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小电源,大应用

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新能源汽车、无人机、充电桩、LED、身份识别……这些时下最热门的标签集合起来,无疑是一场最酷最炫的应用秀场。但2016年的夏天,这些应用却因英飞凌的电源芯片而结缘。小到生活中的照明、汽车、移动终端,大到工业、太阳能、蜂窝基础设施、开关电源等应用,都离不开电源芯片的踪影。随着生活中电子设备越来越多,电源设计的要求也越来越高:包括更严格的技术规格、逐渐缩短的周期、高成本压力以及越来越多需求的差异化高功率电源。



    英飞凌电源管理及多元化市场部中国区负责人 梁锦文


    对此,英飞凌电源管理及多元化市场部中国区负责人梁锦文介绍,英飞凌能够为客户提供三大核心价值:领先的技术优势是基础,尤其在高能效、功率密度、缩小系统尺寸和重量降低、互联等方面有突出的表现。预估到2020年,英飞凌将为500亿台装置提供可靠、畅通的数据传输。第二个核心价值是创新,以应用为中心的创新+强有力的集成能力(电源/射频、数字电源、芯片嵌入、模块/MMIC/分立器件等),使得英飞凌电源管理芯片有很强的“易用性”。 第三部分也是更为重要的部分,就是英飞凌通过对客户的系统了解,实现更高效的电源管理。上述三个核心价值,使得英飞凌解决方案表现出了三大特点:高效发电、输电和电能转化;环保、互联和安全的交通;安全的互联世界,从而满足客户对各种应用的设计需求,其中就包括时下最热门的电动汽车、充电桩、无人机、GaN以及毫米波的技术与应用。
    汽车充电桩正当时
    随着新能源汽车的大力推广,充电桩也迎来了更多的发展机会。对此,英飞凌能够为客户提供“一站式”解决方案。英飞凌CoolMOS ?系列产品为Vienna PFC(功率因数校正)和LLC(谐振转换器)拓扑结构带来充电桩电源转换效率的大幅提升,同时增加了电源的功率密度,从而达到96%的效率。同时,一贯的高品质也满足了市场对高能效的需求。


    英飞凌为充电桩系统提供“一站式”解决方案

    无人机的专业化进程
    与充电桩一样具有高人气的应用是无人机。近年来,无人机取得了长足的进展,从电子玩具演变成为用于绘制海岸线图和时间地图的尖端的可编程飞行器,这为无人机制造商带来了挑战和机遇。对此,英飞凌能够提供性价比优良的无人机系统解决方案,提供卓越体验并满足终端用户的要求,如减轻重量、延长飞行时间、确保安全性和可靠性。据英飞凌电源管理及多元化市场部中国区总监伍伟明介绍,英飞凌最近展出的无人机演示板(>>XMC4500 Multicopter Demoboard)方案中,有超过50个器件都来自于英飞凌。


    英飞凌无人机方案构成
    如图所示,英飞凌无人机方案分为三大部分,电源管理、中央飞行控制器和电机控制。其中电源管理部分的认证功能由英飞凌Origa?套件实现,与MCU配合进行真伪电池的识别。第二部分是中央飞行控制器,由XMC/ iMotion?开放式平台组成,使用标准接口与多种电机速度控制(ESC)及无线遥控(RC)结合使用。第三部分就是完整的电机控制,演示板提供了矢量定位算法(FOC),使电机运行更加平稳顺畅。关于英飞凌无人机方案的更多特点,详见下图:


    全新功率开关技术
    硅基GaN技术能够提高功率密度和能效,同时缩小器件尺寸,从而大幅缩小电源的尺寸和减轻电源的重量。英飞凌提供专为要求超高能效的高性能设备而优化的增强模式GaN平台,充分发挥GaN的更高工作频率,并提高大约3倍的功率密度,非常适用于服务器和电信设备中使用的开关电源产品。通过收购国际整流器(IR)公司,英飞凌进一步巩固了在GaN(氮化镓)领域的领导地位,且一直追求采用合作的模式来加速GaN的发展,通过与松下电器半导体携手,英飞凌打造出易于使用的增强型(Emode)GaN功率开关器件,当然,杰出的质量标准,保证长期产品的质量和可靠性也是英飞凌一直坚持的。


    以对数据中心的影响为例,相对于Si-MOS,使用GaN可以给系统效率带来平均0.5%-1%的提升。


    射频让传感更智能
    提及射频,大多数人的第一反应更多是手机、收音机等无线应用。但是随着大家对智能产品需求的提高,射频在传感器上的应用也日渐增多。以前仅仅用于军事、汽车的毫米波,正在逐渐出现在消费电子产品中。相比较其它技术而言,24GHz传感器较传统方案的特点是显而易见的。


    毫米波的应用越来越多,尤其在汽车上:比如汽车盲区检测(BSD)、汽车激光变换辅助( LCA )、以及车后横越交通警示(RCTA)等。与此同时,毫米波也在向着工业的应用发展,比如街道/办公室照明系统,能覆盖更大区域的智能检测;自动门系统,只在有人想出入而非经过时开门;交通监控方面,进行速度检测和存在检测;还有入侵报警/运动检测器, 在不同安全应用中进行入侵检测。当然,毫米波也在争取向最广泛的消费电子领域发展。
    目前,英飞凌在中国主推的是24GHz雷达,基本分为两类:低功耗24GHz雷达和高性能24GHz雷达,低功耗24GHz雷达具有功耗较低、250MHz带宽以及封装较小的特点,适合体积小、功耗低的简单应用,如 BGT24LTR11。高性能24GHz雷达则具有功率较大、低噪声、IQ信号和角度检测的特点,适合更为复杂的应用。高性能系列主要有三款产品,如下图所示:


    与其它传感技术不同的是,毫米波的应用和开发中,硬件与软件的配合至关重要。近期,英飞凌开发出一种能感知最细微手势的雷达IC,这是第一款将硬件和软件密切结合的雷达手势传感器。借助谷歌软件,利用很小的毫不费力的运动实现一流的自然手势识别。这种手势传感器将越来越多地应用到电视和游戏系统、无线扬声器、电器/电扇、智能家居系统等使用固定电源和可穿戴设备/手表、VR耳机、智能手机、平板电脑等使用电池供电的应用中。麦正奇也表示,未来英飞凌将针对特定的应用,与相关的软件公司配合,做更多应用上的开发。  



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