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从ISSCC 2018会议看电源管理的五大创新

作者:迎九时间:2017-11-28来源:电子产品世界

澳门银河网站 www.fzgouma.com 作者 / 迎九

本文引用地址:http://www.fzgouma.com/article/201711/372180.htm

  近日,在“2018-IEEE国际固态电路峰会()北京发布会”上,ISSCC模拟集成电路委员会委员、复旦大学洪志良教授介绍了电源管理方面的最新成果。

  衡量电源好坏主要有三个指标:1.性能,其中效率是重要指标,2.功能,3,成本。电源非常重要,例如手机电源不好,会引起爆炸。

  电源转换器技术主要用三种途径提升效率:1.新的电源架构,2.新的控制技术,3.用数字技术来辅助实现模拟电源。

  从会议录用的论文,可以看到主要有五大方向。

  *第一个方向是的混合架构方向。最早的采用一个电感或一个电容,后来随着控制技术的发展,输出电压变化范围大了,有更高的指标,用控制技术集成起来,即把buck、Boost集成起来(如图2左)。后来发现还不够,从SISO到SIMO,例如用一个输入,实现十个输出,同时用数字技术让做得更细,这样可改变的台阶更多,以提高效率。最新的开关电源把这两种技术合起来,成为混合型电源。今年的论文介绍的是把更多的架构和输入控制技术放进来,使电源有更多、更快的输出性能。

  *第二个方向是向更高的频率和更大的功率输出发展,除了传统的Si基材料,人们正探索采用新型材料,诸如SiC和GaN。GaN是新技术,这两三年GaN在国际上变化非常快,都是在Si基础上做GaN,例如把GaN与CMOS的驱动电路集成在一个芯片上。新的成果将在2018年2月公布。

  *第三个方向是包络电源。过去电源只有Class A、B、AB等,最新的是Class I。Class I指电源电压随信号变化而变化,例如信号是21V,电源就是23V;若信号降到2.8V,电源则降到3.0V,原则是只要电源能给信号供电就行,以降低能耗,叫包络电源,是这两年新的方向。包络电源的难度是频率不断提高,因为LTE的频率从过去的5M、10M、20MHz,已到2017年40MHz,2018、2019年有望达到80M、100MHz,包络电源要随着它发展。2018年2月13日的ISSCC会议上将公布80MHz的包络电源,效率从去年的75%左右提升到80%以上。其中有两家是公司(MTK和三星)直接做包络电源的,用于新的手机芯片。

  *第四个方向是。能量来自光、机械振动、无线等。因为IoT设备的一些应用场景是无法供电的。很多单位、公司在研究。ISSCC上,将有一篇《A 30nA Quiecent 80nW to 14mW Power Range Shock-Optimized SESC-based Peizoelectronic Harvest interface with 420% Harvested Energy Improvement》论文,2017年ISSCC发表的成果是240nW,今年信号启动后可以输出14mW功率。

  *第五个方向是。现在信息无时无刻不在,如何用新的技术手段,使信号能到的地方,我们就能把能量追到那里去。其实这种案例早就有了,例如太阳照耀。2018年2月的ISSCC会上,会有论文探讨利用WiFi邻近不用的通道接收能量,不同的通道收发信息。例如我的手机没电了,你的手机有电,通过无线,你手机的能量就悄悄传到我的手机上了,像吸金大法。这种方法,2017年公布的效率50%几,2018年2月公布的效率将达到70%。

  “ISSCC会议不仅是最新技术的反映,还引领了今后的发展。”洪志良教授称。据悉,本次举办的第65届 ISSCC 峰会()将于2018年2月11日-2月15日在美国旧金山举行,大会共录用了202篇论文。详见http://ISSCC.org/。

  本文来源于《电子产品世界》2017年第12期第77页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。




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