi)了(le)高(gao)效(xiao)率(lv)。

電源技術創新案例四:高集成度電源模塊——µModule
在工業領域,小體積也是人們推動的一個方向。ADI以µModule為主的寬泛高性能模塊電源模塊產品組合則給業界帶來一次又一次“小即是大”的驚喜,並且在ADI的電源產品裏是一個非常齊全的產品係列。
現在工業設計的密度和板卡的複雜程度越來越高,而且人機界麵、控製、回路、軟件的可靠性、xitongdewendingxingsuohuadegongfuhuiyuelaiyueduo,ruhejiangdikehushejinandu,jiakuaichanpinshejidediedaisudu,ruhebangzhukehusuojiandianyuandianlubandechicunhedianlushejidefuzachengdu? ADI在10年前就推出劃時代的電源模塊產品µModule,將過去非常複雜的電源係統集成在一個模塊裏,客戶不需要關注電源的噪聲、紋波,隻需像LDO那樣簡單拿過來用就可以了,效率也非常高。

ADI µModule超薄電源模塊幫助減小PCB占位和集成更多功能
例如,超薄的雙通道、超薄、2.5A 或單 5A 降壓型 DC/DC μModule 穩壓器LTM4622體積隻有6.25mmX6.25mmX1.8mm,可提供非常好的性能和輸出。而另一個更高集成度的例子是LTM4668也是針對工業領域,尺寸是 6.25mmX6.25mm,厚度隻有2.1mm。電壓在基於電流反饋模型對整個環路做控製,可以通過把不同的輸出並聯在一起,可以得到不同電流的組合。


此外,Linear還利用了隔離電源的技術和集成電路封裝的工藝,開發了隔離電源模塊。
上述這些高集成度電源模塊可減小工業客戶和板卡設計空間,極有力地節省客戶在器件的采購、生產的可靠性以及物料上的成本。
Lorry總結到:“從工業領域來講,上述這些優良的集成電路封裝工藝和模塊化技術能極大地幫助ADI的客戶靈活地設計係統,進一步提升在係統上的安全性和可靠性,使得ADI的工業產品也更加穩定、功效更高。”