迎合绿色设计大潮 转变电源设计观念

能源问题，持续困扰着全世界，绿色电源设计，不仅仅是个应景的噱头，而是正在逐渐成为提升电子产品竞争力的关键单元，这无疑对传统的电源设计工程师提出了全新的设计要求。为了适应全新的设计要求，电源设计工程师必须了解绿色能源概念下的电源设计的各种新要求，从而转变电源设计观念，适应新一代产品研发的要求。第10届绿色电源与电源管理技术研讨会就为广大电源技术工程师提供了这样一个机会。

绿色能源概念正在改变电源市场

 区别于传统的电源设计，绿色能源概念要求电源具有更高的运行效率和更低的待机损耗，这就对电源市场提出以下几点全新要求：高轻载运行效率和低待机损耗变得越来越重要，决定新的控制和驱动芯片市场；由于可以提高系统运行效率，数字电源和电源管理被系统公司广泛接受；LED 照明和光伏能源市场越来越热门；系统公司在重新评估他们的供电策略。

按照这个思路设计而成绿色能源产品具有显著的市场优势，比如系统运行成本低，相同性能条件下系统的整体功耗可以降低20%以上，这可以直接节省大约15%的电力运营成本。另一个优势是系统集成度高，特别是对一些便携产品而言，大大提升了对系统性能的保障，一个典型的例子是，绿色能源技术是目前智能手机和平板电脑在处理能力接近传统Notebook而工作时间可长达10个小时的幕后功臣。

为了配合绿色能源概念，需要多种电源技术配合支持，比如低功耗CMOS技术，高智能电源管理系统，高效功率变换拓扑，提高轻载效率技术包括门极驱动电压优化、模拟二极管技术、相位增减、频率调制和驱动脉冲省略运行等，以及各种降低待机损耗技术特别是在睡眠模式、打嗝模式、极低静态电流等方面的突破。

针对绿色能源科技的响应，Intersil从多个领域调整产品研发战略，比如开发先进的IC工艺可实现最小能量损耗和静态电流，拥有完整的电源管理产品体系，可以为客户提供最优的系统解决方案，利用高轻载效率、低待机损耗技术的应用可将运行损耗降到最低，特别是其高效功率变换器拓扑瞄准80 Plus 金牌标准。

在功率变换器方面，Intersil的优势可以满足客户多方面的需求：完整的解决方案可满足多样化工业通用电源功率变换需求，高集成度和高性能ZVS技术可满足高效高功率密度需求，领先的数字功率变换技术满足灵活高效的系统电源管理需求，被电源公司和系统公司高度接受，从芯片级到系统级解决方案提供强有力的工程支持。

提升电源设计者的工作效率

绿色能源的要求不仅仅针对半导体厂商，对电源设计者而言更是一种全新压力，特别是面临着产品性能不断增强与高能效等级的双重压力下，出色的电源设计几乎成为一款成功电子产品必不可少的环节，这就对当下的电源设计者提出了不断苛刻的设计要求。与此同时，电源设计者却还得面对更多的设计挑战，比如电路板上为电源系统留下的空间越来越少，待机功耗要求越来越低，设计完成的时间越来越紧迫，热设计需求变得越来越复杂。

尽可能提升电源设计的工作效率和设计可靠性，对于电源设计工程师而言越来越重要。针对电源设计者的这种需求，许多半导体厂商有针对性的开发出各种解决方案，藉此来帮助电源设计者提升工作效率，快速设计出更可靠、更高效的电源系统。

电源设计工程师需要在两个方面进行权衡：一方面是你想选用最合适的 IC，另一方面你在了解其独特的电源要求时电源网络设计的影响后想获得所需的特点与功能。换句话说，要做工程师们经常做的折衷工作（这些工作有时一目了然，但一般都难以定夺）：权衡优缺点，对折衷方案作出评判，努力达到能满足市场要求的功率、价格和性能最佳点。

这些复杂的问题其实已经为广大半导体厂商所认知，因此众多电源半导体厂商纷纷基于自己的产品推出多年设计应用验证之后的解决方案，尽可能简化电源设计者在选型、配料等方面的工作流程，根据设计的实际需要可以选择不同的参考方案，尽量将电源工程师的工作集中在电源差异化设计方面，以提升其设计专注度，提高实际工作效率。

比如，最近飞兆半导体推出了用于前沿小型太阳能与通信电源系统的高能效方案，以高能效功率解决方案提供专为的实现最小尺寸、最高可靠性和最佳散热性能而设计的先进封装，提供针对功率和移动应用而优化的自有工艺技术等，帮助客户解决设计难题。而Exar公司的四通道数字电源解决方案，针对现代系统需要电源同时具备的三种能力：功率转换满足系统的最基本需求；    功率管理提升系统的灵活性；电源通讯提升了系统的智能性。同时还尽可能帮助设计者实现简单易用并且成本优势。

电源测试保驾护航

即使再简化的电源设计，都离不开测试环节的支持，只有充分做好电源测试工作，才能让电源设计和电源应用安全可靠，实现预订的目标。

如何充分利用测试仪器进行相关的电源参数测试，是每个电源工程师都面临又急需了解的知识，比如在电源测量过程中，许多工程师都会遇到若干关键共性问题，这些问题包括：上电时序测量、高压测不准问题、小电压电源纹波测量、电源频谱分析、负载动态特性测量、悬浮电压测量、电源开关管损耗测量等。这些问题经常会影响电源工程师的工作，选择适当的仪器和测试技巧，可以让测试过程事半功倍，大幅提升测试的效率和测试的准确性，比如，力科公司针对电源测试提供了完整的电源测试系统和简化电源测试系统等不同方案，针对不同电源测试需要工程师可以选择不同的方案快速测试上述这些工程。配合有针对性的测试软件和测试技巧，利用力科示波器，工程师可以快速掌握解决上述这些共性问题的具体方法，力科公司市场经理汪进进将会在深圳现场为大家具体介绍面对不同电源测试的问题如何进行有针对性的测试技巧以快速获取测试结果，完成电源测试工作。

　电磁干扰（EMI）是电源设计中另一个棘手的难题，特别是便携产品的电路板越来越小，信号传输速度越来越快，在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。因此，EMI预兼容测试对于保障电子产品设计可靠性方面显得尤为重要，特别是在一些高性能电源和小尺寸电源系统设计工作过程中，EMI问题显得尤为突出，如何在保障电源工作正常的前提下，不干扰其他高频信号线工作并且不受其他高频信号干扰，就需要在预兼容测试方面进行详细验证。在这方面，安捷伦科技提供多种测试仪器和软件解决方案，帮助工程师可以在设计过程前和设计中进行预兼容测试的仿真与验证，方便客户的设计开发。

LED的热潮

倡导绿色能源不仅需要高效率的电源，还需要更多节能科技的应用，比如最近比较热门的LED技术。据统计，受照明和背光两大主要LED应用需求的驱动，全球LED市场规模将以超过25%的年均增长率在2013年达到350亿美元，中国市场增长更为迅速，年均增长保持在35%以上，2013年市场规模超过400亿元。

 LED的普及离不开LED驱动技术的发展，可以说，促使LED普及的一个重要因素是便宜可靠的驱动解决方案，此外影响LED芯片的驱动力中，LED的光输出以及成本的下降是主导因素。每流明的成本，即用户为照明所付的费用正在迅速降低。散热也很重要，因此优化PCB(印制电路板)布局非常关键。而更重要的则是避免热耗散，与其在散热方面做出额外的努力，不如采用更有效的驱动器架构，如LED电源的智能调节。研发动向方面，在非常薄的LED电视和超薄手机中，LED的光输出越来越多，而封装则变得越来越纤薄。采用更好的色域使照明变得更加自然也是业内重要的发展动向。对于奥地利微电子等LED驱动器制造商来说，需要更紧密地与LED制造商进行合作，从而开发出切合最新LED技术发展趋势的驱动器解决方案。

从2007—2012年，商业、工业、住宅家用照明成为LED照明增长最为快速的市场，其中到2012年商业和工业领域LED照明将增长了58%，住宅领域增长102%，市场前景非常诱人，不过，目前LED照明仍存在光效偏低、光衰大，散热方案解决不好、产品一致性差等缺陷。为了满足LED照明企业的市场需求，安森美半导体特别退出了针对LED照明应用的电源驱动解决方案，涵盖了交流-直流(AC-DC) LED方案、直流-直流(DC-DC)及手电筒LED方案、线性恒流调整器(CCR) LED 方案等，以及详细介绍了LED照明电源中高压MOS产品选择技巧。