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20183/4特别报道:照明应用PG37

特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

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Page 1: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

2018年3/4月

特别报道:照明应用(PG37)

Page 2: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

#LEDITGROW

High efficacy

Individually adjustable color spectrum

for each plant

Full color spectrum available incl.

white, UV and IR-LEDs

Low thermal resistance

Electrically neutral thermal path

One footprint for all colors

Horticulture LED Lighting

New horticultural products from the high power ceramic series. Specially chosen wavelengths

(450 nm, 660 nm and 730 nm) increase photosynthesis, optimizing plant development and

growth. With outstanding PPF-value, small size and low power consumption, the WL-SMDC

is the future choice for horticultural lighting. Available ex stock. Samples free of charge.

For further information please visit:

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For a short introduction of Horticulture

LEDs read our Application Note:

www.we-online.com/AN-Horti

HortiCoolture.LED it grow!

for each plant

Full color spectrum available incl.

white, UV and IR-LEDs

Low thermal resistance

Electrically neutral thermal path

One footprint for all colors One footprint for all colors

PCIM Europe Hall 7 Booth 229

刊首语

产品聚焦

Power Integrations LYTSwitch-6 LED驱动器具有高效率和极低待机功耗

市场观察

照明设备和照明的创新

作者 :Kevin Parmenter,Excelsys Technologies 应用工程副总裁、PSD 撰稿人

设计指南 具数字电源系统管理功能的双通道9A、降压型μModule 稳压器

作者:Jian Li、Yingyi Yan 和 Marvin Macairan,Analog Devices

技术访谈

先进技术解决方案引领行业趋势

作者:刘洪,PSDC 主编

封面故事

碳化硅革命 – 可靠、高效和经济的肖特基二极管

作者:Giovanbattista Mattiuss 和

Damijan Zupancic,英飞凌科技

技术特写

轨道交通

交通轨道电源—通往 2020 的列车上

作者:Patrick Le Fèvre,Powerbox 首席市场营销和通讯部专员

能源规范

外部电源的能源标识协议将继续变得更加严格,并进一步发展

作者:Jeff Schnabel,CUI 全球营销

副总裁

特别报道

照明应用

单个 2MHz 升降压型控制器驱动整个LED 车前灯组并满足 CISPR 25 Class 5 EMI 要求

作者:Keith Szolusha,Analog Devices

今天 LED 照明应用背后的开关

作者 :Mike Bolduc,C&K 工业和医疗

领域全球营销经理

4

5

利用下一代技术 microLED 显示的未来

作者 :Myles Blake,Plessey Semiconductors 营销总监

园艺照明驱动植物生长作者:Svenja Mahler,Rutronik Opto销售经理

绿色视点

可动态设定离线式开关电源 IC 颠覆传统电源

作者:刘洪,PSDC 主编

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2

热点产品新闻、行业新闻及更多内容请访问网站:

www.powersystemsdesignchina.com

34

32

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42

30

WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

6

请访问我们的在线内容、产业新闻、产品、专访和过往杂志。

1WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

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封面故事

碳化硅革命 – 可靠、高效和经济

的肖特基二极管

Page 3: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

2

刊首语

WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

上海国际电力元件、可再生能源

管理展览会(PCIM Asia)是中

国领先的电力电子、智能运动、可再

生能源及能源管理展览会暨研讨会。

新一届展会将于6月26至28日在上海

世博展览馆举行,并继续由广州光亚

法兰克福展览有限公司、上海浦东国

际展览公司和德国美赛高法兰克福展

览有限公司联合举办。

多年来,PCIM Asia一直为业内人

士提供一个绝佳平台,让他们向国内

畅旺的电力电子市场展示最新的技术

及产品。介绍,本届展会面积达7,000

平方米,至今超过70%的展位已被订

购,预料将汇聚世界各地近100家参

展商,并吸引超过8,000位专业买家莅

临参观。本届展会特意为第一次参展

的展商设置首展体验专区,当中的知

名品牌企业包括威琈化工(德国)、

瓦克华(德国)、扬州国扬电子(中

国)及伊莎贝棱辉特(德国)等。

此外,展览亦获得世界顶尖的

电力电子公司一路支持,当中包括:

三菱(日本)、富士(日本)、东芝

(日本)、赛米控(德国)、莱姆电

子(瑞士)、中国中车(中国)、贺

利氏(德国)、奥孚(法国)、鹰峰

(中国)、美尔森(法国)及赛晶电

力电子科技(中国)。

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

Power Systems Corporation中国广东省深圳市福田区八卦四路 13 号西座 1-2 楼 邮编:518029www.powersystemsdesignchina.com

主编——功率系统设计中文版刘洪[email protected]电话:010-68797916 13651220041

总编Jim [email protected]

社长Julia [email protected]

管理和制作岽亚文化传播有限公司地址:中国广东省深圳市福田区八卦四路13 号西座 1-2 楼 邮编:518029电话:0755-82240466

中文网站:www.powersystemsdesignchina.com

英文网站:www.powersystemsdeign.com

版权所有:2018 年 3/4 月ISSN :1815-3453

Power Systems Corporation 和 Power Systems Design China(功率系统设计中文版)对由于资料的差错或遗漏,不论这样的差错是否源于疏忽、意外或省略,都不对任何人承担任何责任。

订阅:https://www.powersystemsdesign.com/subscribe-psd-magazine?f=ch

第十四卷,第二期

聚焦电力电子技术系统发展及趋势

针对近年来中国政府为解决空气

污染问题,锐意推动电动汽车的发展

和普及,汽车行业正在经历重要的改

变,中央出台政策促进新能源汽车的

兴起,由快速增长的充电设施数目,

以及订立在2020年前卖出超过二百万

台新能源汽车的目标都可见一斑,主

办单位特别设立了一个新能源汽车技

术专区。该专区一直是PCIM Asia的母

展PCIM Europe的亮点之一,如今亦

开设于PCIM Asia,全新的专区将利用

相关的经验,全面分析各类新能源汽

车如电能车辆、混能车辆和燃料电池

车辆的应用、充电设施配套及付款系

统所面对的挑战。

作为一系列同期活动的一部分,

PCIM Asia国际研讨会是国内最具影

响力的电力电子高峰会议之一。本届

研讨会将首次与展览会设在同一展厅

内,来自世界各地的行业专家将聚

首一堂,透过高端的研讨会,详尽剖

析电力电子的前沿应用技术。主题

包括:工业感应加热转换器技术:

2020展望;电动车充电技术的发展

趋势等。

刘洪

功率系统设计主编

[email protected]

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查看我们所有的耦合电感器,包括

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产品聚焦

WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

Power Integrations LYTSwitch-6 LED驱动器具有高效率和极低的待机功耗高精度输入/输出操作,适用于智能照明和镇流器应用

高效率、高可靠性LED驱动器IC领域

的业界领导者Power Integrations

公司推出LYTSwitch™-6系列安全隔离型

LED驱动器IC,为智能照明应用再添新选

择。新IC可提供65 W无闪烁输出,效率

可高达94%,并且待机功率低至15 mW,

同时提供支持两级或单级PFC的配置选

项。LYTSwitch-6 IC针对家用和商用照明

以及薄型天花板凹槽灯应用而设计,其

快速的动态响应性能可为并联LED灯串应

用提供优异的交叉调整率,从而无需额

外的二次稳压电路。此外也易于连接脉

宽调制(PWM)调光接口。LYTSwitch-6 IC

同时支持恒压(CV)和恒流(CC)控制,可使

照明厂商选择一种方案实现不同的设计

应用,从而带来生产和物流的节省。先

进的热折返保护特性可以防止IC出现温度过高的情况,且

在任何高温环境及工作条件下仍能在保证温升的情况下提

供照明。

LYTSwitch-6 IC 集成了 650 V 或 725 V MOSFET,并采

用次级侧 FluxLink ™控制,因此无需光耦器仍能在所有输

入电压、负载和温度下提供优于 3% 的恒压及恒流调整精

度。由于采用同步整流和准谐振开关,采用反激拓扑的功

率转换级的效率可超过 94%,因此无需使用散热片即可提

供大功率输出。例如,一款使用外加 PFC 电路的 35 W(12

V/2.92 A) 的设计,其效率可超过 89%。新器件在通用交

流输入条件下的待机功率始终小于 15 mW,即使在具有输

入电压检测电路的情况下也不例外,该功能可让 IC 在市

电电压浪涌和骤升时提供自我保护。

Power Integrations LED 照明产品营销总监 Hubie No-

tohamiprodjo 表示:“LYTSwitch-6 IC 适合具有多路输出的

智能照明应用。通过省去散热片和光耦器,并将输出电容

的尺寸大幅减小 30% 后,整体方案的元件数和系统尺寸

也随之大幅减小。”

LYTSwitch-6 LED 驱动器 IC 现已开始供货,基于

10,000 片的订货量每片单价为 0.84 美元。与此同时,

Power Integrations 网站推出了一款参考设计 (DER-637)

—— 效率超过 89% 且功率因数大于 0.9 的 35 W PWM 可

调光 LED 电源。

www.power.com/lytswitch-6/

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功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

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照明设备和照明的创新

照明的电子创新极大地提高了电能转化为光的效率。

通过增加对植物、动物和人类的光强度和波长影响

的知识节约了能源。电子设备不仅提高了效率,而且还可

以根据需要进行照明的开关和调节强度。

也许在照明方面节约能源的最重要的机会之一是使用

环境中的自然光,它几乎不使用相关的能源——如天空照

明等等,意味着应用尽可能使用自然光,例如在建筑物和

温室中。

LED照明正在迅速取代白炽灯、卤素灯、荧光灯和各

种高强度放电照明。LED照明的发展特别引人注目,但取

代传统照明的潜力却很大。从电力电子的角度来看,LED

照明提供了取代传统照明方式的最佳机会,而其他照明方

式仍在使用中。

除了白炽灯和卤素灯外,其他技术还需要诸如镇流器

之类的电子产品,这对我们电力电子技术人员来说是很好

的。CFL的HID灯,包括低压和高压钠汞蒸气和金属卤化

物,都需要某种形式的镇流器和不同程度的电子才能正常

工作。卤素灯和白炽灯仍有一席之地;仍然有利基市场,

诸如不能耐受环境的烤箱照明的其他技术,或热能是所需

副产品等小生境。例如在冬季天气中保持管道不结冰。

农业照明的最大应用之一是LED照明,它还有一些额

外的好处,即波长可以被调谐以适应植物需要的光谱分

布。当然,照明可以通过电子控制来打开和关闭,这需要

通过计算机控制,包括基于历史或预测天气的照明策略,

或像光电管控制这样简单的东西。

作者:Kevin Parmenter,Excelsys Technologies 应用工程副总裁、PSD 撰稿人

当然,除了白炽灯和卤素灯以外,各种技术都可以很

容易地按需要变暗,而不只是控制开关。

随着LED从每瓦流明和每流明美元方面越来越好,它

们在商业、工业、航空、交通、车辆等领域广泛地取代了

传统的照明方法。电动汽车中的LED照明有助于保护人们

的生命,并提供更好的照明体验。

当然,农业应用之一包括针对合法和半合法和非法种

植的生长灯,这似乎没有减缓的迹象。可能的LED照明的

最佳机会之一是更换街道照明,以提供更好的色温、更自

然的照明,以及更高的效率。

从市场的角度来看,从LED本身到半导体,体积大、

成本压力很大,影响了集成电路和分立器件所用的镇流器

和照明电源本身。整个供应链的成本压力和变化速度都很

迅速。在这些领域的全球竞争也是极其激烈的。

照明的环境,特别是街道照明有供电线的高瞬变和浪

涌,自从敏感的电子设备取代了电气镇流器,后者几乎没

有利润能够生存下来。与此同时,保修期很长,照明电子

产品正常使用是7年。好消息是,那些幸存下来的人正在

为我们所有人创造更好的经验,并在能量到光的转化为转

换的过程中为我们节省能源。

www.powersystemsdesign.com

市场观察

Page 5: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

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设计指南

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具数字电源系统管理功能的双通道 9A、降压型 μModule 稳压器作者:Jian Li、Yingyi Yan 和 Marvin Macairan,Analog Devices 公司

引言

LTM4675 是一款双通道 9A 或单

通道 18A 降压型 μModule® ( 微型模

块 ) DC/DC 稳压器,拥有通过 PM-

Bus ( 一种基于 I2C 的开放标准数字接

口协议 ) 实现的远程可配置性及电源

系统管理 (PSM) 参数的遥测监察功

能。其 16mm x 11.9mm x 3.51mm BGA

封装中内置了模拟控制环路、精准混

合信号电路、EEPROM、功率 MOS-

FET、电感器和支持组件。该器件具有

4.5V 至 17V 的宽输入电压范围和 0.5V

至 5.5V 的输出电压范围,并在整个温

度范围内提供了 ±0.5% 的 DC 准确

度。能够以可编程摆率和排序延迟时

间对 LTM4675 的电源输出进行数字

调节、裕度调整以及上电 / 断电操作。

接通时间最大值为 70ms。遥测回读

参数包括 VIN、IIN、VOUT、IOUT、温度、

运行峰值、正常运行时间、故障和报

警。在 9A 负载条件下,整个温度范

围内的电流回读准确度为 ±2.5%。

LTM4675 简化了面向电信、数

据通信和存储系统、以及工业和仪表

电源的高效率、高功率密度和高可靠

性解决方案的设计。LTM4675 采用

16mm x 11.9mm x 3.51mm BGA 封装,

并可提供 SnPb 或符合 RoHS 标准的

端子涂层。

具数字电源系统管理功能的双通

道 9A μModule 稳压器

图 1 示出了 LTM4675 的典型应

设计指南

输出之效率与负载电流的关系曲线。

LTM4675 能够在很宽的工作范围内实

现高效率,并具有高可靠性。如图 3

所示,当模块在 12V 输入、1V/9A 和

1.8V/9A 输出且无冷却气流的情况下

运行时,最大外壳温度为 84.1℃。

LTM4675 提供内部补偿或外部补

偿,可用于在宽工作范围内优化针对

负载电流阶跃的瞬态响应。

LTM4675 支持一个高达 400kHz

的 PMBus 标准兼容型 SMBus 串行接

口。可读数据包括输入和输出电压、

电流、温度、运行峰值、正常运行时间、

故障、报警和片内 EEPROM 故障日

图 1:具串行接口的 9A、1V 和 9A、1.8V 输出 DC/DC μModule 稳压器。

用。输入电压范围为 5.75V 至 17V,输

出为 1V/9A 和 1.8V/9A。针对多种输

出电压,图 2 示出了 LTM4675 的每个

图 2 :LTM4675 单通道效率 ( 在 V IN = 12V)。

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功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

志记录。可写数据和可配置参数包括

输出电压、电压排序和裕度调节、数

字软起动 / 停止斜坡、过压 / 欠压 /

过温 (OV/UV/OT)、欠压闭锁 (UVLO)、

频率和调相。LTM4675 利用一个集成

型 16 位 ΔΣ ADC 保证了高准确度的

遥测回读。

多模块操作以满足高电流应用的

要求

LTM4675 运用了一种恒定频率

峰值电流模式控制架构,当多个通道

并联运作时,此架构可实现逐周期电

流限制和相位之间的简易均流。如欲

获得较高的输出电流能力,则可容

易地并联多个 LTM4675 模块。此外,

LTM4675 还可用作一个主控器来驱动

非 PSM 型电源模块以提供高得多的

输出电流。例如:LTM4675 能够驱动

三个 LTM4630 以提供高达 125A 的输

出电流。图 4 示出了该应用的热图像。

在具有 400LFM 冷却气流的情况下,

热点温升仅为 66.2℃。由于具备出色

的均流性能,因而在模块之间实现了

均匀的热分布。

结论

LTM4675 是一款具内置数字电源

系统管理功能的高效率和高功率密度

μModule 稳压器。凭借上述的所有特

性,LTM4675 成为了电信、数据通信

和存储系统、工业和仪表应用的理想

选择。

www.analog.com

图 4 :在 VIN = 12V、VO = 1.0V/125A、400LFM 冷却气流条件下获得的热图像,最大温升 = 66.2℃,TA = 23℃。

图 3 :LTM4675 在 VIN = 12V、VOUT0 = 1V/9A、VOUT1 = 1.8V/9A 且无冷却气流条件下于 DC2053A 上测试的热性能。最大温升 = 61.1℃,TA = 23℃。

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是采用 SIP-8 金属外壳的一组 3/6 瓦

DC/DC 转换器。这些设计的目的是

为了最低限度小型化铁路应用的低功

率 DC/DC 转换器,而不牺牲最高效

率。在满载和高达 90°C 温度,50%

的负载降额条件下,其运行温度高达

78°C。

这 些 产 品 经 EN 50155 和 UL

60950-1 认证,具有 3000 VDC I/O 隔

离电压、外部开 / 关、电流限制和短

路电流保护,涵盖空间有限的广泛应

用范围。

转换器的输入适用于宽电压范围

(4:1),并且不需要最小负载。

型号和数据表:

TMR 3WIR 系列

TMR 6WIR 系列

Page 6: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

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技术访谈

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先进技术解决方案引领行业趋势

TDK :演绎节能新技术

——走访2018慕尼黑上海电子展、2018上海国际机器视觉展、2018慕尼黑上海电子生产设备展

TDK在2018慕尼黑上海电子展上进

行了新产品演示,吸引了大量观

众驻足观看。其中最引人注目的两款

产品是全球首个可充电固态SMD电池

CeraCharge™和DC Link薄膜电容器,

演示者分别是T D K集团的爱普科斯

(上海)产品服务有限公司PDML保

护器件市场部经理张晓烨,以及TDK

集团的爱普科斯电阻电容(珠海)有

限公司DC薄膜电容产品市场部应用经

理柯志强。他们详细介绍了这些产品

采用的技术和具体优势。

基于叠层技术的新电池适合广泛

应用

张晓烨认为,今天缤纷多彩的生

作者:刘洪,PSDC 主编

且从简单的小机械装置到用于工业物

联网的复杂装置,都需要紧凑、可靠

和非常安全的电源。这对于能量存储

介质提出了新的要求:尺寸小、可充电、

本质安全、易于装配、低成本且服务

寿命长。当前技术尚不能同时满足所

有这些要求。为满足这些

要求,TDK 集团开发了全

球首个可充电的固态 SMD

电池 CeraCharge™。它提

供了一种摆脱当前困境的

解决方案。

她介绍说,与大部分

常见技术不同,CeraCha-

rge 采用固体电解质替代

传统的电解液,通过锂离

活离不开技术各异且具有不同容量的

电池和蓄电池。未来,物联网的发展

将需要数以十亿计的特殊电源以满足

新的超低功率半导体和传感器的需求。

这些设备必须在无外部电源的状况下

通过能量收集技术正常工作数年。而

2018慕尼黑上海电子展(electronica China)、2018上海国际机器视觉展(Vision China)、2018慕尼黑上海电子生产设备展(productronica China)在上海同期举

行。针对整个电子行业的热点和发展趋势和技术挑战,记者走访了一些业界领先

厂商,从他们的谈吐中不难看出行业的发展脉络和未来愿景。以下是这些展会采

访的一个缩影。

9WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

子在固体中的移动实现充放电。Cer-

aCharge 是一种基于叠层技术的电池,

类似于 MLCC。CeraCharge 结合了锂

离子电池的优点和陶瓷多层组件的安

全性和制造效益。通过这种技术,高

能量密度和最小的元件体积与陶瓷多

层元件的安全性及高容量制造优点被

结合在一起。此外,采用固态陶瓷电

解质还消除了火灾、爆炸或液态电解

质泄漏的风险。

张晓烨强调说,SMT 兼容设计

让产品的使用非常简单。CeraCharge

是全球首个 SMT 兼容的可充电电池

元件,具有易于放置元件和支持传

统回流焊工艺等优势,从而降低了使

用 CeraCharge 电池的设备的生产成

本。在初始阶段,CeraCharge 可提供

CeraCharge 的工作温度范围更宽,达

-20℃至 +80℃,非常适用于户外应用,

如气象站。

她表示,CeraCharge 的潜在应用

极其广泛,如需在相同电压条件下提

高电池容量,用户可将多个 CeraCha-

rge 电池串并联使用。这个特点使其

应用非常广泛,包括实时时钟(RTC)

的备用电池、用作蓝牙信号传输的能

量存储装置、用作能量收集的能量存

储装置(通常配合电容器使用)、用

作可穿戴设备中的子电池,在发生短

时高电流 / 电压需求时,用于平滑电

流与电压。

汽车级薄膜电容器应对新能源车

挑战

柯志强认为,新能源汽车行业的

快速发展,给电容器应用带来了新的

发展机遇。优异的频率特性、高耐纹

波电流能力等令薄膜电容相比其他电

容在新能源汽车应用中具备较大的优

势。挑战与机遇并存,相比于工业级

产品,汽车级薄膜电容对产品可靠性、

生产工艺管控有着更高要求。

TDK 集团针对新能源汽车应用可

提供全系列符合车规 AEC-Q200 标准

的爱普科斯 (EPCOS)DC 薄膜电容器,

并最推出了全球首个可在 125℃的高

温环境下连续使用的高耐热 DC Link

汽车级薄膜电容器系列。

EV/HEV 用薄膜电容器具有高可

靠性,可实现稳定输出及抑制电磁干

扰,主要应用包括车载充电机、电机

驱动、辅助电机驱动和 DC-DC 转换器。

此外,TDK 还演示了其他的新产

品,包括检测角度的新一代磁传感器

(TMR 传感器)、50W 旋转体无线充

电系统、带触觉反馈的“PiezoHapt™

执行器等。

www.china.tdk.comwww.epcos-china.com

EIA 1812 封装规格(4.5mm x 3.2mm x

1.1mm)。在 1.4V 额定电压下,可提

供 100μAh 的容量,初始内部电阻为

200Ω。对于短时放电或脉冲运行状

况,例如在传输信号时为蓝牙模块供

电,提供的电流幅值可达约 2mA。根

据要求,CeraCharge 的充放电循环次

数可执行从几十次到多达 1000 次,

而不会对电气参数产生任何重大损

耗(电气参数可达到初始值的 80%)。

相比于传统可充电或其它类型电池,

Page 7: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

10

技术访谈

WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

伍尔特电子:展示最高等级电感器、铝电解电容器和插塞式连接器

伍尔特电子及其美国子公司伍尔

特电子明康有限公司(W u r t h

Electronics Midcom)参加慕尼黑上

海电子展,作为电子和机电元件的制

造商展示了其丰富的传统产品,以及

一些新发布的产品。其中包括新颖的

S M D磁珠和两款创新型插塞式连接

器。展览项目的另一个焦点是日趋丰

富的铝电解电容产品组合。

此外,伍尔特电子明康有限公

司还提供其定制电感元件系列的相关

信息,并且提供德州仪器 SN6501 和

SN6505B 的参考设计。作为展示的亮

点,虚拟现实演示为工程师们展现如

何通过使用 IC Ref Search 和 REDEX-

PERT 设计工具找出适用于其集成电

路的电感器。会上,记者采访了伍尔

特(天津)电子有限公司销售区域经

理鲁克华,请他介绍了公司的竞争优

势和产品特点。

遍及全球的生产和销售

鲁克华告诉记者,伍尔特电子集

团有限公司是一家电子和机电组件制

造商,位于欧洲、亚洲和北美洲的生

产基地为全球日益增长的客户提供产

品。为了丰富产品组合,伍尔特近年

来收购了很多公司,不断扩大被动元

件产品线,给客户提供一站式解决方

案。其产品方案包括 EMC 元件、电

感器、变压器、高频元件、压敏电阻器、

电容器、电源模块、LED、插头连接器、

电源元件、无线电源线圈、开关、连

接技术和保险丝座。伍尔特电子集团

有限公司与其专业化的附属公司组成

了伍尔特电子集团。

伍尔特电子集团有限公司主营标

准组件,Würth Elektronik iBE GmbH

主营汽车行业的定制无源元件,

Wurth Electronics Midcom Inc. 主营

变压器和定制电磁元件,Würth Elek-

tronik Stelvio Kontek S.p.A. 主营定制

插头连接器,AMBER wireless GmbH

主营无线数据传输解决方案,而 IQD

Frequency Products Ltd 主营频率控制

元件(石英晶体和振荡器产品)。公

司旗下拥有 6,700 名员工,2017 年销

售额约 6.53 亿欧元。伍尔特电子集团

是欧洲最大的无源元件制造商之一,

业务遍及 50 个国家 / 地区。

通过与 Audi Sport ABT Schaeffler

Formula E 车队建立的技术伙伴关系

以及对 Formula E 系列赛事的支持,

集团展现出在电动汽车领域的创新实

力。集团也凭借创新的产品,投身能

量采集、物联网和无线通信等其他全

球成长型市场。伍尔特电子集团是组

装和紧固技术领域的全球市场领导者

伍尔特集团旗下的一员。

产品推陈出新

伍尔特电子在会上展示了全球首

款具备特定峰值电流能力的 SMT 磁

珠系列产品。该系列产品的RDC极低,

可实现最高的额定电流的同时产生最

低的自热。该产品系列进行了优化,

可在严酷工业环境下对高效率的 DC/

DC 转换控制器进行滤波,并且有可

能延长应用元件的使用寿命。

另 一 款 备 受 瞩 目 的 产 品 是

WE-XHMI,一种具有扁平线触点的一

体成型式大电流电感器。与之前的功

率电感相比,新产品系列的 DC 电阻

几乎降低了 50%,性能卓越。

在实现安全连接方面,伍尔特电

子推出了一个新的产品系列 REDFITI-

DC SKEDD WR-WST 连接器。该连接

器具有节省空间,支持可逆信号连接,

并且无需焊接的特点。伍尔特电子在

这款创新产品中所运用的 SKEDD 专

11WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

利来自其姐妹公司伍尔特电子 ICS。

WR-WST 有 4-20 引脚版本,适合于永

久连接以及编程和调试情境下的临时

连接。另一个无螺丝产品是 REDCUBE

产品系列中最新电源插塞式连接器的

连接件。REDCUBE 插头终端由 12 个

实心铜制成的镀锡针组成,可承载上

至 120 安的电流。带插头的电缆配有

这些大电流触点,属于锁定的弹簧式,

封装在一个玻璃纤维强化型塑料外壳

中。从上方按压外壳按钮,即可实现

连接的开合。

伍尔特电子明康有限公司展示了

其 MID-POE EPW15 产品组,即面向

以太网供电应用的电流转换器。其典

型用途包括 IP 电话、WLAN 接入点

或安防摄像头。其他新产品还包括小

尺寸 PoE 平面变压器,有源钳位正激

式转换器,这些转换器的与众不同之

处在于它们的封装高度非常低,只有

10.5 毫米。

支持客户创新

会上,伍尔特电子展示了其全面

的电容产品组合,特别是 THT、SMT

和咬接式封装中所用的铝电解电容产

品。与此同时,研发人员还提供了全

面的技术支持服务。为了方便参观人

员从数千种不同的电容器中选择合适

的元件,在电容选择区域,提供了 23

种不同的设计套件可供替换。此外,

还可以使用在线工具 REDEXPERT 来

搜索规格以及样本和最小订货批量服

务,以用于开发和试生产。客户还可

以向公司内经验丰富的现场应用工程

师征得单独的建议。

例如,伍尔特电子展示的一款高

电感电源演示板就是与 EPC 合作开发

的。该演示板以无线混合器为基础,

传输功率最高可达 200 瓦。伍尔特电

子还将与 ON 半导体携手在慕尼黑上

海电子展上展示一款可使用 USB PD

QC3.1 技术的快速充电器套件:这款

产品适用于汽车点烟器插座,提供高

达 60 瓦的充电功率。

鲁克华说,质量是伍尔特一贯坚

持的理念。伍尔特建立了完善的质量

管理体系并通过了 ISO 9001:2008 认

证。伍尔特为客户提供专业的技术支

持和个性化的解决方案。伍尔特电子

在全球有 4 个品质保证中心,其中深

圳实验室是伍尔特电子在瓦尔登堡公

司总部之外最重要的质量保证机构。

外部审核人员对文件、方法和校准的

认证,确认了实验室对整个产品组合

进行测试的资质。新取得的测试能力

包括 LED、开关、插入式连接器和电

容器领域的测试。

伍尔特电子在全球有 22 家工厂,

其中有 5 家在中国,这些工厂执行全

球统一的质量标准,为全球供货。

他最后表示,中国市场正在发生

迅速变化,中小企业的需要越来越多,

一些行业如汽车,也有一些新的进入

厂商,它们更需要得到个性化的服务,

这也为伍尔特电子提供了绝佳的机会。

www.we-online.com

东芝电子中国:诠释“芯科技 智社会 创未来”

东芝 电 子 ( 中 国 ) 有 限 公 司

(“东芝电子中国”)携60余

款产品亮相2018年上海慕尼黑电子

展。东芝电子中国今年通过“Auto-

motive”、“IoT”、“Industrial”

及“Memory & Storage”这四大市场

热门应用全方位展现了其尖端技术和

产品。众多解决方案的现场Demo演

示和最新产品的亮相,不仅展现了东

芝在半导体与存储产品领域强大的实

力,更是其“芯科技、智社会、创未

来”核心理念的完美诠释。

Page 8: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

12

技术访谈

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出席新闻发布会的公司高管 ( 左

起 ) :东芝电子(中国)有限公司董

事长兼总经理岡本成之先生、东芝电

子元件及存储装置株式会社数字营销

统括部总监吉本键先生、东芝电子(中

国)有限公司副总经理野村尚司先生、

东芝电子(中国)有限公司存储器战

略业务企划统括部总监中藤俊辅先生

及东芝电子(中国)有限公司存储 &

电子元器件解决方案市场统括部 总监

谭弘先生。

倾力服务中国市场

在同期举行的新闻发布会上,任

职东芝电子(中国)有限公司董事长

兼总经理不久的岡本成之先生介绍了

东芝在中国 45 年的发展历史,以及

今年实施的东芝集团新的运营体制和

2017 年 10 月以后东芝集团组织架构。

他所在的东芝电子元件及存储装置株

式会社的事业领域包括:家电、空调、

游戏机、移动终端、服务器、设计中心、

车载、工业、基础设施和电力传输。

他表示,从现在开始,他将以丰

富的半导体销售经验及个人领导力,

积极带领东芝电子中国为中国市场的

发展而不懈努力!他表示,东芝将以

“芯科技”——半导体及存储领域的

雄厚实力和前瞻性眼光——为产品,

以“智社会”——互联、智能、便捷、

绿色的生活——为目标,为业内人士

呈现出“创未来”的美好愿景。

他认为现在智能手机、电视、机

顶盒仍有着很大的市场,但是今后也

要考虑加强对车载产业以及数据中

心、工业市场的关注度。

移动设备引领半导体技术发展

吉本健先生介绍了现在比较热门

的 IoT 产品和东芝公司的布局和贡献。

他认为,智能手机、平板电脑等智能

设备已经进入我们的生活,有相当大

的市场量。半导体产品在这些应用的

消耗量占有压倒性优势。正是这些产

品的普及对半导体行业有很大促进作

用,也促使半导体行业不断投资生产

产能和技术研发。随着近几年技术的

不断发展,原来 PC 等同的运算能力、

云服务、网络服务、AI 智能功能已融

入智能手机。

从另一个角度讲,类似于人对周

边的感知,把显示部分如摄像头、多

轴传感器也逐渐集成到智能手机。智

能手机加上一些执行器件,像人的肌

肉一样,可以形成一个机器人的概念。

随着智能手机的发展,越来越高性能、

低功耗、小型化、非常高性价比,已

广泛应用到物联网,包括无人机、机

器人等各种领域。

吉本健先生说,目前智能手机行

业已经超越了其行业的范畴,逐步进

入到其他领域,如车载、机器人、可

穿戴设备,给其他周边设备、周边行

业带来了革命性的变化。他介绍了一

个 VR 虚拟现实的案例,其实这也是

从原来的智能手机显示屏发展过来

的。它采用了大量高清晰度图像,主

要采用 HDMI 接口方式。随着手机

的智能进入 VR 领域,像图像接口方

式的规范碰到了一些困难。在多媒体

电视、监控领域也碰到接口不一致的

同样问题。东芝推出了与接口互相转

换的桥接芯片,把 MIPI 接口转换到

HDMI 相关接口。

另一个例子是蓝牙,去年智能

用智能设备实现智能家居 音箱发展特别迅猛,原来靠键盘输入

信息,现在只需要通过讲话就能得到

智能音箱的识别和回复。家里很多地

方都需要这种智能语音交互设备。在

家庭的各个地方组成这样的智能网络

都需要低功耗、小封装的器件,而且

能够通过无线通讯实现语音和数据传

输。这是蓝牙产品最好的应用场景。

针对越来越多的应用场景,东芝

推出的蓝牙芯片整合了控制芯片,目

前为止功耗最小。它不像过去那样是

点对点通讯。现在蓝牙的标准已经组

网,而且可以放到非常小的设备中,

最新蓝牙 5 实现长距离的传输,最大

可以传送到 600 米。东芝的超级功耗

蓝牙 4.2 最大电流是 3.3 毫安,用钮扣

电池可以使用 3 到 4 年。

他表示,当智能设备逐步超越手

机的范畴进入到物联网或整个世界时,

东芝推出了各种各样的产品支持这些

应用,比如执行机构的马达驱动芯片

和电力转换设备,还有无线通讯用的

低功耗、小封装无线蓝牙技术产品。

随着智能手机和技术进入到物联

网领域,融入了越来越多的传感器,

也需要更多的容量来存储这些数据,

东芝蓝牙 5 SoC 解决方案

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功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

东芝可以提供相关的存储设备。

汽车、工业、节能、联网、存储

应有尽有

野村尚司先生介绍了东芝先进的

车载器件及解决方案,这些都有助于

为用户带来安全舒适的驾驶体验。他

介绍说,东芝提供各种车载半导体器

件,其在汽车安全性、环境绩效和信

息技术的使用方面已经取得了巨大进

展。现在,东芝一系列用于提高车辆

和驾驶安全性的驾驶辅助技术正在吸

引更多的关注。

此次亮相慕展的产品主要包括

面向新能源汽车的基于东芝车载预驱

动器的 IGBT 控制器参考模型;兼顾

高可靠性和低功耗的最新车载光耦产

品,针对 ADAS 的带来可实现夜间行

人识别的 Visconti 4 图像识别处理器

高级辅助驾驶系统演示;面向车联网

及车载信息娱乐系统的车载以太网

AVB 桥接芯片 Neutrino 和高品质车规

级存储器 UFS / e-MMC 产品;以及

基于东芝车载预驱动器的汽车电动无

刷水泵演示系统。

野村尚司先生表示,东芝面向

工业应用的低功耗、高性能产品可以

有效利用能源,为改善地球环境做出

贡献。他介绍了东芝面向工业应用的

丰富的产品及解决方案,从提供芯片

级开发的 SoC 定制开发平台 FFSA 到

一系列实现低功耗、高集成度、低噪

音的原创电机驱动参考设计,包括采

用东芝电机驱动芯片的 3D 打印机实

际应用案例;采用东芝 MCU 实现的

智能家电矢量控制参考方案;用于

车间管理的人脸识别技术;IPD 高效

变频压缩机方案;低压 MOS 管高效

直流无刷电动工具及无人机方案和高

压 MOS 管电源适配器及 LED 驱动器

方案;最新研发的 1.6kW 服务器电源

参考设计;高效太阳能逆变器方案和

15W 无线充电参考设计等。

他还介绍了东芝在物联网应用

领域展出的支持人机界面、语音控

制和以太网的 ApP Lite 应用处理器

TZ2100 ;实现超远距离通信、大数据

吞吐的 Bluetooth® 5.0 方案;采用低

功耗蓝牙的 Mesh 智能照明、电子货

架标签、传感器信标以及 SubGHz+

无线等丰富低功耗蓝牙解决方案;用

于窄带物联网的负载开关等等。他表光耦隔离型 IGBT 预驱动芯片

15W 中功率无线充电方案

FlashAir™ 可作为服务器使用,适用于高级用户用物联网应用

示,东芝面向物联网应用的丰富产品

及解决方案将实现物与物、人与物之

间的轻松互连。

最后介绍的是存储方案,本次

展会东芝带来了针对物联网应用的存

储卡,通过内置无线功能的 SDXC 卡

FlashAir™ 实现对电子信息显示板、

遥控玩具车和粉尘监测仪的控制;还

有一系列丰富的企业级/消费级固态

硬盘,采用的是 64 层 3D 闪存 BiCS

FLASHTM 存储器,搭载原创控制器,

覆盖 NVMe™、SATA 和 SAS 三种接口;

最新推出的全球首款搭载 9 碟充氦硬

盘 14TB 传统磁记录技术硬盘——企

业级容量型硬盘 MG07ACA 系列等面

向服务器及数据中心的大容量企业级

硬盘。

野村尚司先生称,东芝可提供从

硬盘(HDD)、固态混合硬盘(SSHD)

和固态硬盘(SSD)到 NAND 闪存的

各种存储产品,覆盖范围业内最广。

前不久,东芝存储器株式会社宣布将

对建设中的四日市工厂 Fab 6 第一期

进行设备投资并继续投资二期建设,

同时全新岩手工厂也扩大了闪存运营

都是为了为市场提供更丰富的选择。

他强调,东芝不仅奠定了存储技术的

许多业界标准,更在不断的革新存储

设备的设计与开发,以支撑信息社会

的进步。

toshiba.semicon-storage.com

Page 9: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

14

技术访谈

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铟泰公司:众多创新产品齐聚亮相

在2018慕尼黑上海电子生产设备

展(Productronica China)上,

铟泰公司展出了包括超低空洞系列

(Avoid the Void®)焊锡膏产品、In-

FORMS®焊片、助焊剂等在内的众多

创新产品,通过这一行业盛会向广大

与会者分享其在表面贴装、半导体制

造、汽车电子、功率模块制造等领域

的成功应用与行业见解。记者在会上

采访了铟泰公司亚洲工程焊料助力产

品经理梁顺财,他介绍了公司的品牌

优势和产品特色,并向记者展示了几

款别具一格的产品。

应对焊接应力挑战

梁顺财介绍说,今年是铟泰公司

第四年参加这一展会,展出了众多明

星产品,例如,Indium10.1HF 焊锡膏,

它是铟泰公司最新的无卤超低空洞率

产品。这一焊锡膏拥有 QFN、BGA 和

CSP 中最低的空洞率,以及优异的抗

氧化性能、抗枕头缺陷(HIP)和葡

萄球性能;Indium8.9HF 焊锡膏,这

一无卤素焊锡膏是铟泰公司的明星产

品之一,拥有优秀的抗氧化性能,并

可实现良好的助焊剂铺展,支持探针

测试;InFORMS® 是加强型焊片,用

于帮助达成高度一致的焊接层和良好

的润湿,从而实现机械和热可靠性的

提升与低空洞。

梁顺财特别介绍了 InFORMS®

实现均匀焊料胶层厚度的优势。In-

FORMS® 在焊接过程中铜网不会熔

化,相当于在焊料中加入了“钢筋”,

保证了胶层在整个焊点的不变。这样

就改进了机械和热可靠性、胶层厚度

均匀和低空洞性能。与传统焊料合金

或铟基片、箔、带或大型大预形成材

料相比,InFORMS® 大大改进了处理

工艺。InFORMS® 还通过衬底材料提

供增强的拉伸强度和抗压强度,同时

保留了外层金属的独特属性(例如铟

的柔软、延展性和其他优势),焊接

的器件不会出现倾斜的现象。

谈到 InFORMS® 的应用,他表示,

这款焊片给工程师提供了一种增强型

材料,用于开发新的或改进现有的应

用。它可用于低温或真

空密封、EMI 和 RFI 屏

蔽、接地母线、支座、

热失配装置或背板组装

垫圈。虽然可以使用一

些金属,但由于其独特

的特性,铟金属应适合

许多应用领域。例如,

铟容易润湿玻璃、石英、

陶瓷和玻璃。与传统焊

料相比,铟基焊料显著减少了金和其

他贵金属的大大减少了清理和浸出。

进一步降低热阻,提高散热性能

梁顺财还介绍了铟泰公司的导热

界面材料 Heat-Spring®。他说,许多

应用都要求使用 TIM(热界面材料),

它可以很容易地放在一个芯片或盖

上,或者也许只是针对热源接触板和

冷却解决方案接触板。铟泰公司开发

了一款金属 TIM,作为这类应用的一

个可压缩界面解决方案。其压力范围

是 35psi 到 100+psi。

他说,铟制成的 SMA-TIM(软

金属合金)可以较低的应力在压缩界

面中提供均匀热阻。铟的可塑性降低

了表面电阻,增加了热流量(电导)。

铟泰公司的专利 Heat-Spring® 技术进

Tilted substrate

Base plate

Lack ofthickness

Copper

Ceramic

Solder

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功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

一步降低了热阻,提高了散热性能。

随着时间的推移,铟的高端热

界面材料可提供卓越的性能。因为

SMA-TIM 产品是用金属做的,它不会

出现泵出问题,即使是在功率循环条

件下。铟泰公司的 Heat-Spring® 材料

不含硅,符合表面视差要求,在 TIM

的整个寿命中都可以减少热阻。由于

它是固态的,SMA-TIM 也不会被烘干。

梁顺财最后表示,铟泰公司是

全球领先的材料制造商和供应商,为

全球电子、半导体、薄膜和热管理市

场提供优质的服务。公司的产品包括

焊锡制品和助焊剂等焊接材料、硬

钎焊、导热界面材料、溅射靶材、铟

镓锗锡等金属和无机化合物,以及

NanoFoil®(纳米材料)。铟泰公司的

历史很悠久,至今已有 80 多年,目

前在中国、马来西亚、新加坡、韩国、

英国和美国均设有技术支持机构和工

厂,可以及时解决客户的各种问题。

www.indium.com

安森美半导体:解读图像传感器战略及全面方案

安森美半导体携其全新图像传感

器在2018上海国际机器视觉展

(2018 Vision China)亮相,展现了其

图像传感器产品是如何满足工业市场

对于高分辨率图像捕捉、出色的成像

性能等不同需求。在媒体交流会上,

公司图像传感器部全球市场及应用工

程副总裁易继辉(Sammy Yi)介绍了

公司最新的图像传感器发展战略、工

业、汽车、消费等市场的需求和趋势

以及重点图像传感器解决方案,包括

新品和技术,并就媒体关心的市场热

点进行了交流。

关键公司策略及市场领先地位

易继辉首先表示,由于图像传感

器在工业、汽车、消费市场等领域的

应用近年来日益普及,安森美半导体

凭借其在图像传感器在全球的领先市

场份额和技术。关键公司策略包括配

调资源和投资,在战略增长市场取胜。

安森美半导体在汽车、物联网(IoT)、

高性能电源转换(HPPC)、电机控制

等成熟市场一直保持领先地位。利用

其广泛的产品阵容、封装专长、规模

和优越的运营为客户提供全面的解决

方案;同时优化品质、供应链和制造

网络,加强应用专长,提供完整和差

异化的客户解决方案,加快产品上市、

进程和收入。

他说,安森美半导体是现代图

像传感器的创造者,其图像传感器部

拥有 2000 多项成像专利和成像专业

知识,传感器阵容丰富,强大的供

应链,卓越的品质。图像传感器市场

领导地位体现在,在汽车领域技术领

先,有广泛的汽车产品组合和全球最

佳的系统及软件专知。在工业领域有

全面的工业传感器,保持着机器视

觉、交通、广播、医疗、科学、生物

测定、国防和航空等领域的领先地位。

消费领域不断系统创新,包括深度成

像、NIR+、SuperCell;在运动摄像机、

AR/VR等不断增长的消费市场中领先;

扫描、物联网和消费者安保方面也是

如此。

三大行业彰显优势

近年来汽车行业出现了巨大增

长,汽车图像传感器可服务的市场规

模逐年攀升。易继辉认为,汽车行业

正处于拐点,汽车功能电子化(电动

车 EV)、自动驾驶汽车(SDC)需要

更高分辨率和应用于 ADAS 和 AD 的

可扩展图像传感器平台,以实现汽车

在夜间微光条件下的最高动态范围。

安森美半导体针对其受欢迎的

210 万像素(MP)CMOS 图像传感器

AR0237 推出完全符合 AEC-Q100 认证

的版本,用于新兴的 OEM 配备的行

车记录仪或车前市场车载 DVR。

AR0237AT 是同款图像传感器

的成本优化车用认证版本,它提供

1080p/60fps 全高清(HD)视频捕

获以及静态图像捕获。随着该应用进

入车前市场领域,汽车行业对能够在

整个汽车工作温度范围内(-40℃至

+105℃)工作,并能以合理价格提供

Page 10: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

16

技术访谈

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合适性能的方案有越来越高的需求。

当 AR0237AT 配以支持 Clarity+™ 的

DVR 处理器时,其微光照性能进一步

得到提升。安森美半导体的 Clarity+

技术采用创新的滤波技术来优化车用

成像方案的信噪比(SNR),能够将光

捕获提高 2 倍。

目前,安森美半导体已成为许多

车厂的战略图像传感器合作伙伴,拥

有汽车业最大生态系统,端到端图像

方案合作伙伴 60 余家。

在众多新兴消费市场,消费图

像传感器的增长驱动力来自于高端安

防、扫描、无人机、物联网和 OIS/

CLAF。以安防为例,主要驱动力是

“安全城市”、基础设施、商业和家

居。出现了几个令人关注的趋势:一

是百万像素,2Mp/1080P 继续抢夺

VGA 和 720P 的份额,5Mp 的产量将

开始增长;二是传感器的日 / 夜和微

光照性能、高动态范围(HDR)成像、

高帧率和高分辨率;三是视频监控的

网络安全、人工智能(AI)及视频内

容分析。安森美半导体应用于安防的

AR0522 可以使近红外(NIR)性能改

进 22 倍。而凭借同步深度映射 +RGB

获 CES 创新奖的 AR0430 具有同步深

度映射和红绿蓝(RGB)功能、超低

能耗和卓越的像素性能。

在多样化的工业市场和应用中,

增长驱动力来自于机器视觉、中国制

造 2025、机器人及 AI、军事和医疗。

作为工业机器视觉的领袖,安森美半

导体为这个最快速增长的市场提供机

器视觉方案。XGS 8000 和 XGS 12000

就是 X-Class 平台的首两款产品,使

单一摄像机设计不仅能支持多种产品

分辨率,还能支持不同的像素功能。

据介绍,X-Class 图像传感器平台

通过在同一图像传感器框架内支持多

种 CMOS 像素架构,实现摄像机设计

的新维度。这让单一摄像机设计不仅

能支持多种产品分辨率,还能支持不

同的像素功能,例如在给定的光学格

式以分辨率换取更高成像灵敏度的更

大像素,以及优化设计可在低噪声工

作以增加动态范围等等。通过通用的

高带宽、低功耗接口来支持不同的像

素架构,摄像机制造商可充分利用现

有的零件库存并加快新摄像机设计的

面市时间。

X-Class 系列产品中的首两款器件

XGS 12000 和 XGS 8000 均基于此平

台的首款像素架构——先进的 3.2um

全局快门 CMOS 像素,具备卓越的

成像性能、高图像均匀性和低噪声

等特性。XGS 12000 以 1 英寸光学格

式提供 1200 万像素(4096 x 3072 像

素)分辨率,为现代机器视觉和检测

应用提供所需的成像细节和性能。该

器件将提供两种速度等级:一种是通

过提供高达每秒 90 帧(fps)的全分

辨率速度,充分利用 10GigE 接口;

另一种更低价格版本则以全分辨率提

供 27fps,与 USB 3.0 计算机接口的可

用带宽保持一致。XGS 8000 以 1/1.1

英寸光学格式提供 4k/UHD(4096 x

2160 像素)分辨率,也将计划提供两

种速度等级(130 和 75fps),使这一

器件成为广播应用的理想选择。

随着机器视觉检测和工业自动化

等工业成像应用的需求持续推进,针

对这一不断增长市场的图像传感器的

设计和性能也必须不断演进。全新

XGS 像素的 X-Class 平台和器件,有

助于终端用户获得他们在这些应用中

所需的性能和成像功能,同时摄像机

制造商也能够在当下和未来灵活地为

其客户开发下一代摄像机设计。

易继辉最后表示,安森美半导体

图像传感器领先业界,先进成像技术

源于 40 多年的传承。宽广的图像传

感器阵容结合公司其他产品部提供的

系统方案,持续开发针对市场趋势和

应用的新产品。通过遍及全球的评估

及应用技术支持和本地成像解决方案

工程中心,安森美半导体持续注重中

国市场,帮助客户实现更多创新应用。

www.onsemi.cn

爱德万测试:解决方案推陈出新

在2018上海慕尼黑电子展上,全

球领先的半导体测试设备供应

商爱德万测试展出了其为中国半导体

市场提供的12种先进产品和服务;同

时还有测试AI应用芯片的专家在展会

上与客户进行交流。产品展示包括为

业界前沿的半导体芯片提供最广阔的

测试覆盖范围的V93000平台。配备

Wave Scale MX和Wave Scale RF通道板

卡时,V93000测试平台可以实现前所

未有的并行性和吞吐量,降低测试成

本并提供满足下一代IC测试的创新功

能。记者采访了Advantest Taiwan Inc.

爱德万测试股份有限公司机电一体化/

新产品副总经理苏勇鸿,以及爱德万

17WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

测试(中国)管理有限公司应用技术

支持经理胡佳明。它们介绍了此次推

出两款新产品的特色和应用灵活性,

这也是爱德万测试一贯追求的理念。

创新的自动化 IC 机械手

苏勇鸿首先介绍了爱德万测试

推出的适用于半导体工程实验室且带

有温控功能的创新自动化 IC 机械手

M4171。新 M4171 机械手可减少测试

成本,提高生产效率,并支持全球远

程访问。

他解释说,目前在工程实验室

大多数的测试都是依靠手动操作,而

M4171 这一小型、单测的机械手可以

自动进料和出料、控制温度并进行

分选,非常方便操作。同时它还具有

主动温度控制(ATC,Active Thermal

Control)这一通常只在大型、量产用

机械手上才有的功能。这款机械手,

具有高效的温控解决方案,以面向在

芯片的设计与量产前期准备阶段有高

功耗温控测试需求的移动电子市场。

M4171 上的三温技术使得用户可

以设定一个宽广的温度范围,大大提

高了实验室的工程效率。系统采用芯

片表面直接压着技术,能够快速升温

和降温,温度变换时间比手动温控方

案减少了 40% 以上。

M4171 机械手与爱德万测试的

V93000 和 T2000 平台,以及其他测

试平台均可兼容。它还有包括二维码

识别、芯片角度旋转和高压着力可选

件等其他功能。操作简便,可以预定

义的用户界面直观且易用。

灵活便捷是 M4171 已达特色,自

动芯片处理、-45℃到 125℃的三温 ATC

以及远程操控使得 M4171 成为市场上

独一无二的产品。它可以运行多模式

的测试程序(一次接触下实现多温测

试),自动测试,自动 ID 测试,出料

托盘的重测和手动测试等,这些功能

都可以预定义以及用户自定义设置。

M4171 还可以通过网络从全球的

任何地方远程操控芯片的搬运处理和

温度控制,这样,位于不同地区的团

队就可以在同时看到测试过程,减少

操作工和人力成本,还可以使全球不

同工作组之间的系统利用得到最大化。

苏勇鸿最后表示,爱德万测试一

直在谋求将符合成本效益的自动测试

带进实验室环境,提高客户机台的利

用率,M4171 具有实质的效率优势,

做到了这一点。他说,作为爱德万测

试的第一台单测 ATC 机械手,M4171

可以进入芯片研发的实验室环境,让

研发人员享用只有大型测试设备的好

处,开启了一个全新的市场机遇。

让成熟平台上满足新兴测试需求

接下来,胡佳明介绍了新推出的

Wave Scale MX 板卡,为的是在成熟

的 V93000 平台上满足高分辨率转换

器、消费音频类 IC 以及物联网芯片的

测试需求。

他说,新卡进一步扩展了爱德

万测试的高并行大同测的能力。在

Wave Scale MX 系列产品中增加了高

分辨率、高精度的混合信号板卡,扩

展了在模数和数模转换器系列的测试

范围。新的 Wave Scale MX 高分辨率

卡结合了业界最高的并行测试功能与

最可靠的 AC 和 DC 性能。这些属性

使得爱德万测试的 V93000 测试平台

在测试模拟和数字波形转换器时能满

足越来越苛刻的低失真、精度和线性

度要求,同时还有助于降低消费音频

类和 IoT 芯片的测试成本,缩短客户

产品的上市时间。

胡佳明告诉记者,由于新型高分

辨率 Wave Scale MX 卡具有最高的通

道数和密度,所以可以支持更广泛的

信号范围,并支持音频组件输出更高

的电平。

他解释说,这块板卡有多达 32

个仪器,其中 16 个任意波形发生器

(AWG)和 16 个数字化仪,可提供

高性能和完全独立的 AC 和 DC 测试,

用于单端或差分信号。其自身带有的

参考源温度补偿功能可确保长时间的

Page 11: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

18

技术访谈

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最高直流稳定性,每个单端信号有独

立的参考地信号来实现最高保真度。

每个通道附加的参数测量单元(PMU)

可确保高精度的直流测量。这块板卡

还可以处理摆幅高达 20Vpp 的单端信

号和 40Vpp 的差分信号。所有功能都

由测试处理器芯片软件控制,以实现

最大吞吐量和可重复性。

他强调,Wave Scale MX 卡的创新

架构在于,可以用 32 个具有完全不同

的设置的仪器进行同步测试,因为每

个仪器都具有独享资源。由此带来的

芯片内并行和多芯片高同测效率显著

降低了复杂混合信号芯片的测试成本。

据了解,爱德万测试这次推出了

两种版本 Wave Scale MX 的板卡,一

种是纯高分辨率资源的板卡,另一种

是混合板卡,将高分辨率和高速功能

结合在一张卡上。现在两种版本的高

分辨率 Wave Scale MX 板卡都已上市。

胡佳明还谈到,最近,清华大

学采购了爱德万测试的 T5830ES 和

T5833ES 存储器测试设备用于其教学

研发;中国顶尖 IC 设计公司紫光展

锐安装了多台爱德万测试的 V93000

Wave Scale 测试设备,成为紫光展锐

最新一代移动通信芯片组的首选测试

设备;另一家位于北京的中国领先

的专用芯片开发商已采购高性能的

V93000 测试平台,用于开发人工智

能应用芯片。

www.advantest.com

ROHM :锁定汽车电子及工业设备市场

ROHM(罗姆)亮相2018慕尼黑

上海电子展(electronica Chi-

n a),向与会观众展示了R O H M最

新的产品与技术;ROHM的专业技术

人员向参观者做了最详尽的介绍。作

为拥有近60年历史的综合性半导体

制造商,ROHM在此次展会上以”汽

车电子”和”工业设备”为轴,为大

家呈现了包括”汽车电子”、”模

拟”、”电源”、”传感器”以及”

移动设备”等在内的5大解决方案展

区,囊括了业界领先的强大产品阵

容。另外,现场还特别设置了ROHM

产品应用案例展区,观众在这里了解

到日常使用的电器中有哪些搭载了

ROHM的产品。

汽车电子主打 Formula EROHM 作为 SiC 功率元器件的领

军企业,其“SiC 功率元器件”已应

用于顶级电动方程式锦标赛 Formula

E。在 2016 年与参加电动方程式锦标

赛(Formula E)的文图瑞电动方程式

车队(Venturi Formula E Team)签署

官方技术合作协议。从 2016 年 10 月

9 日开幕的第 3 赛季起,为逆变器这

一赛车核心驱动部件提供全球最先进

的 SiC 功率元器件,强势助力 Formu-

la E 的电力电子系统的升级。

据介绍,第 3 赛季 ROHM 提供

了二极管(SiC-SBD),第 4 赛季全新

升级的 Formula E(电动方程式)逆

变器将隆重登场。从第 4 赛季开始,

ROHM 提供集成了晶体管与二极管

的”全 SiC”功率模块,与未搭载 SiC

的第 2 赛季的逆变器相比,成功实现

43%的小型化与 6kg 的轻量化。此次

展会将展出这台采用了 ROHM 的 SiC

功率元器件的逆变器。

与使用现有 Si 元器件的汽车混

合动力系统相比,使用 SiC 功率模

块后体积变为原来的 1/10,可大幅

实现小型化。这个研究成果荣获了

CEATEC2012 智能 · 关键技术部的最优

秀奖。

这里不得不介绍一下 ROHM 的

SiC 功 率 模 块 _BSM120D12P2C005。

它是一款全碳化硅功率模块,采用碳

化硅和碳化硅 MOSFET SBD,具有高

速转换和低开关损耗的特点,有助于

确保系统的可靠性和体二极管传导的

可靠性。

SiC 功率器件导通电阻低,在高

温环境下的工作特性优良,被人们期

待为下一代低损耗元件。作为太阳能

发电、风力发电等的 DC/AC 转换器,

混合动力车和电动汽车等的高效率逆

变器,以及适用于工业生产设备和空

调的功率逆变器等等用途的节能省电

关键器件,ROHM 领世界之先致力

于 SiC 功率器件和模块的开发。目前,

ROHM 已经成功开发出用最适合高耐

压、大电流电路的 SiC 做材料的肖特

基势垒二极管。其高速开关特性使开

关损耗降低,提高了整机的工作频率。

ROHM 的 SiC MOSFET 与用目前

19WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

应用最多的 Si(硅)为材料制成的功

率半导体元件相比,元件的开关损耗

小,在高温区也有优良的电气特性。

其特点在于,大幅降低电力损耗,开

关损失减少 73%(30kHz 驱动时,与

Si IGBT 比较),寄生二极管有最小反

向恢复特性,可以为系统的小型化作

贡献。

采用 SiC MOSFET 与 SiC SBD 的

全 SiC 功率模块开始量产。通过开发

ROHM 独家电场缓和结构和筛选法,

确保元器件的可靠性,得以确立全球

首创全 SiC 电源模块的量产体制。和

传统的 Si IGBT 相比,采用 SiC SBD

与 SiC MOS 可实现 100kHz 以上的高

频工作。其特点包括快速开关、快速

恢复和低电感设计;与传统硅制 IGBT

模块相比,大幅降低了开关损耗达

80% 以上,可以替换额定电流为 200-

400A 的 IGBT。

工业设备主推 ROHM”工厂监

测”解决方案

针对工业设备,ROHM 推出了从

无源元器件到分立元器件、IC 以及模

块的宽广的产品阵容,能够为广大客

户提供系统层面的方案。并以 ROHM

集团综合实力,持续为广大客户提供

电路对应的最佳解决方案。

利用 ROHM IoT 解决方案,通过

监测环境和设备从而防患于未然的工

厂监测技术受到了广泛关注。ROHM

融合尖端元器件与技术优势,为工业

设备提供了解决方案——“工厂监

测”。设备物联网化转换需要成本和

时间,而这些都可以在 ROHM 丰富

的传感器 / 无线产品阵容中组合改装,

主驱动

AC/DC转换器控制IC(ROHM: BD7682FJ-LB)

转换器

不需要散热片

可以自动贴装

逆变器 电机等

(控制器、系统等)

应用电路例

反激式转换器

转换器

辅助电源

MOSFET

DC 5V~48V

TO-3PFM

TO-268-2L

AC 400V以上

轻松实现,有效避免一个环节故障引

发工厂内设备的巨大损失。

要实现所有物体连接网络即 IoT

(物联网), 用于检测状态的”传感器”

和用于共享传感器获得信息的”网络”

必不可少。ROHM 进一步加强了与

LAPIS Semiconductor 和 Kionix 的技术

结合,整个 ROHM 集团持续致力于

传感器网络构建领域的产品开发、解

决方案的提供。今后也会一如既往运

用在相关领域的经验和实绩为社会的

丰富多彩做出贡献。

在工业应用方面,ROHM 也有

一系列功率器件解决方案。与第二

代 SiC MOSFET 相比,ROHM 第三代

SiC MOSFET 导通电阻减少 50%,输

入电容(Ciss)减少 35%。

第三代 SiC MOSFET 可以用于工

业设备辅助电源,还可以用于 600V

额定电压允许运行超过 1000V 的应

用,如工业设备、空调逆变器、太阳

能发电用逆变器和电动汽车(EV)的

逆变器等。

综上所述,ROHM 通过大电流、

高温工作 SiC-MOSFET 的采用和耐高

温、低热阻封装的开发,使超小型、

大电流 SiC 功率模块的开发成为可能。

www.rohm.com.cn

Page 12: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

20

技术访谈

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Bosch Sensortec :引领市场趋势,开启智能世界

Bosch Sensortec携多款重磅新品

来到上海,与媒体分享了公司

的中国最新战略布局和业务重点,阐

述了关于一些新兴消费电子和IoT市

场发展趋势和瓶颈的洞察,解读了三

款新产品的优势特性如何帮助应对目

标应用市场的需求和痛点,包括针对

可穿戴设备和IoT应用的最新超低功

耗加速度传感器BMA400;显著改善

AR/VR用户体验的最新6轴高性能惯

性测量单元BMI085;以及基于既有

的微型扫描仪模块开发更多创新好玩

的IoT应用场景。

MEMS 的领先供应商

Bosch Sensortec GmbH 亚太区总

裁百里博(Leopold Beer)首先介绍

了博世集团和 Bosch Sensortec 概况。

一直以来,博世集团以汽车与智能交

通技术、工业技术、能源与建筑技术

和消费品四大业务部门服务于全球市

场,包括销售和服务的合作伙伴,博

世全球制造和销售网络几乎覆盖了世

界上每一个国家。

在中国,博世投资额达 49 亿人

民币,2011 年至 2016 年,在中国投

资总额近 229 亿人民币,中国员工数

达到近 59,000 名。为加强本土创新能

力,建立了 36 家生产基地,其中包含

21 家汽车相关生产基地,还有 22 家

技术研发中心,其中包含 12 家汽车相

关技术研发中心,在中国有超过 6,300

名研发人员。

百里博表示,Bosch Sensortec 是

全球创新型 MEMS 传感器及致动器解

决方案的领先供应商之一,产品涵盖

汽车、消费电子和物联网领域,旨在

改善人们的生活方式和健康。而用传

感器系统实现领先的应用正在成为科

技创新的强大驱动力。

他认为,未来我们即将体验到消

费电子和物联网(IoT)方面惊人和迄

今为止未曾实现的创新。可穿戴设备

将变得更加无处不在,增强现实将融

入我们的日常生活,而物联网设备将

以前所未有的规模进入我们的家庭和

工作场所。为了实现这一愿景,工程

师不得不克服相当大的技术限制和挑

战。设备必须大幅降低组件的功耗、

尺寸和成本,同时仍能提供迅捷、流

畅、强大的性能,以打造独特而直观

的用户体验。

为此,Bosch Sensortec 在慕尼黑

上海电子展(Electronica China)上展

示了三款核心产品,这些将帮助创意

工程师和设计师正面迎接这些挑战,

实现转型创新,由此为打造真正更加

智能的世界奠定基石。3 个产品是适

用于可穿戴设备和物联网的超低功耗

加速度计 BMA400、用于增强和虚拟

现实的高性能惯性测量单元(IMU)

的 BMI085,以及用于物联网中虚拟

用户界面的交互式投影模块。

开启智能世界的解决方案

Bosch Sensortec 微 机 电 系 统

(MEMS)产品领域总负责人 Ralf

Schellin 详细介绍了 3 款产品的特性和

具体应用。

针 对 可 穿 戴 设 备 市 场,Ralf

Schellin 认为,如今的智能手机在体

积和重量方面越来越大,在运动时随

身携带在口袋或手臂十分麻烦。这从

逻辑上推动了智能腕表和运动追踪器

等可穿戴设备的需求,能够为健康、

体育和健身监测提供方便的永久性解

决方案,因此在我们的日常生活中发

挥着日益重要的作用。IDC(国际数

21WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

据公司)预测,到 2021 年,可穿戴

设备的出货量将增长到超过 2.2 亿部,

几乎是 2017 年数字的两倍。

他说,无论可穿戴设备应用于何

处,都有一个共同的因素:消费者持

续要求更长的电池寿命,以避免频繁

充电。降低功耗为希望在目前竞争激

烈的环境中取得成功、并扩大市场份

额的创新型制造商带来了巨大的竞争

优势。在不久的将来推出的众多令人

兴奋的新型可穿戴应用(如智能戒指

或项链)的核心,将是超低功耗和极

为高效的用电量。

那么,产品制造商如何能够真正

降低功耗,以打造此类新型设备呢?

Ralf Schellin 表示,运动传感器是可穿

戴应用中不可或缺的组件。为了克服

上述长期存在的障碍,Bosch Sensort-

ec 设计出了一款小巧但功能强大的

MEMS 加速度传感器 BMA400,专门

应对功耗挑战。BMA400 将超低功耗

和出色的性能结合在紧凑封装中,用

电量与当前加速度计相比减少十倍,

而且性能不打折扣。加速度计的先进

功能还将令多功能可穿戴设备的运动

检测和永不断讯步进计数功能不会消

耗应用处理器的功率。得益于其紧凑

的封装、集成即插即用步进计数器,

以及活动识别功能,BMA400 易于集

成至新型可穿戴设备中,为新颖、令

人兴奋和时尚设备的发展提供助力。

他指出,未来可穿戴设备的需求

将远远超出健康和健身,并以多种功

能、视觉设计吸引力与时刻在线为特

征,取代当今许多“手腕上笨重的砖

块”,同时融入智能戒指、时尚手袋

或钱包等领域。这种转变将需要更高

能量密度的电池,但最终,智能用电

将决定大多数项目的成败。

Ralf Schellin在分析增强现实(AR)

和虚拟现实(VR)领域的发展趋势时

指出,虽然必要的技术已稳步推进,

但乏善可陈的用户体验阻碍了其推

广,例如较为严重的延迟、不稳定性

和噪音会造成晕动病效应,进而导致

恶心和其他各种令用户感到不适的症

状。此外,诸如头戴式设备过热、无

线数据传输速度和可靠性,以及通常

较高的价格等问题为全面的市场渗透

提出了额外的挑战。

增强现实和虚拟现实市场至今同

样缺乏真正吸引人的应用程序。但是,

随着全新主打品牌增强现实 / 虚拟现

实产品的上市,这些领域移动设备

的前景开始呈现动态发展。这项技术

可能的应用范围实际上无穷无尽,例

如在教育和工业方面便拥有巨大的潜

力。增强现实眼镜将在这些方面大受

欢迎。总体而言,IDC 预测,到 2021 年,

增强现实和虚拟现实耳机的市场总量

将增至 8100 万部,相当于年复合增

长率高达 56%。

为了实现必要的关键质量以及广

泛的消费者接受度,厂商需要找到一

种方法来减轻阻碍当今增强现实 / 虚

拟现实产品发展的令人不悦的用户体

验问题。Bosch Sensortec 新推出的

BMI085 是一款高性能 IMU,可以应

对这一挑战,使制造商能够提供真实、

身临其境的体验,避免由延迟造成的

问题。为了获得更广泛的接受度,高

性能增强现实 / 虚拟现实应用需具有

良好的性价比,以及极其精确、坚固

和响应迅速的运动传感器。BMI085

能够满足所有这些需求。

目前,物联网正在推动许多行

业的增长。IDC 预测,2018 年度全球

物联网支出将超过 7720 亿美元,到

2020 年将突破 1 万亿美元大关。为实

现如此大胆的增长预测,物联网解决

方案将需要证明其价值,并克服尺寸、

成本、功耗和可用性方面的众多技术

挑战。

Ralf Schellin 认为,用户界面这

一领域拥有大量改进空间和尚待开发

的潜力,为的是将物联网推向更高水

平。为了顺畅并扩大用户与技术之间

的互动,博世开发出独家 MOEMS 激

光扫描技术,用于投影和感应交互式

图像,例如菜单。为了促进营收,用

户必须能够看到实际的产品图像,因

为仅仅音频控制界面所提供的刺激感

不足以触发客户在例如网上购物时的

购买行为。

交互式投影模块可实现免对焦激

光投影,并可灵活地将任何表面转变

为尤为直观和具有视觉吸引力的虚拟

用户界面(UI),非常适合与家用电器、

智能扬声器、增强现实眼镜、可穿戴

设备等配合使用。

交互式投影模块将虚拟用户界

面图像投影到表面上,并持续扫描,

Page 13: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

22

技术访谈

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以检测用户的手势和交互,例如触

摸、拖动或点击。能够按需投影到任

何表面上的虚拟界面提供了近乎无

限的应用可能性,无需受到物理控制

拨号和按钮的阻碍,必将为物联网和

消费产品空间带来革新。普通设备

将立刻拥有无限灵活的物联网界面,

并且得益于其紧凑且节能的特性,交

互式投影模块非常适合科幻功能,例

如从智能腕表和个人移动设备投影

用户界面图像。

交互式投影模块具有实现这一愿

景所需的技术特征,包括免对焦投影、

紧凑尺寸和低功耗。此模块使产品设

计人员能够创建令人惊叹的用户界面

概念,这些概念有望使物联网、智能

家居和其他应用的可用性达到令人难

以置信的水平。

开启更智能世界需要新的解决方案

百里博最后总结道,无论为互动

世界开发了多少令人兴奋的全新应用

程序,工程师面临的挑战或多或少保

持不变,即减低成本与功耗,同时确

保高度性能。平衡并满足这些要求是

设计师证明自己才能,并创造出令人

惊叹的新产品的用武之地。

他强调说,传感器在这个日益智

能化、快速和互联的世界中发挥着巨

大的作用。Bosch Sensortec 在 MEMS

和 MOEMS 技术领域推出的上述和其

他最新创新定会在这场根本性变革中

发挥重要作用,并最终实现打造更加

智能的世界的目标。

www.bosch-sensortec.com

意法半导体:聊聊 STM32 智能物联网应用

意法半导体(STMicroe lect ron-

ics,ST)在慕尼黑上海电子展

上展示了最新的智能驾驶和物联网解

决方案。围绕“领略意法半导体万

物智能技术”主题,意法半导体展示

了其让驾驶更环保、更安全、更智

联、更安全的产品技术。此外,意法

半导体还展出了开发物联网产品所需

的全部关键元器件。展会上,围绕

“STM32智能物联网应用”的话题,

记者与意法半导体(中国)投资有

限公司大中华暨南亚区微控制器部门

MCU产品市场经理任远进行了交流。

引领智能物联网半导体解决方案

任远介绍说,意法半导体是世界

领先的提供半导体解决方案公司,秉

承科技引领智能生活(life.augment-

ed)的理念,为智能驾驶和物联网提

供关键解决方案,致力于为人类的现

今及未来生活做出杰出贡献。公司以

业内最广泛的产品组合著称,为不同

电子应用领域的客户提供创新的智能

驾驶和物联网半导体解决方案。今天,

意法半导体的产品无处不在,致力于

与客户共同努力实现智能驾驶、智能

工厂、智能城市和智能家居,以及下

一代移动和物联网产品。

他说,物联网正在打造智能个

人设备、智能家居、智能城市和智能

工厂。虽然物联网市场高度分散,但

意法半导体的目标市场横跨整个客户

群,从最大的客户,到超过十万家

同样重要的中小客户,通过经销商网

络和大众市场营销计划为客户提供服

务。

据介绍,意法半导体用一系列可

兼容性的开发生态环境,使开发原型

便捷而实惠,包括硬件和软件开发工

具,评估组件和为垂直应用和云兼容

性配备的带有预嵌入软件的模块,并

有 ST 伙伴计划提供机会去扩展可信

的设计和工程公司,帮助客户加快产

品上市时间。

物联网应用需要低功耗特性

任远认为,物联网将推动半导体

市场的下一轮增长,很多物联网应用

的运行都使用小型电池供电,也有的

在一部分时间使用收集的电量供电,

因此电量预算非常紧张。对于既要满

足应用需要提供越来越多的功能,又

要按应用要求维持低功耗的应用来

说,选择适合物联网应用的微控制器

是设计工程师面临的独一无二的挑

战。

那么如何应对这样的挑战呢?任

远介绍说,如今物联网市场已经变得

非常重要,MCU 作为核心控制器件之

一,也随之实现了飞速的成长。作为

一个大的平台,意法半导体的 STM32

中有专门为需要低功耗的物联网应

用开发的 L 系列。其中高集成度 ST-

M32L0 是超低功耗加高性价比;高集

成度 STM32L1 是超低功耗加广泛的选

型范围,高集成度 STM32L4 是超低功

23WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

耗加高性能。这些都是超低功耗平台

的首选。

以 STM32L4 系列超低功耗微控

制器为例,它具有卓越的功耗特性、

最灵活的功耗模式、最出色的功耗效

果,在高温 125℃的低功耗创出业界

之最。它具有智能架构包括丰富的模

拟功能,如 ADC 业界最低的工作电流、

内置两路比较器、自适应涌流限制、

内置高级马达控制定时器。创新的数

字功能包括超低功耗定时器和 UART、

USB 2.0 FS 认证、内置 LCD 驱动器、

宽工作电压、支持稳步调制器。

此外,因为安全是物联网信息互

通不可或缺的生命线,STM32L4 系列

还有强大的安全加密资源。其安全功

能包括:在所有模式中支持欠压复位

功能、时钟保密系统、SRAM 奇偶校

验检测、备份寄存器、供电电源监测、

闪存带有自动误差校验功能、两路看

门狗;加密功能包括:防篡改监测保

护、内存保护单元、读出和写入保护、

独立 ID、256 字节 AES 加密、JTAG

熔丝熔断保护、真实的随机数发生器、

软件 IP 保护。

应用案例解读

意法半导体通过提供能源管理的

核心技术产品,满足高速发展的智能

家居和智能城市系统的市场需求。

任远以几个应用案例解读了

STM32 具体的智能物联网应用。其一

是节能环保的智能计量抄表,具有更

高精度的流量采集方式,更长的电池

使用寿命,更多样化的无缝抄表和付

费方式,更快捷的实时响应升级。他

解释说,第一代智能表计使用机械基

表,电子计量控制,自动阀控,预付

费卡表;第二代智能表计使用智能流

量采集传感器,远程抄表,移动支付

智能表计;而第三代智能表计采用节

点组网,双向传输,是数据安全可靠

的物联网智能表计,可以帮助消费者

和公用事业记录水电燃气的使用情况

和费用。

另一个例子是可减少交通拥堵,

提高资源利用率,改进安全性的智

能交通系统,利用 STM32 可以实现

OBU(On board Unit)车载单元,与

路测单元通过通过 5.8GHz 通信,实

现识别真伪,获得车辆信息,计费等

功能。用 STM32 开发的智能路灯可以

监测环境,根据环境光线条件和市政

需求开关灯或调节亮度,监测交通流

量,提供潜在拥堵路况信息。

在平安城市的消防安全应用中,

同样可以利用 STM32 打造各类消防设

备,无论总线供电设备还是电池供电

设备,都能满足很低的功耗要求;同

时满足各类设备更好的互联互通,以

及物理介质和通讯协议一致化的需求。

最新进展

意法半导体此次展出了一些与智

能物联网有关的产品,STM32 开放式

开发环境应用,如 STM32 Nucleo 开

发板、扩展版、软件、功能包和集成

增强听觉、飞行时间和运动感测功能

的 BlueCoin 开发板,演示 STM32 如

何配合其无线通信和云方案简化智能

生活、智能家居、智慧城市等应用方

案的开发。基于意法半导体的 ST25D

NFC 动态标签的穿戴设备移动支付方

案和数据记录(例如温度传感)解决

方案,非常适合支付、门禁和家庭联

网等应用。

意法半导体还发布了高性能多协

议 Bluetooth® 和 802.15.4 系统芯片。

32 位超低功耗微控制器与高集成度的

Bluetooth 5(BLE)和 IEEE 802.15.4 射

频控制器整合,为功能丰富的智能互

联产品提供成高性能的无线通信平台。

任远表示,现在,终端用户需要

更好的更便宜的智能互联产品,为帮

助开发人员满足这些苛刻的需求,ST-

M32WB系列提供先进的集成度和毫不

妥协的双核性能。此外,兼容 STM32

开发生态系统还带来设计优势,大幅

缩短新产品上市时间,例如灯具、健

身追踪器、医疗监视器、Beacon 设备、

标签、安全设备等。

他告诉记者,我们个人日常生活

受益于我们每天携带的经常使用的“智

能产品”。意法半导体是一家全球领先

的半导体厂商,拥有下一代消费设备所

需的全部关键技术:低功耗和超低功

耗微控制器、安全解决方案、传感器

和制动器、连通性、调节和保护、电

机控制、功率和电源管理。工业智能

综合应用的各种产品,包括微控制器、

传感器、致动器、电机控制、信号调理、

工业通信解决方案、电源、保护器件、

无线模块、显示器和 LED 控制器,也

可以使工业系统变更加智能。

www.st.com

Page 14: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

24

技术访谈

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贸泽电子:令观众一见倾“芯”

半导体与电子元器件业顶尖工程

设计资源与全球授权分销商

贸泽电子(Mouser Electronics)亮

相2018上海慕尼黑电子展,得到了

ADI、Bel、英飞凌、美信、安森美、

Silicon Labs、TE与TI等全球顶尖制造

商的鼎力支持。在现场展示了贸泽电

子倾“芯”打造的智能城市在线演

示,让观众抢先体验智能家居、智能

工厂、智能交通、智能楼宇等未来智

能生活新风貌。除了贸泽电子联手全

球领先原厂推出2018智造创新峰会,

揭密人工智能的新亮点之外,现场也

将分享参加贸泽电子“2017智造创新

大赛”设计大赛的获奖作品,体验非

同凡响的智造成果。

展 会 期 间 贸 泽 电 子 APACA、

EMEA 与全球服务资深副总裁 Mark

Burr-Lonnon 先生、互联网业务资深

副总裁 Hayne Shumate 先生和贸泽电

子亚太区市场及商务拓展副总裁田吉

平女士与媒体进行了面对面的交流。

求新,与行业共谋发展

十余年来,作为一家专门致力于

以最快的方式向设计工程师和采购人

员提供业界顶尖制造商最新产品的屡

获殊荣的一流授权半导体和电子元器

件分销商,贸泽电子见证了中国电子

产业的不断成长,成为了这些领域的

厂家采购电子元器件的最重要的供应

平台。

Mark Burr-Lonnon 先生表示,在

刚过去不久的 2017 年里,贸泽电子在

亚洲和中国的业绩成长率为近 5 年来

成长最快速的一年。贸泽所打造的不

单是一个元器件采购网站,更是一个

技术信息平台。其拥有全球最广泛的

最新半导体及电子元件库存,为客户

的最新设计项目提供支持,“新”是

贸泽的最大特色。

谈到激烈的市场竞争和未来发

展,Mark Burr-Lonnon 先生表示,作

为享誉国内外的小批量授权元器件供

应商,中国市场是贸泽亚太市场战略

的最重要市场,贸泽电子也将进一步

优化交易流程,加强库存管理,密切

注意行业的新趋势与新动向,做到更

智能、更方便,以及信息更全面。贸

泽不仅成为企业、创客、工程师、采

购人员和学生在需要电子元件的时候

能够第一时间的选择,同时也希望与

原厂一起竭尽所能,为广大科技爱好

者和用户提供最优质的服务,与全球

电子产业伙伴一起成长。

求精,不断完善服务

在客户服务方面,无论客户规模、

订单大小,贸泽一贯坚持尽可能为客

户提供最好的服务,当天发货,并提

供卓越的客户服务和本地化的全球支

持。散装销售及无最小订量的公司政

策对于工作在产品样品研发设计阶段

的工程师十分具有吸引力。

Hayne Shumate 说,贸泽电子不

单是元器件采购网站,还将成为一个

包含丰富数据和资讯的技术信息平

台,让客户在采买的过程中,也能

学习到更多的新知识、新技术,包括

行业专家和新手领先业界的互动式目

录、数据手册、特定供应商的参考设

计、应用笔记、技术设计信息和广泛

的工程用工具。

贸泽网站 Mouser.cn 不仅有多

种高级搜索工具可帮助用户快速了

解产品库存情况,而且网站还在持续

更新以不断优化用户体验。在电商平

台 Mouser.com,用户可以查找超过

2000 万种产品,并能找到超过 400

万种可订购的物料编号以方便地进行

在线采购。mouser.cn 能够提供多语

言和多货币交易支持,通过遍布全球

的 22 个客户支持中心为客户提供一

流的服务,并通过位于美国德州达拉

斯南部,拥有最先进技术的 7 万平方

米仓库向全球 170 个国家,超过 60

万家客户出货。

他强调,在贸泽,新产品一入库

就马上上线,用率先备货来抢占市场

先机;过时的产品也会从产品目录中

删除。

求变,强化用户体验

贸泽不仅在为设计工程师提供海

25WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

量的半导体和元器件选择以及专业的

技术支持,还在跟随时代潮流持续从

线上到线下推出新的服务手段。此前,

Mouser.cn 网站以及贸泽微信公众号

都在提供大量前沿技术发展、应用设

计趋势信息,让广大的设计爱好者每

天都能以最方便的方式阅读设计相关

的干货,以激发设计灵感。就在慕尼

黑上海电子展期间,贸泽电子又发布

了微信支付功能。

田吉平女士表示,上线微信支付

方式旨在配合中国工程师与采购人员

生活节奏快,对高效率和快节奏的实

际需求。微信支付以其便捷、高效的

产品特质顺应了这一需求,与贸泽的

品牌愿景不谋而合。简洁、高效是贸

泽官网一直致力于带给客户的采购体

验,而不断优化的本地化服务是贸泽

官网永葆活力的源泉。此次贸泽官网

上线微信支付系统的举措,将更加提

高中国工程师和用户朋友的购买便捷

度,强化了深入服务中国市场的举措。

她说:“我们希望通过本月上线

的微信支付系统,让广大工程师和用

户朋友在贸泽的平台上拥有更高效、

更便捷的购买体验,让他们感觉到贸

泽是真正关注最新研发动向,能加速

产品设计的分销商,并一步步实践贸

泽为工程师带来启发新设计的最新产

品和技术信息的承诺。”

她表示,随着电子行业的不断

发展,未来设计工程师们将需要分销

商提供大量的元器件和相关的开发工

具,以满足项目设计的全部需求。贸

泽广泛的产品线、超群的客户服务额

和精益的仓库运营,将使其能够成为

工程师们的一站式采购之首选。

www.mouser.cn

Molex :聚焦互联车辆、物联网 / 移动和消费

互连解决方案领域的专家Molex参

加慕尼黑上海电子展,展示了

范围广泛的多功能电子解决方案,成

为本年度上海展会上关注的焦点。展

品包括针对互联车辆时代的车载10G

以太网解决方案、USB智能模块;针

对高密度数据中心应用的背板连接器

系统;物联网/移动各种线对板连接系

统;用于消费品领域的端接连接器、

定制组合式叶片和插针定位器等。

Molex亚地区市场营销经理Jamie Yung

在现场接受了记者采访。

确保即时解决客户设计挑战

Jamie Yung 表示,Molex 一直以

来都是全球电子行业的领导者,已发

展成为一家多面手型的提供商,供应

一系列多种电子解决方案,确保即时

解决客户设计上的各种挑战。

此次展会,Molex 向业界展示了

这种多样性,将为包括医疗、数据通

信、交通运输、工业自动化、移动和

无线以及消费品在内的多个行业推出

解决方案,同时为中国的设计工程领

域提供全面支持。Molex 拥有中国及

该地区其他国家工程人员所迫切需要

以实现成功的解决方案,通过这类解

决方案,可以轻松解决他们在设计上

遇到的各种挑战。

他介绍说,实现良好的连接需要

多种多样的解决方案,种类丰富的数

据通信解决方案是 Molex 展台上的主

要亮点。其中将包含 Impulse 背板连

接器系统,针对高密度数据中心应用

而设计,支持 56 和 112 Gbps PAM-4 的

数据速率,具有出色的信号完整性。

同时还有 Mirror Mezz 和 SpeedMezz

连接器,其中 Mirror Mezz 提供可堆栈

的配对功能,在每个差分对上支持高

达 56 Gbps NRZ 和 112 Gbps PAM-4 的

数据速度。SpeedMezz 产品族具有极

高的密度与低外形的设计,在每个差

分对上支持高达 56 Gbps 的数据速率。

迎接互联车辆时代

Jamie Yung 告诉记者,除了车载

的 10G 以太网解决方案外,Molex 还

展示了 USB 智能模块。其设计可配

合到有限的空间内,成为多种汽车应

用的理想解决方案。此类模块提供单

端口和双端口型号,具有 2.4 安的输

出电流,电池工作电压为 9 至 16 伏,

Page 15: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

26

技术访谈

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EPC :展示高功效 GaN 器件

在慕尼黑上海电子展上,E P C

(宜普电源转换公司)是基

于增强型氮化镓的功率管理器件领

先供应商。EPC已推出全球首款替

代功率MOSFET器件的硅基增强型

氮化镓(eGaN)场效应晶体管。

GaN器件在速度、损耗、效率等性

能上比硅材料的功率器件优越很

多。

这次,该公司通过官方授权一

级分销商世强展示了超小尺寸、更

高功率的增强型 GaN 功率晶体管;

0.9*0.9mm 超小体积零反向传输损

耗功率管 EPC2036 和大功率、导通电

阻仅 2.5 毫欧的 GaN 功率 MOS 管。

现场的应用实例是无线充电台灯和手

机的台面无线充系统。

工作温度范围在 -40 到 85℃。同时还

将展示电动车用的 BMS(电池管理系

统)连接器。

物联网 / 移动需要更小的连接器

Jamie Yung 认为,物联网意味着

移动性,而这又意味着紧凑的微型化

设备。Molex 展示的 Pico-EZmate 超

薄 1.2 毫米螺距线对板连接系统,其

设计可在紧凑的外形内提供可靠的连

接,同时提高可靠性与装配速度。垂

直插拔的设计可在快速、可靠的进行

装配的同时,消除方向不当或连接配

对不当的风险。防误插键可防止插头

错误插入,进一步的提升了安全水平。

而对于需要高性能、紧凑的尺寸

以及牢固的保持效果的制造商来说,

Micro-Lock Plus 线对板连接器系统将

是一款理想的解决方案。Molex 已开

发出综合性的端子解决方案,具有 1.5

安的额定电流、极小的体积以及闭锁

设计,适合在空间受限环境下作业的

OEM 使用。

展示的其他解决方案还包括 AR/

VR 应用的天线、Type C USB 和防水

式 Micro USB,以及 ADAS(先进驾驶

辅助系统)用的传感器连接器。

消费品领域讲究可靠性与成本

谈到消费品领域,Jamie Yung 介

绍了 Molex 重点产品 MUO 2.5 端接

连接器,其设计可取代闭端(CE)端

子。该产品不仅可为 OEM 缩短线缆

的装配时间,还可以改善可靠性与加

工时间。

另一款是 Molex 的定制组合式叶

片和插针定位器。该产品无需插针插

入与装订设备,提高了插针接口的灵

活性与稳健性。通过在每个接头中加

入更多的插针和叶片,可以减少每片

印刷电路板上的组件数量,进而提高

效率并降低成本。

Molex 还在慕尼黑上海电子展上

进行了三次现场演示:一个是分之一

小形状系数可插拔双密度(QSFP-DD)

系统,供高密度高速网络使用,采用

了八通道的电气接口,可在高达 25

Gbps 的 NRZ 调制或 56 Gbps 的 PAM-4

下运行。第二个是两性接口镜像夹层

连接器系统,适合电信、网络和其他

高速高密度应用,致力于在每个差分

对上达到 56 GbpsPAM-4 的速度。第

三个是 10 Gbps 以太网汽车网络,其

设计可在智能互联车辆中提高数据带

宽 – 这种 10G 的解决方案是 Molex 和

Excelfore 之间通力协作的成果。

www.molex.com

据介绍,EPC GaN 器件的主要

产品及亮点在于:单路 eGaN FET

采用 BGA 封装,业界尺寸最小;半

桥 eGaN FET 内含 36 个 PN 结,超

低导通电阻,低功耗高效率;同步

启动双路 eGaN FET 具有高可靠性,

800 万器件小时应力测试无失效。

这些产品的主要应用包括激光雷达

(LiDAR)、无线充电、DC/DC 转换

器、电源设备、包络跟踪、射频传

送、电机控制、工业控制、马达驱动、

功率逆变器、军工、D 类音频放大

器、汽车电子、电动汽车、充电桩、

医疗应用技术等。

epc-co.com/epc/cn

27WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

C&K :帮助客户打造伟大的产品

在2018上海慕尼黑电子展期间,记者采访了C&K亚洲

区销售总监董庆埙,请他介绍了公司的概况、品牌

竞争优势、产品应用情况以及强大的定制设计能力,同时

介绍了这次参展的一些产品。

C&K 是全球最值得信赖的高品质机电开关品牌,

公司的优势主要体现在哪些方面?

我们最大的竞争优势在于,我们不仅为客户和合作伙

伴提供超过 55000 种标准产品和 850 万种开关组合的选择,

我们还拥有无与伦比的定制设计能力。如果客户或合作伙

伴在我们大量的库存中找不到他们需要的开关,我们会为

他们定做。公司的卓越的定制设计能力 , 得到了全球需要

可靠的开关性能的设计工程师的认可。

C&K 的开关在工业、汽车、高端消费和医疗行业

中的应用情况如何?

我们的开关是以下一些行业中最具创新性设计的关键

元素,包括 :

工业 :工业中的产品和应用有几个必要要求:它们必

须在其他行业的典型产品的更高等级上运行,持续更长的

时间,最重要的是要有弹性。每一个工业环境都是严酷的

环境,产品和组成它们的部件必须能够应对。C&K 在安全

与保安、楼宇自动化、工厂自动化、能源和公用事业以及

测试领域都有一系列符合设计需求的开关组合。

汽车:诸如严格的产品公差、触觉需求、声学适应、

环境和工艺密封以及机械或电气接口集成等特性是汽车开

关的核心价值,而 C&K 以成功交付这些给客户超过 30 年

而闻名。C&K 的汽车开关组合包括四个关键部分:内部控

制,包括中央控制台和转向、座椅或顶置控制;进入管理,

包括钥匙、门锁和拉手;动力系统和线功能,包括电子驻

车制动和齿轮或停车器;室内检测,包括遮阳板、手套箱

和座椅安全带开关。

消费:除了越来越复杂,随着越来越多的功能被纳入,

器件日益缩小。功能要求和耐磨损的期望意味着设备的所

有组件必须持续正常工作。无论是设计可穿戴技术、个人

护理设备还是更传统的家用电器,C&K 都有丰富的开关组

合和无与伦比的定制设计能力,以确保消费产品设计师能

为其独特的创新找到正确的开关。

医疗 :用于医疗产品的开关的关键特性包括:高可靠

性、微型尺寸、长循环寿命、抗体液腐蚀性和定制选项。

C&K 为医疗行业开发的开关组合产品在设计时考虑到了这

些要求,如各种微型轻触开关及防水开关,重点集中在医

疗设备市场的主要应用领域 :诊断产品(如监护仪、影像

设备)、外科和重症监护设备、家庭健康护理产品(如血

糖仪和血压显示器)和助听器。

C&K是如何保证机电开关的可靠、高性价比及高品质的?

确保我们的开关可靠、具有成本效益和最高的质量是

C&K 所做的最重要的事情。凭借我们多年的专业知识,我

们有完善的内部流程,确保卓越的设计和质量控制。

据了解,C&K 具有卓越的定制设计能力,得到了

全球需要可靠开关性能设计工程师的认可。你们

是怎样做到的?

优秀的定制设计能力对 C&K 来说非常重要,因为它对

我们的客户和合作伙伴来说非常重要。我们希望我们的客户

和合作伙伴取得成功,而有时这意味着定制设计一个开关来

适应一个特定的产品计划。客户明白我们愿意把他们的需求

放在首位,而不是强迫他们改变他们的设计,以采纳一个特

定的开关。设计应该是第一位的,应该创建开关来匹配它。

创新对于 C&K 来说意味着什么?对你们的客户来

说意味着什么?

创新对我们大家都至关重要!它使每个行业——乃至

整个世界——向前迈进。我们支持我们的客户和合作伙伴

推动创新,并期待着以我们的定制设计能力加以支持,确

保他们可以自由创新,然后与 C&K 合作,为他们的设计

找到完美的开关,把好产品变成伟大的产品。

www.ckswitches.cn

Page 16: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

28

技术访谈

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瑞萨电子:加速自动驾驶、工业及智能家居智能化创新

在2018上海慕尼黑电子展同期举行

的媒体发布会上,瑞萨电子株式

会社高级副总裁兼中国事业统括本部

部长、瑞萨电子中国董事长真冈朋光

介绍瑞萨电子中国事业部未来发展之

路。瑞萨电子中国汽车电子销售中心

汽车电子应用技术部部长林志恩详细

阐述了瑞萨电子在汽车领域的市场战

略。瑞萨电子中国产业解决方案中心

工业和家电部经理戴其宏介绍了瑞萨

电子RZ/N1工业自动化解决方案。

更加专注中国市场

真冈朋光首先表示,瑞萨电子是

一家全球性半导体公司,2017 年,瑞

萨电子收购 Intersil,成为全球领先的

嵌入式解决方案供应商,同时也是全

球领先的微控制器、SoC 产品以及模

拟功率器件供应商,专注于多个应用

领域,为汽车、工业、家居、办公自

动化以及信息通信技术(ICT)

提供专业的技术支持、品质保证

和综合的解决方案。

在汽车电子领域,瑞萨电子通过

市场领先的微控制器 / SoC 产品实现

汽车业务的增长,2016 年全球出货量

达到 10 亿片,拥有最高品质保证——

超低不良率(0.1ppm)和先进工艺——

针对 SoC 的 16/14 纳米 FinFET 技术以

及针对MCU的40至28纳米尖端工艺。

在产业 / 通用电子领域,瑞萨电子利

用物联网助力智能社会的建设,包括

实时——嵌入式人工智能(e-AI)、节

能的突破——超低功耗工艺(SOTB :

薄氧化埋层上覆硅),以及创新与差异

化——全面的综合开发平台。

真冈朋光强调,中国市场是一个

充满增长机遇的市场,瑞萨电子清楚

认识到,公司业务活动的展开必须符

合中国市场的区域特征。因此,瑞萨

电子于 2017 年 3 月 1 日成立了新的

“中国事业部”,开始强化适应中国市

场特色的各项工作。他目前常驻上海,

加大力度统一本地销售、市场营销、

设计开发及生产各职能,力求瑞萨电

子在华业务的进一步增长。

他认为,中国是全球最大新能源

汽车市场,瑞萨电子新能源汽车解决

方案中心将作为中国市场的新阵地直

接隶属中国事业部,积极推进本土创

新,力求把握丰富市场机遇,在计划

制定及解决方案的开发中体现市场发

展远景。此前,瑞萨电子已作为开发

平台供应商出现在百度“Apollo(阿

波罗)计划”发布会,并参与了中国

家用电器研究院智能家居 2017 高峰论

坛,与阿里巴巴展开了 AliOS 生态系

统方面的合作。

他强调,中国日益成为全球技术

创新的中心之一,特别是在人工智能、

汽车、家电等产业,中国无疑已经在

引领全球的创新发展。作为全球领先

的半导体解决方案供应商,瑞萨电子

很高兴能与优秀的中国企业进行深度

合作,共同开发出服务中国乃至全球

的智能解决方案。

汽车领域的变化与市场战略

29WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

林志恩详细阐述了瑞萨电子在汽

车领域的变化与市场战略。他认为,

汽车工业在三大关键细分市场正在发

生变化。中国电动车市场在加速发

展,需要零排放,新兴公司在不断扩

张;联网汽车需要云服务、维护和升

级 OTA,以防止网络攻击;自动驾驶

加速走向 4 级,利用人工智能计算实

现无人驾驶出租车。未来汽车的两大

趋势是有人驾驶汽车要求减少车祸风

险,提供驾驶乐趣、方便驾驶者、提

高经济效率;移动服务汽车要求充分

安全、有服务乐趣、移动便利、采用

云服务模式。

瑞萨电子自动驾驶新理念是提供

从云服务到感知和车辆控制的端到端

解决方案,为未来自动驾驶社会做贡

献。其遵循的三大理念是开放、创新

和可靠。为此,瑞萨电子在构建支持

这一战略的开放型研发环境,与合作

伙伴一起打造自动驾驶。

他还介绍了一些合作案例。瑞萨

电子和 TTTech 合作开发出的高度自

动化驾驶平台(HADP)是一款原型

电子控制单元(ECU),基于双 R-Car

H3 SoC 和 RH850/P1H-C MCU 开发,

符合 ASIL-D 功能安全标准。HADP 集

成了软件和工具,可使系统开发人员

轻松验证和集成软件,从而缩短产品

上市时间。HADP 为复杂的高度自动

化驾驶系统提供超高效集成,可加快

Tier 1 和 OEM 的量产步伐,并可支持

最高达 SAE4 级(高度自动化)自动

驾驶。

智能驾驶舱解决方案基于瑞萨电

子可量产车用运算 SoC R-Car H3 ,以

及 Green Hills 软件公司的 INTEGRI-

TY® RTOS 和 INTEGRITY Multivisor™

虚拟化技术,集成了全液晶虚拟仪表、

娱乐与空调设置、前视与多媒体播放

以及 ADAS 等功能,可同时驱动三个

屏幕。该解决方案以单芯片 R-Car H3

整合了符合 ISO 26262 标准的关键安

全应用、安卓信息娱乐系统和符合功

能安全的驾驶舱功能。

瑞萨电子工业自动化解决方案

戴其宏在介绍瑞萨电子 RZ/N1 工

业自动化解决方案时表示,在智能工

厂 , 工业 4.0 领域,关键需求是不断

提高机器效率,实时数据分析和过程

优化,实现生产流程智能化,提高敏

捷性,提供集成的服务解决方案以实

现工业分析应用,还要具备端到端安

全性的连接。

瑞萨电子最新的基于微处理器

(MPU)RZ/N1 系列产品的解决方案套

件,除了面向可编程逻辑控制器 (PLC)

等高端主站设备的 RZ/N1D 系列和面

向人机界面 (HMI) 等中端设备的 RZ/

N1S 系列,这次新推出的 RZ/N1L 则

是针对远程 IO 及通信模块等从站设

备以及网络驱动器而优化的。RZ/N1D

和 RZ/N1S 解决方案套件此前已经提

供。随着 RZ/N1L 解决方案套件的推

出,RZ/N 系列所有评估套件均已上

市,可支持广泛的工业设备网络功能

的评估。

基于以太网的工业网络开发需要

系统制造商选择外部元件、与不同的

软件提供商联系以选择合适的协议栈

并建立开发环境。所有这些步骤都使

系统制造商难以快速启动基于以太网

的工业网络开发,拖延了产品上市时

间。RZ/N1L 解决方案套件中包括一个

高集成度 RZ/N1L 开发电路板和一个

全面的软件包,无需任何前期投入和

复杂操作,工程师就能够迅速启动对

EtherCAT®、PROFINET®、EtherNet/

IP™ 等业界领先的工业以太网协议的

评估。RZ/N1L 解决方案套件还包括

一种通用的软件应用程序编程接口

(API),既简化了应用开发,又降低了

设计风险。这些特点使系统制造商能

够将其应用评估时间缩短多达 3 个月。

展现更多精彩

瑞萨电子还展示了基于 RZ / G1M

微处理器(MPU)的智能家居系统解

决方案,它集成了摄像头和麦克风,

为智能家庭系统提供高端性能。该解

决方案通过分析用户的姿势和情绪来

控制家电,与使用互联网进行通信的

通用 AI 系统相比,基于在终端设备

AI 系统的该解决方案可将系统响应速

度提升 100 倍。该解决方案可同时区

分五种水果,帮助用户更有效地管理

冰箱;此外,还可为日常生活提供多

维度保护,如火灾监测、防止开水溢

出、通过声音检测通知来客到访等。

此外还有 3D 图形仪表网关 / 车

载网络解决方案、使用 3D 手势操控

家电设备等智能家居方案、RX65N 人

机交互解决方案等智能城市演示方案。

renesas.com

Page 17: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

30 WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

封面故事

碳化硅革命 – 可靠、高效和经济的肖特基二极管

过去几年里,碳化硅(SiC)器件

的普及度大幅提升。这得益于

对节能、缩小器件尺寸和提高成品长

期可靠性的日益重视。传统硅基器件

正接近物理和材料上的极限。新SiC器

件可让我们突破这些限制,实现更高

的电压及更低的导通和开关损耗,并

获取设计和生产未来的革命性智慧节

能器件所需的高效率和高可靠性。

英飞凌 SiC 解决方案(如 Cool-

SiC™ 系列产品)是此次快速扩张的

智慧节能 SiC 革命不可或缺的一部分。

肖特基二极管是英飞凌 CoolSiC™ 器

件家族的成员之一,适用于服务器和

PC 电源、电信设备电源及光伏逆变

器等。CoolSiC™ 肖特基二极管家族

中的最新发展成果:第六代(G6)二

极管是过去 17 年来不断发展的最终

结果。2001 年,英飞凌发布第一代

CoolSiC™ 肖特基势垒二极管。紧接着

在 2004 年推出具有合并 PN 结和高

浪涌电流能力的第二代二极管。2009

年,采用扩散焊接法的第三代二极管

问世,它的结到外壳热阻(RthJC)更

低。2012 年,英飞凌推出薄晶圆技术;

2017 年,第六代二极管问世,它采用

了新布局、新单元结构和新的专利肖

特基金属系统。新增功能使所有负载

条件下的可靠性、质量和效率都大大

提高,功率密度也提高。

作者:Giovanbattista Mattiuss(英飞凌产品营销经理)和 Damijan Zupancic(英飞凌应用工程师)

碳化硅(SiC)器件的普及度大幅提升

范围内实现效率提升,并在功率因数

校正方面带来一些有趣的结果。

英飞凌已在 PFC 测试板上进行

一些真实环境测试,它们都非常有效

地证明了这一点。试验中所用的测试

板为 800 W 65 kHz 和 130 kHz Plati-

num 额定服务器功率因数校正评估板

(EVAL_800W_130PFC_C7)。CoolSiC™

肖特基二极管650 V G5(IDH06G65C5)

和 CoolSiC™ 肖特基二极管 650 V G6

提高 PFC 效率

应用工程师、电源设计师和投身

于高效、高密度电源的学者,需要关注

电源设计的许多不同因素。AC-DC 转

换器的升压级或 PFC 级正是 CoolSiC™

肖特基二极管 650 V G6 展示其支持高

效率、紧凑型电源设计的实力的舞台。

CoolSiC™ 肖特基二极管 650V G6

的有趣特征之一是其出类拔萃的低正

向电压。这可让设计师在较宽的负载

图 1 :800 W 65 kHz 和 130 kHz Platinum 额定服务器功率因数校正评估板。

表 1 :65 kHz 下 800 W PFC 板的实测效率。

表 2 :130 kHz 下 800 W PFC 板的实测效率。

31WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

(IDH06G65C6)之间的实测效率比较

结果见表 1 和表 2。

这些结果实际上意味着什么呢?

该测试板显示,G6 二极管相比 G5 二

极管效率平均提高 0.05%。这相当于

功率损耗可改进 1%。

迈向新的台阶

除了使用新一代 SiC 基二极管,

我们能做的事还有很多。只需调整升

压二极管的额定电流,电源的实测效

率就能发生一些额外的有趣变化。此

外,在相同的 800 W 65 kHz 和 130 kHz

Platinum 额定服务器功率因数校正评

估板上,利用 6 A 二极管和 10 A Cool-

SiC™ 肖特基二极管 650 V G6 二极管进

行真实环境测试。合并结果如图2所示。

从结果中可以看到一些有趣的东

西。譬如,增加额定电流可提高效率,

这意味着导通损耗降低。用 10 A 升压

二极管代替 6 A 升压二极管时,最大

输出功率下的效率最多提高 0.2%。然

而需要注意的是,6 A 二极管在轻载

条件下因容性电荷(Qc)较低表现更

好,开关损耗较低。

轻载和满载效率之间的平衡以及

升压二极管的额定电流意味着,电源

设计很容易根据性价比需求进行优化。

热性能

因为高效率和低功率损耗,Cool-

SiC™ 肖特基二极管 650 V G6 的工作

温度更低。导通损耗是满载条件下热

量产生的最主要原因。改进设计在新

CoolSiC™ 肖特基二极管 650 V G6 二

极管中引入了低正向电压(Vf),这使

其在 100 μs 后的温度(实测和模拟)

比上一代二极管(CoolSiC™ 肖特基二

极管 650 V G5)降低 1 ℃左右。

为 PFC 电路提供浪涌保护

如果是在恶劣环境中使用电源,

并且您的 PFC 设计中涉及 SiC 肖特基

专利焊接工艺制作而成,兼具紧凑设

计、薄晶圆技术和新肖特基金属系统

等特征。CoolSiC™ 肖特基二极管 650 V

G6 的低正向电压意味着它的导通损耗

降低,而这又意味着它的效率提高但

结温降低。其结果是诞生一个拥有一

流品质因数(Qc x VF)和在所有负载

条件下效率更高的 SiC 产品家族。

G6 融合了 SiC 先进的技术特征

和优势以及英飞凌历经考验的品质和

可靠性,因此您完全可以相信,您的

电源设计将最大限度提高系统性能,

并充分发挥 SiC 器件的所有令人难以

置信的潜力。

www.infineon.com/sic

图 3 :简化的、带旁路二极管的典型 PFC 电路图。

旁路二极管(双极)

AC输入 升压二极管(CoolSiCTM)

图 2 :800 W PFC 板的实测效率 – 不同额定电流。

二极管,考虑如何应对不可避免的电

涌事件就很重要。新 SiC 肖特基二极

管的导通损耗降低,但这一改进是以

降低有些领域的浪涌电流参数为代价

的。然而,限制通过 SiC 二极管的正

向电流非常容易,只需添加一个旁路

二极管,它只在整流电压高于输出电

压时才导通。图 3 所示为这一过程的

简化原理图。

结论

CoolSiC™ 肖特基二极管 650 V G6

是英飞凌的领先解决方案。它充分利

用了与硅基器件相比较 SiC 所具有的充

分优势。它采用英飞凌所开创的创新

Page 18: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

32 WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

轨道交通

交通轨道电源—通往 2020 的列车上

在柏林的 Innotrans 2016会议上,

国际交通轨道展览会发表的一

项研究表明,欧洲交通轨道行业总结

业务状况,预计到 2020年,市场规模

将达到1850亿欧元。当然,与重型机

车车辆或基础设施相比,电源的份额

是微不足道的。但是没有电源,其他

都是不可能的,所以电源设计师积极

参与交通轨道现代化建设。在我们接

近下一届的 Innotrans 时,电源制造

商所面临的许多挑战都是很有趣的,

比如提高铁路的安全性能,为乘客提

供更好的服务水平,这些都要花点时

间去考虑。

从保守到渐进

几十年来,交通轨道一直是电源

行业重要发展领域,它要求提供非常

特殊的电源解决方案以满足这个复杂

市场的需求。该部门由三个主要类别

组成:新设备、现代化设备以及服务

10 年或更长时间的待升级和维修的老

设备。每一种都体现了开发人员的特

殊设计,并且每个案例都需要特殊的

技能。

虽然铁路部门非常保守,优先

考虑可靠性和稳定性,但新一代参加

“数字技术培训” 的工程师参与开发新

的铁路系统过程中,越来越多地整合

了数字控制和鼓励实施高能效的拓扑

结构,如氮化镓晶体管。在交通轨道

行业,这种方法是相当新的,需要在

产品开发过程中进行更广泛的资格认

证工作,在未来的二十年里,给负责

保证持久解决方案的工程师带来了限

制。与铁路客户的设计办公室主要人

作者:Patrick Le Fèvre,首席市场营销和通讯部专员

如 EN50155,其中包括用于机车车辆

的电子设备(一种包含许多其他标准,

如 EN 50121-3-2 的电磁兼容性)。铁路

领域高度标准化,每一步都从应用案

例和相关标准的分析入手。

除了传统标准的操作质量,操作

参数和安全性,经过 20 年的评估和

2013 年的出版物,今年的 EN45545 标

准(抵抗和火灾行为),所有机车车

图 2 :称为低电池电压起始(LBVS)装置连接到高电压接触网,以提供低电池电压,需要非常高的绝缘和高水平的安全限制(图 2)。

员直接合作,这对设计师来说非常有

趣的,也是一个伟大的机会。

从负载点到多千瓦 - 符合法规

铁路应用范围非常广泛,大量的

应用在要求简单的接近电压调节器负

载点(POL)的转换器上,或为牵引

引擎和其他牵引车辆提供几百千瓦逆

变电的电机上(图 1)。从整体铁路市

场来看,如果我们排除服务部分,机

车车辆代表大多数的应用,其次是

基础设施,最后是轨道和信号。每

个部分都有自己的特殊与其环境的要

求。例如,用于车辆(如机车)启动

控制的转换器 ,称为低电池电压起

始(LBVS)装置连接到高电压接触

网,以提供低电池电压,需要非常高

的绝缘和高的安全水平(图 2)。此

外,所有车载设备必须遵守通用标准,

图 1 :铁路应用范围非常广泛,大量的应用在要求简单的接近电压调节器负载点(POL)的转换器,或为牵引引擎和其他牵引车辆提供几百千瓦逆变电的电机(图 1)。

33WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

辆都要强制执行。本标准旨在消除在

技术事故中发生火灾的风险以及产品

燃烧造成的所有有毒烟雾。对于电源

制造商,这意味着选择符合此标准的

组件,并进行额外的测试,以确保充

分遵守 EN45545 的各个章节。

除了大量的标准外,铁路部门的

特殊性之一是,许多应用程序在轴承

座和连接器方面有非常特殊的要求,

通常会导致此产品成为某客户定制产

品。虽然目前趋势是标准化模块,如

DC/DC 转换器(图 3),对于更复杂

的产品,如机车起动机转换器或分散

电池充电器,客定产品仍然需要规范。

这就需要有开发这些产品的能力和高

度灵活的生产线。事实上,尽管市场

在增长(每年增加 6%),但与以百万

为单位计算的通信行业相比,交通轨

道部门使用的电源供应量仍然很低,

这就要求像 Powerbox 一样的制造商

调整其生产结构满足特殊的需求。

更长使用寿命

在铁路部门的大多数客户要求关

键设备的使用寿命达到 30 年或更多。

这意味着在开发过程中必须考虑到寿

命问题,在设计过程中必须考虑更换

某些元件,如电解电容在寿命期间受

老化影响的可能性。我们知道铁路电

源在产品使用期间可能受到严重的环

境影响,如温度变化或震动,所以设

备制造商要将 “部件检点和重新校验”

定义在规格书里。很常见的是,15 年

前交付的产品送回到车间进行检查和

升级。这种做法在铁路部门是特殊的,

越大,设计周期必须缩短,这就意味

着采用一种不同的方法。比如机车车

辆,这是相当复杂的,它涉及到许多

特殊的方面 , 如认证。在交通管制和

信号系统方面,限制不那么严格,可

以使用诸如那些已经存在的 DIN 轨

道安装的电源。一个能源子系统比如

Powerbox 的电池备份单元(BBU)可

以在不到三月内完成定制,满足客户

的特殊需求,包括增加无线电传输遥

测系统(图 4)。OEM 开始在机车车

辆实现模块化,但需要时间。

现代化铁路网络对电源的影响有

许多方面,因为线路无法停止运行,

也不能替换所有现有的基础设施。对

于机车车辆,这通常包括补充技术,

如让乘客舒适的无线网络或可以提高

安全性的车载遥测。在这种情况下,

电源是相当标准的,通常是系统安装

的一部分,对机车车辆来说没有任何

重大变化。

在一个完整的列车(通常称为 “翻

新”)现代化过程中,需要翻修的设

备已经使用了很长时间,设备制造商

要求电源制造商开发合适的、结构和

功能一样的(3F)替代品。升级后的

电源,它是合适的、结构和功能都保

持不变的,从而减少了实施过程中的

延误,保证了主机设备的更久的耐用

性。3F 电源的开发与特殊开发非常接

近,但工程师结合了相关专业知识,

利用铁路领域的专业制造商提供的平

台,以及原机箱或机架的重复使用,

使缩短开发时间成为可能。

铁路电源的总体趋势是采用标准

化或半标准化电源来缩短开发时间。这

是设备制造商的意愿,而且越来越多地

被用在轨道或嵌入式应用,比如使用卡

转换器或卡式的。然而,我们仍将始终

保持非常特殊的电源,能按需提供解决

方案,也能拥有特殊的技术。

www.prbx.com

图 3 :标准 DC/DC 模块,缩短了上市时间,简化了库存管理和维护。

图 4 :Powerbox 的电池备份单元(BBU)可以在不到三月内完成定制 , 满足客户的特殊需求,包括增加无线电传输遥测系统。

并对设计方式也产生了很大的影响。

实际上,产品 30 年使用寿命,

这就要求开发人员选择不易过时的组

件,而且还要设计产品时考虑在其使

用寿命期间进行可能的升级。这增加

了复杂程度,但也限制了新技术的引

入。如上所述,负责未来铁路系统发

展的工程师们希望整合新技术,但由

于受其自身相关知识的限制,又对未

来产生风险有顾虑。这是一个在铁路

界内部辩论的热门话题,一方面要使

电力供应系统现代化,能源效率更高,

通讯更佳,另一方面保障无风险可持

续发展。

上市时间的挑战

基本上,铁路电源开发技术与其

他应用所使用的技术是非常相似的,

而且凭借多年的经验,前者的开发者

已经积累了很多专业知识,使他们能

够减少开发时间。然而,新的标准和

新技术的引入增加了开发时间。考

虑到电源在交通轨道应用上的广泛使

用,如果我们不排除所谓的 “标准”

产品(例如模块),一些模块的开发

周期大约在 14 个月左右,若客户的项

目再复杂一点,开发周期就很容易达

到 24 个月或者更久。这意味着要与

OEM 密切合作,让他们意识到延迟以

及来自亚洲的日益激烈的竞争压力,

推动开发可在多个项目上重用的功能

模块。

由于现代化铁路系统的需求越来

Page 19: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

34 WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

能源规范

外部电源的能源标识协议将继续变得更加严格,并进一步发展

最近延迟引入强制性能效标准不应被解释为松懈的监

管变革步伐。

高技术产品的能源性能标准可以更有效地帮助保护地

球,更广泛地在世界各地采用,并通过逐步修订制定更高

的目标。各国政府在寻求切实可行的办法来履行应对气候

变化的承诺,正在不断收紧和扩大适用于建筑物和照明、

汽车、IT 设备、家用电器等的规则,以节省能源成本和减

少温室气体排放。

家庭和办公室电气设备的外部电源(EPS)国际法规

的演变提供了一个完美的例证。90 年代初,美国环境保

护署(EPA)发表了第一个自愿守则,以回应强调这些设

备所浪费的能源的学术研究。从那时起,美国能源部(DOE)

和世界各地的其他权威机构发布了旨在提高活跃模式的平

均能源效率和最小化待机功耗的规范,有时称为“吸血鬼

功率”。加利福尼亚能源委员会于 2004 成为第一个强制执

行能源标准的官方机构。

更上一层楼

各国最低效率和最大备用电源的目标略有不同。然而,

大多数发达国家现在都制定了能源标识标准,而且随着每

一份修订的发布,都需要提高性能要求。这可以通过几种

方式进行,最明显的是通过增加最小可接受平均效率——

通常是从 25%、50%、75% 和满负荷效率测量的平均值计算,

或者通过减少最大允许待机功率。其他收紧规定的方法包

括规定在负荷范围内指定点的附加效率测量。这可以确保

更准确地表示真实世界的性能,并阻止 EPS 制造商纯粹是

通过实验室测试优化其产品。立法者还可以扩大法规范围,

以涵盖更广泛的用途的电力供应。

欧洲委员会 EPS 生产商守则的制定提供了一个恰当

作者:Jeff Schnabel,CUI 全球营销副总裁

的例子。欧盟委员会联合研究中心(JRC)负责准备 CoC,

计算其措施每年可以节省高达 5 亿千瓦时的备用电源和类

似的有功功率量。通过研究适用于外部电源的能源标签协

议的历史(图 1),我们可以看到欧洲法规往往超越美国能

源部的规定。当美国能源部公布了其六级框架时,欧盟推

高技术产品的能源性能标准会变得更有效

图 1 :世界各地的权威机构都采用了 EPS 能源标签协议,并在随后的修订中引入了更严格的目标。

35WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

出了 CoC Tier 1 作为一个自愿守则,指定了类似但稍高

目标。同样,当 2016 年 2 月 DOE Level VI 规范成为强制

性时,欧盟再次上调赌注,进一步提高了 CoC Tier 2 门槛,

引入了满负荷 10% 是额外最低效率目标。也许,真正的

好处是,今天使用的设备比以前的设备消耗的能量要少

得多,尽管工程师们通常也能塞进更多的功能来改善用

户体验。

欧盟已经在规划比 CoC Tier 2 更严的新限制。根据

Danish consultants Viegand Maagø 的 278/2009 号外部

电源委员会条例(EC)研究,2025 年严格和更广泛的措

施的联合作用每年可以节省另一个 3TW。

让我们考虑驱动 CoC 框架的哲学。因为推出的守则

是在制造商自愿的基础上,它比强制框架合理地设置了

绩效目标。这可以鼓励龙头企业以快速的步伐带动技术

进步,以区分他们的产品与竞争对手的优势,加强其在

市场上的声誉。最终用户和环境会通过减少公用事业账

单和温室气体排放而受益。作为一个致力于开发电力转

换产品,包括外部电源,CUI 已成功推出了覆盖范围广

的产品,额定功率和尺寸符合 CoC Tier 1 和 Tier 2 规格。

就有机会获得成功?

欧盟已明确表示打算授权这些自愿守则,一旦它们

建立,需要满足它们的技术已被证明。然而,尽管这两

个协议现在应该成为强制性的——2017 的 Tier 1 和 2018

年 1月的 Tier 2——但是两个协议都没有得到满足。今天,

每一个都是自愿守则,尚未成为强制性立法。这对行业

和世界意味着什么?如我们 CUI 所言,我们所做的事情

并没有改变,或者我们致力于不断提高我们产品的能源

效率。为了符合新的 CoC 规范,而它们都是自愿守则,

意味着我们已经准备好过渡到法律,无论何时发生。

立法滞后的原因可能不知道,但我们可以肯定的是,

CoC Tier 1和Tier 2的限制最终将在不久的将来成为法律。

EPS 生产厂家不能放松,或认为当局放松监管的发展步

伐。我们需要在每一项新协议一公布时就承担技术挑战。

通过始终使用满足世界上最新和最严格标准的电

源,OEM 需要在每一个新产品中包含一个 EPS,这样就

可以确保在任何地理市场上遵守现行法规,并避免管理

多个不同产品配置的复杂性。

欧盟的 Tier 2 法规可能从法律角度落后于时间表,

但技术步伐没有放缓的迹象。

www.cui.com

TDK 技术 连接世界。

https://product.tdk.com/zh

薄膜和多层射频元件

微型化压力传感器,实现极高精度

高效电能管理模块,采用SESUB技术(半导体嵌入基板)

增强型镜头致动器,实现更高成像质量

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Page 20: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

内容包括:

单个2MHz升降压型控制器驱动整个LED 车前灯组,并且满足CISPR 25 Class 5 EMI规格要求……

今天LED照明应用背后的开关 ……

利用下一代技术microLED显示的未来……

园艺照明驱动植物生长……

38

42

44

46

特别报道:

照明应用

Page 21: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

38 WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

照明应用

单个 2MHz 升降压型控制器驱动

整个 LED 车前灯组,并且满足

CISPR 25 Class 5 EMI 规格要求

汽车 LED 前照灯组将远光灯和近

光灯、昼间行驶灯、有时还包

括信号灯和示宽灯整合为单个车前灯

组。该灯组的组件会具有迥然相异的

驱动器要求,包括电压和电流要求、

拓扑、功率级别或独特的调光功能。

满足各种要求常常意味着需采用单独

的驱动器解决方案。使用多个驱动器

不仅使物料清单 (BOM) 和生产过程

复杂化,而且还会导致难以满足 EMI

标准。每个额外的驱动器都会将其高

频信号添加至交织混杂的 EMI,从而

作者:Keith Szolusha,Analog Devices 公司 LED 驱动器应用经理

点,以便容易地安装到灯组十分受限

的空间之中,并产生极低的 EMI,从

而尽量地减少研发工作量并免除增设

昂贵 EMI 金属屏蔽外壳的需要。而

且,它还应该是高效率的。Power by

Linear LT8391A 2MHz 升降压型控制

器在满足所有上述要求方面具有独特

性,可驱动整个车前灯组,而且还是

仅采用单个控制器。

低 EMI 的 LT8391A 2MHz 同步

控制器

LT8391A 是同类产品中首个用

于 LED 电流调节的 2MHz 升降压型

控制器。LT8391A 非常高的 2MHz 开

关频率允许使用单个小电感器,并实

使 EMI 认证、故障排除和缓解工作变

得复杂。

虽然每种汽车款式和型号的车前

灯组可以配备富有创造性的各种 LED

电流和电压,但是它们通常最高达到

30W 总值。考虑到这一点,似乎应该

有很多可满足灯组中每个灯串之功率

和功能要求的驱动器。然而现实情况

是并没有。这样的驱动器必须接受相

对较宽的电池电压范围,并采用一种

升降压拓扑将其转换为各种各样的灯

串电压。它必须具有小巧和通用的特

图 1 :LT8391A 2MHz 16V、1.5A 汽车升降压型 LED 驱动器达到 CISPR 25 Class 5 EMI 规格要求。

图 2 :图 1 所示 LED 驱动器解决方案的效率。采用 16V、1.5A 演示电路 DC2575A LED 驱动器所做的测量(带和不带可选的 EMI 组件)。

39WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

现面向高功率 LED 应用的小巧总解

决方案尺寸。与那些将电源开关内置

在 IC 封装之中的单片式转换器不同,

诸如 LT8391A 等控制器能够以高得多

的峰值电流(比如 10A)驱动外部电

源开关。这种峰值电流将会烧毁典

型集成化转换器的小型 IC 封装。相

比之下,采用外部 3mm x 3mm 同步

MOSFET 的控制器则能提供高得多的

功率。这些 MOSFET 可与热环路电

容器一起布置在狭小的空间以实现非

常低的 EMI。这种独特的峰值开关电

流检测放大器架构把检测电阻器布设

在功率电感器的旁边(位于至关紧要

的输入和输出热环路的外部),这也

降低了 EMI。可选的扩展频谱频率调

制 (SSFM) 进一步降低了该控制器的

EMI。

图 1 中 的 2MHz LT8391A 16V、

1.5A (24W) 升降压型 LED 驱动器拥有

高达 93% 的效率,其采用了 EMI 滤

50℃。当面对低至 4.3V 的输入瞬变

时,该转换器可在 24W 满负载条件

下持续运行;或者通过模拟或 PWM

调光减小负载电流(当输入长时间下

降时)。8A–10A 检测电阻器使得可在

低 VIN 条件下提供该高功率。

LT8391A 具备最新的 PWM 调光

特性和开路 LED 故障保护功能。这款

同步升降压型控制器可调节流过一串

LED 的电流,这些 LED 的电压可能位

于(也可能不位于)输入电压范围(例

如:9V–16V 汽车电池或 18V–32V 货

车电池)之内。它可在低至 4.0V 的

冷车发动输入情况下运行,并能承受

高达 60V 的输入瞬态电压。LT8391A

在 120Hz 提供高达 2000:1 PWM 调光

比,而且它能够使用其内部 PWM 调

光信号发生器(无需从外部提供的

PWM 时钟)以实现高达 128:1 的准确

调光比。

汽车应用的 CISPR 25 EMI 规格

图 1 中所示的 2MHz LT8391A

LED 驱动器专为汽车前照灯而设计。

它采用 AEC-Q100 组件并满足 CISPR

25 Class 5 辐射 EMI 标准。扩展频谱

频率调制 (SSFM) 降低了 EMI,而且

还在执行 PWM 调光的同时无闪烁地

运行,如图 7 所示。其小型电感器以

及特别小的输入和输出 EMI 滤波器突

显了 LT8391A 的小尺寸。对于 2MHz

转换器而言,不需要使用大型 LC 滤

波器和栅极电阻器,如图 2 所示。当

去掉可选的 EMI 组件后,效率可提高

1%–2%。这款设计采用小型 3mm x

3mm MOSFET 和单个高功率电感器,

即使在 24W 功耗条件下,该转换器

的温升也是很低的。在 12V 输入时,

所有组件在室温基础上的温升均不超

过 25℃。在 6V 输入时,在采用标准

的 4 层 PCB 且没有散热器或冷却气

流的情况下,最热组件的温升小于

图 4 :LT8391A 演示电路 DC2575A 达到 CISPR 25 Class 5 汽车传导 EMI 规格要求。

(a) (b)

图 3 :LT8391A 演示电路 DC2575A 达到 CISPR 25 Class 5 汽车辐射 EMI 规格要求。

(d)

(b)

(c)

(a)

Page 22: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

40 WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

照明应用

波器,而是仅采用了小的铁氧体磁珠

以降低高频 EMI。

汽车 EMI 要求不容易通过高功

率转换器得到满足。布设在大面积

PCB 上且靠近大电容器的高功率开关

和电感器会形成不希望有的热环路,

特别是在包括一个大检测电阻器的时

候。独特的 LT8391A 升降压型架构将

检测电阻器从降压和升压开关对热环

路中去除,因而实现了低 EMI。

图 3 和图 4 给出了图 1 所示 24W

LED 驱动器的实测 EMI。尽管该控制

器具有 2MHz 工作频率和 24W 功率,

但是这款升降压型 LED 驱动器仍然达

到 CISPR 25 Class 5 辐射和传导 EMI

规格要求。Class 5 规格是大多数汽车

EMI 测试的最严格要求和目标。不能

达到 Class 5 EMI 规格要求的转换器

要么在设计时置于汽车电路之外,要

么就必须装入大的金属材料 EMI 屏蔽

罩内。虽然屏蔽罩体积庞大并不会产

生装配问题,但是增设屏蔽罩所花费

的成本却是昂贵的。

面向多光束 LED 灯应用的升降压

LED 车前灯组可以是兼具创新性

和艺术创意的。远光灯和近光灯可以

与时髦漂亮和独具特色的昼间行驶灯

(DRL)“包裹”在一起。因为昼间行

驶灯仅在远光灯和近光灯关闭时才会

需要,故可使用单个 LED 驱动器给远

光和近光 LED 或昼间行驶灯供电。只

有在 LED 驱动器具有灵活的输入至输

出比、而且能对输入至输出电压进行

升压和降压的情况下,这种做法才会

奏效。升降压型设计可满足该要求。

图 5 中的多光束 LT8391A 升降

压型 LED 驱动器能够驱动 3V 至 34V

的 LED 灯串电压。这使其能驱动一

个近光灯串,并通过给近光灯串添加

LED 以创建一个远光灯。这同一个驱

(d)

(a) (b)

(c)

图 6 :波形显示:对于图 5 所示的 LT8391A 多光束 LED 灯应用电路,在远光灯 + 近光灯、近光灯和 DRL LED 灯串之间可实现平稳的切换 。

图 5 :用于近光灯、远光灯和 DRL 灯的 LT8391A 多光束 LED 车前灯组解决方案 。

图 7 :紧凑型解决方案:采用 LT8391A 的 2MHz 演示电路 DC2575A 以 1.5A 驱动 16V LED 。

41WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

动器在切换之后,可驱动一个电压较

高、但电流较低的 DRL。从仅限近光

灯的 LED 切换至近光 / 远光灯组合式

灯串,就不会在输出电压或 LED 电

流上产生尖峰脉冲,如图 6a 所示。

LT8391A 能够在升压、4 开关升降压、

和降压工作区之间平稳地转换。对于

转换器来说,从 LED 数量少的灯串变

更至 LED 数量多的灯串时不产生 LED

尖峰脉冲会是棘手的难题,然而这款

多光束 LED 灯电路则能轻松地做到这

一点。另外,从远光灯与近光灯组合

模式切换至仅限近光灯模式也是非常

干净的,未产生任何有害的 LED 尖峰

脉冲,如图 6b 所示。

当切换至 DRL 灯串或从 DRL 灯

串切换至其他灯串时,情况同样如此。

图 6c 示出了怎样关闭近光灯并平稳

地将 DRL 连接至输出电容器。甚至

当 LED 电流从 1A(远光灯和近光灯)

变至 700mA(含 8 个 LED 的 DRL)

时也未发生任何问题。还可以添加其

他的饰物 LED 或信号 LED,而且可使

DRL 闪烁以作为信号灯。图 6d 示出

了怎样利用内部设定的 PWM 发生器

对 DRL 进行 PWM 调光,然后当黑暗

表 1 :用于汽车电源解决方案的高功率、高效率同步升降压型控制器 。

(a) (b)

图 8 :采用内部和外部 PWM 选项的 PWM 调光;分别为 1% 和 0.05%。

LT8390 LT8390A LT8391 LT8391A

稳压器 x x

LED 驱动器 x x

汽车输入 / 输出

范围至 60Vx x x x

开关频率 150kHz 至 650kHz

600kHz 至 2MHz

150kHz 至 650kHz

600kHz 至 2MHz

用于实现低 EMI 的优化热环路布

x x x x

用于实现低 EMI 的扩展频谱频率

调制

x x x x

输出功率 450W+ 50W+ 450W+ 50W+

封装 4mm×5mm 28 引线 Q F N 封装 , 2 8 引 线 TSSOP FE 封装

4mm×5mm 28 引线 Q F N 封装 , 2 8 引 线 TSSOP FE 封装

4mm×5mm 28 引线 Q F N 封装 , 2 8 引 线 TSSOP FE 封装

4mm×5mm 28 引线 Q F N 封装 , 2 8 引 线 TSSOP FE 封装

降临时平稳地切换至近光灯。

汽车环境需要能够在出现 LED

短路和开路情况时正常工作的强大解

决方案。LED 短路和开路情况利用图

6 所示的多光束 LED 灯解决方案安全

地处理,并通过转换器的故障标记进

行报告。

FE 和 QFN 封装适合狭小紧凑

的设计空间

LT8391A 可提供 4mm x 5mm 28

引线 QFN 封装(对于小尺寸应用要

求)和 28 引线 TSSOP FE 封装(针对

汽车设计)。这两种封装均具有耐热

性能增强型 GND 焊盘,以利于消散

内部 INTVCC LDO 因较高电压所产生

的功耗。

这 些 转 换 器 的 内 部 LDO

INTVCC 稳压器能够以 2MHz 频率

和大约 15nC 栅极电荷驱动 4 个同步

MOSFET。图 7 示出了 LT8391A FE

2MHz 16V、1.5A 演示电路(DC2575A,

基于图 1 所示的设计)的小尺寸。对

于该高功率的通用型应用,仅需要单

个 5mm x 5mm 电感器。

结论

LT8391A 2MHz、60V 升降压型

LED 驱动器控制器可为汽车前照灯中

的 LED 灯串供电。该器件的特点包括

其低 EMI 四开关架构和扩展频谱频率

调制功能,用于满足 CISPR 25 Class 5

EMI 规格要求。独特的高开关频率允

许其在高于 AM 频段的频率条件下工

作,因而所需的 EMI 滤波非常之少。

其小尺寸和通用性使之能够在具有各

种电压和电流的车前灯组 LED 灯串中

使用。

www.analog.com

Page 23: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

42 WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

照明应用

今天 LED 照明应用背后的开关

全球LED照明市场正经历着巨大的变化,在未来几年

中,预计将出现指数式的扩张,并推动能源效率的

提高。事实上,根据Renub Research新的研究数据,全球

LED照明市场有望在2024年底超过1000亿美元。这并不奇

怪:与其他照明技术相比,LED寿命更长,能耗更低,维

护费用也降低了。

因此,LED 照明的影响是深远的,其使用情况是多种

多样的。从智能城市到零售业等行业的应用开始感受到更

高效照明的积极影响。例如,LED 正在迅速成为世界各地

城市照明的主要光源。根据 Research and Markets 预测,

从 2017 到 2027,LED 路灯的全球投资将达到 536 亿美元。

事实上,据沃尔玛最近在《电灯与电力》杂志上发表的文

章称,沃尔玛在其商店安装了 150 万多个 LED 灯具,节

省了 1 亿美元的能源成本。

从住宅到商业、室内、室外,甚至便携式照明系统,

如在建筑工地或紧急反应中使用,照明应用只作为有用的

硬件。早期采用 LED 灯仅仅是为了节省能源而更换灯泡。

然而,今天的公司希望充分利用 LED 产品所提供的全部

功能。因此,对轻发动机、控制器、灯和灯具的设计特性

的关注对最终产品的风格和功能至关重要。下面描述一些

当今最重要的 LED 照明应用,以及在它们中的机电开关,

以及设计工程师应该注意的一些问题。

住宅和商业建筑

住宅和商业建筑的 LED 照明系统必须促进环保,在

高使用率和恶劣环境下进行,美观大方。一般的 LED 系

统组件,包括控制器、灯具和固定装置、操作员控制台和

能源管理系统,必须考虑到性能和客户吸引力要求的组合

设计。

住宅系统通常把美观的吸引力和易用性放在最终客

作者:Mike Bolduc,C&K 工业和医疗领域全球营销经理

户身上。因此,这些设备中使用的组件必须可靠地执行,

但也具有向用户传达质量和性能的图像的特征。考虑各种

墙壁开关和控制台和大多数住宅照明系统定时器,除了微

型尺寸和生命周期要求外,这些产品中使用的开关通常具

有特定的触觉(声音和感觉)要求,以创建对客户质量的

感知。

C&K 的 KSC 和 KMR 系列轻触开关是小尺寸,提供了

许多选项,包括可调触觉和各种执行机构高度和材料,使

产品设计开发的面向最终用户的完美体验。

商业 LED 应用范围可从餐馆或零售店的灯光照明所

用的灯具和灯具,到用于机器视觉系统的工厂使用的闪光

灯,甚至在商场里的数字标牌和留言板。这些应用对硬件

都有不同的要求,比如用于配置和操作设备的开关。

商业灯和灯具可能依赖于一个简单的开关或摇杆开

关手动开 / 关控制,这些开关需要足够强大,足以经得起

商业用途。用于机器视觉系统的 LED 照明的闪光灯控制

器通常利用小的轻触开关进行设置和控制。开关一般需要

密封,以便在工厂环境中使用数年。电影院、商场等商业

建筑在停电时依靠 LED 应急照明。DIP 开关通常用于这些

产品,以配置不同的设置,并应满足同样苛刻的环境性能

要求。

在数字留言板中也有各种各样的轻触、拨动和拨动开

关来配置输出或改变显示。

尽管商业和住宅应用有不同的美学和操作优先级,圆

滑、DIP 和切换开关可以提供一个可靠的解决方案,以确

保 LED 照明应用范围的建筑物保持功能,安全和高效。

户外 LED 照明

高效和强大的 LED 照明也被用来为我们当今世界的

一些关键户外应用提供动力。想象一个没有灯的公路或停

LED照明的影响是深远的,其使用情况是多种多样。

43WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

车场,一个没有道路标志的工地夜间

施工或没有足够的光线时急救人员安

全地做他们的工作。典型的户外 LED

应用包括道路和景观照明、运动或体

育场照明、限速警告和铁路、公共汽

车站和智能交通系统中使用的数字标

牌。这些设备大多使用硬件,如机电

开关进行开 / 关和菜单控制,以及配

置光控制器的输出。

虽然在 LED 照明应用中使用了

许多类型的开关——上述轻触开关,

以及开关、DIP、按钮和旋转开关——

任何在户外使用的产品都必须更强

大,能够承受比他们的室内同行更

具挑战性的条件。认识到需要考虑环

境要求和其他关键性能因素,将从设

计阶段对照明应用和元件选择产生影

响。

了解照明应用的位置和方式、温

度范围,以及它是否受到诸如盐、灰

尘或湿气等腐蚀性因素的影响,对于

正确使用开关元件是至关重要的。更

好的保护和更健壮的组件能够提高性

能和可靠性,以及终端设备的更长的

产品生命周期。

例如,LED 路灯经常使用恒流或

恒压驱动器,可根据应用的光输出需

要进行调节。旋转开关,如 C&K 的

M 系列通常用于电压选择。不锈钢轴

和 IP67 密封的内部组件允许此开关

立起来,适合多年的户外环境。

同样,按钮开关通常出现在用于

体育赛事、建筑工地或紧急情况的饮

用 LED 灯的控制面板上。这些按钮可

以照明或非照明,通常需要 IP67 或

环氧树脂密封用于恶劣环境的性能。

C&K 的 AP 和 8060 系列是典型的例

子。

耐久性是室内和室外照明的另一

个区别。虽然室内维修可以像开关一

个低悬挂灯泡或重新配置一个容易接

触的墙壁一样简单,但考虑到这些设

备的位置和可接触性,在室外照明产

品的维护和维修上可能是困难和费时

的。设计无维护或可靠运行多年的产

品对最终用户有很大的好处。材料、

接触系统设计、过行程、过负荷保护

和耐久性都是决定开关正确工作和保

持效率的关键因素。

LED 照明应用的开关选择可能是

一个挑战,无论是路灯还是厨房灯具。

因此,工程师在创造未来 LED 照明

系统时,无论是室内、室外、商业还

是住宅,都必须兼顾节能和其他因素,

如可靠性、耐久性、产品生命周期和

环境。

www.ckswitches.com

Page 24: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

44 WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

照明应用

利用下一代技术microLED 显示的未来

MicroLED(微型发光二极管)是一种新兴的显示技

术,顾名思义,使用非常小的LED像素。如同其

他任何现有的显示技术,它结合了红、绿、蓝子像素复

制一个颜色。虽然目前在大批量生产中没有microLED显

示,但今天已渗透主要显示市场,是取代现有的LCD和

OLED技术的一个巨大的机会,从电视到智能手机和可穿

戴设备,如智能手表和抬头显示器(HUD)和虚拟现实

(VR)和增强现实(AR)耳机的可以使用。根据研究咨

询机构Yole Developpement预测,2025年microLED显示

器市场可能达到3.3亿万个。然而,MicroLED充分发挥潜

力,仍有许多发展挑战。

显示技术

像 OLED,microLED 可提供发光显示技术,提供高

对比度、高速度、宽视角电流。然而,OLED 技术耗电大,

亮度不高,例如,用户通常会发现在高环境光线下很难读

取智能手机或平板电脑的屏幕。而 microLED 具有更高亮

度的潜力,以及增强的鲁棒性和更长的寿命。此外,一个

主要优点是更高的效率,这意味着大大降低了功耗,使该

技术成为电池供电产品的理想选择。

作者 Myles Blake,Plessey Semiconductors 营销总监

MicroLED 也是理想的小尺寸产品,如头戴式显示器、

VR 和 AR 的主要应用机会。然而,在这些类型的应用中有

波导接口的困难,由于 LED 是典型的波导耦合传递图像,

以智能手表为例,它有一个直接的可视化显示。耦合波导

是一个非常有损耗的过程:只有 7% 的光线进入 HUD 可

以使用,其中 93% 丢失了。虽然这也许是可以接受的相

对简单的应用,如显示车速、卫星导航信息,它不适合更

复杂的图像。

重要的是,microLED 开始作为一个明显的亮源,提供

比 OLED 更三或四个数量级的亮度,能够提供约 1000 尼特

(cd/m2),而 microLED 的等效功率消耗可提供数以万计流

明。这是从 HUD 从 VR 到 AR 产品设备的一大优势,适合

常用波导的图象,如耳机或眼睛前方的眼镜。microLED 视

觉可能意味着从一个典型的笨重、耗电的 VR 耳机更像是

一副眼镜的转变。另外,它可能意味着每个月为产品充电,

而不是每二天,其中显示是大部分的电力消耗。

制造

今天,现有的 microLED 显示制造的一个主要挑战是

安置(GaN)LED 氮化镓在衬底上。行业的一个值得注

MicroLED提供了发光显示技术,可提供高对比度、高速度和宽视角而无需高功耗电流

图 1 :白天的亮度。 图 2 :AR 眼镜。

45WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

意的方法是利用蓝宝石上 GaN(GaN-on-sapphire)技术,

但这项技术不适合整体方法,目前使用的是拾放设备设备。

这涉及到每一个 LED 在小于 50μm 的位置上的单独放置,

这就需要新的昂贵的设备,而这些设备都会受到生产力问

题的影响。然而,随着显示器像素密度的增加,LED 间距

变得越来越小,无论是在商业上还是在技术上,选择和放

置变得越来越不可行。拾放设备制造技术在工业上有很大

的发展,其重点是大规模并行处理设备,它可以同时从施

主晶圆上拾取数百个甚至数千个 LED,然后将它们连接到

背板上,但显然这意味着大量的资本支出。像素密度增加

的另一个问题是分立的 LED 具有有限的尺寸,带来物理

稳定性和对准问题。人的眼睛是最无情的,很擅长拾取扭

曲的图像,或从像素到像素错位。当然,大规模的并行拾

放设备生产是有帮助的,但必须认识到,每个 LED 之间

的间距仍然受到其大小的限制。

蓝宝石上 GaN 技术通常针对大批量应用,如能提供

400dpi 显示的智能手机或智能手表,基于一个 80 微米的

像素间距。但是,转向 VR、AR 或合并现实应用,意味着

像素间距需要减少到 40 或 20 微米,甚至低至 10 至 15 微

米。这超越了用任何一种对准精度拾放设备机械放置像素

的能力。

为了解决成本和产量方面的考虑,还需要在较大的

衬底上构建微型 LED 阵列。蓝宝石上 GaN 衬底高达 6”,

但增加蓝宝石衬底到 200mm 的成本将导致非常昂贵的基

板。除了大蓝宝石上 GaN 晶圆的可用性,另一点是,它

扩大了使用蓝宝石上 GaN 做 LED 应用的困难。替代技术

的一个显著优点是硅上 GaN,它能够制造更大的 LED 发

射器。其中一个主要原因是,硅上 GaN 是一种固有的表

面发光技术,而蓝宝石上 GaN 是一种固有的体积 – 发射

技术,是从器件的四周以及表面发射。在开发先进的显示

技术时,需要解决单个像素和颜色的问题,而体积发射的

LED 可以从单个像素中获得大量的串扰,从而导致终端显

示器的对比度损失。

整体方法

所有这一切导致了一个杂交的单片阵列,这是说,构

建在 GaN microLED 顶部,并加以互联,CMOS 硅薄膜晶

体管背板不需要拾放设备。非常重要的是,这种方法支持

提供 LED 充电的标准 CMOS 电路阵列的集成,提供必要

的解决方案来驱动 microLED 显示。此外,这种方法可以

实现高性能 GPU 的紧密集成,所有这些都可以使用标准

CMOS 制造方法进行。主要的一点是制造的可扩展性——

单片氮化镓上硅很容易扩展到 200mm 晶圆以上,这将是

成本与收益的关键。

当然,单片 microLED 制造是一个新兴的技术,仍然

存在许多挑战。至少存在彩色化的问题;需要进一步研究

荧光粉的性能,以及其他适合蓝绿色和红色光的转换的潜

在材料,特别是在 5 或 10 微米像素。

开发正确的技术 Plessey Semiconductors 是一家屡获殊荣的光电技术

解决方案开发商,具有 LED 技术丰富的专业知识。在过

去的五年中,该公司一直在为大功率 LED 照明市场开发

高效、可靠的产品,基于从 CamGaN 收购获得的技术。

在此之前,Plessey Semiconductors 是欧洲领先的 CMOS

图像传感器的代工生产商。

在这些市场获得的经验为公司用 microLED 显示设计

背板提供了一个重要的开端,特别是在量产方面。此外,

LED 显示和图像传感器技术的基本原理有许多共同之处:

光传感的 CMOS 传感器组件基本上可被 microLED 发光元

件所取代。驱动和寻址 LED 的原理是相似的,数据的时

钟也是相似的——用于 LED 和图像传感器。此外,许多

功能块是相似的,如果不是完全相同的话。这方面的经验,

结合广泛的技术 IP,推进了公司发展的下一步:Plessey

为潜在的 microLED 显示制造商授权其生产就绪的氮化镓

上硅技术平台。

该公司为 microLED 技术的发展提出了几个重要步

骤,这是已经提供的 LED 性能相当于通用照明应用的主

要技术。该公司已经用 100 和 20 微米间距 LED 阵列证明

了自己的能力。100 微米 microLED 竞争者已经存在,而

Plessey 将在 2018 年提供 20 微米版本。100 微米的技术竞

争者现在也在开发红色和绿色 microLED。该公司的深入

开发计划旨在应对sub-10-micron像素应用所面临的挑战。

www.plesseysemiconductors.com

图 3 :产品演示。

Page 25: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

46 WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

照明应用

园艺照明驱动植物生长

发光二极管(L E D)市场多年来

一直在持续增长。这样做的原

因包括,例如,LED的低成本,其能

源效率和能力,亮度和颜色方案可以

单独适应各自的要求。此外,驱动可

以通过一个简单的方法,即通过即插

即用的方式,对LED进行有针对性的

控制。

今天,世界上一半以上的人口居

住在城市,这种趋势似乎还会持续下

去。当人们向所谓的特大城市提供足

够数量的健康食品时,传统的农业方

式将很快达到极限。一个可能的解决

方案是园艺照明。

园艺照明是指植物的人工光照

射,以达到更快和有针对性的生长,

特别是在芽发育和果实成熟时。光

刺激光合作用对植物生长起决定性作

用。然而,光必须提供正确的光谱范

围。不同的波长对于植物的生长、形

状、发育和开花是很重要的。例如,

如果波长为 660 纳米的红色发光二极

管用于西红柿,它对收获有积极的影

响,特别是对水果的数量。相反,将

黄瓜暴露在 455 纳米的蓝光下会减慢

生长速度,而蓝色波长为 470 纳米则

会导致较大的叶面积和新鲜和干燥的

茎生物量。

植物暴露于光的时间段对园艺照

明也很重要。因此,自然的白天可以

借助人工光来延长,从而促进生长,

促进芽的发育。

此外,有一系列的选择来安排照

作者:Svenja Mahler,Rutronik Opto(发光二极管)销售经理

朗光电半导体的 OSLON-SSL 产品系

列提供了一个广泛的高性能 LED 低热

阻组合。坚固的陶瓷封装对于温室内

条件很理想。OSLON-SSL-Colors 家

族有八种颜色可供选择,范围从 450

纳米(深蓝色)到 730 纳米(远红

外),这是植物生长的最可靠的波长。

Everlight Electronics 也为客户提供了

一个广泛的园艺照明领域产品,因此,

是 Rutronik 组合的一个理想补充。

然而,每个 LED 必须提供各自

的能量。英飞凌科技是电源管理领域

的技术领导者,提供模拟和数字 LED

驱动器、微控制器、MOSFET 的广泛

选择,以及园艺照明解决方案的调光

看看低成本LED照明如何促进植物的最佳生长

射植物。标准的方法是“顶部照明”,

LED 悬挂在植物的上方。由于低热量

LED 的发展,光源和植物之间的距离

可以保持在最低限度。因此,机架可

以包含更多层。此外,LED 还可以“照

明”。在这种情况下,灯位于植物之间,

与顶部照明相比,有助于减少阴影。

这样可以确保较小的植物也暴露在足

够的光线下。

由于新的 LED 技术,可以最大

限度地提高植物暴露于精确的波长,

促进光合作用和最佳生长。此外,能

够影响曝光时间和受益于灵活安排的

LED 是使用 LED 照明有利于植物生长

的有力论据。在园艺照明行业,欧司

图 1. 园艺设施。

47WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

功率系统设计 POWER SYSTEM DESIGN CHINA 2018 年 3/4 月

IC。英飞凌的组合解决了 < 100 W 单

串、> 100 W 单串以及多串应用的所

有标准拓扑结构。

单色 LED 控制器

英飞凌的可配置 XDPL8105 数字

单级反激控制器提供了一个完美的解

决方案,用于控制 Oslon-SSL-Color

家族,特别是当控制单一颜色的 LED

在 100 W 以下时。图 2 显示了一种单

级反激式拓扑 XDPL8105 的 CC 的电

路图示例。XDPL8105 是一个

具有隔离反激式调光的数字

AC/DC 转换器,可以从 0 到

10 V 调光。另一个优点是智

能热管理。

CDM10V 驱 动 可 以 单

独控制配置一次,从而产生

了大量的应用。英飞凌提供

预配置图元件,但配置也

可以由每个客户单独进行。

DC LED 驱动 IC,组合了 700 V / 800

V CoolMOS P7。首先,这种 PFC+LLC

解决方案由于非常低的 THD(总谐

波失真)具有很宽负载范围的优势。

英飞凌的 ILD6150 DC-DC LED

驱动器与 XMC1300 微控制器结合,

通过支持补充了多串解决方案,除

此之外,连接,例如通过 DALI 和

DMX,以及知觉设备的集成。此外,

XMC1300 支持指数自动调光和线性强

度的变化,保证亮度和色彩过渡自然。

此外,自动亮度控制实现了无频闪调

光,也针对低于 0.1% 的调光水平。

从财务的角度来看,LED 的使用

与传统的照明方式相比有很多优点。

首先,LED 不会像传统灯泡那样烧坏,

只是随着时间的推移出现最小流明损

耗。虽然灯泡在平均一年后会失效,

但高档 LED 现在可以工作 50000 个

多小时(根据应用的种类)。增加寿

命还保证了高可靠性。此外,可以通

过有效的控制来节省能源。由于新的

LED 技术和智能控制单元,园艺照明

在未来几年将出现发展的趋势。

Rutronik 认识到这一趋势的早期

阶段,已经提供了范围广泛的产品,

可用于园艺照明。散热器、连接器、

电缆、MOSFET、二极管和微控制器

只是 Rutronik 广泛产品组合的几个例

子。

www.rutronik.com

图 4. P FC 解决方案有助于广泛功率范围的 BOM 和 THD。

图 2. ORSAM 单色串拓扑。

图 3. OSRAM LED 串。

CDM10V 的主要好处是编程选项,减

少空间的结果是 6 引脚 SOT 封装和

调光功能(0-10 V)。

多色 LED 的精确控制

如果植物暴露在来自多色 LED

的光线中,就需要精确的控制,以确

保光线以正确的波长提供。为了实现

这一目标,供应商如英飞凌或 Diodes

提供了一系列解决方案。

一个例子是英飞凌的 ICL5101 AC-

Page 26: 特别报道:照明应用(PG37 - Power Systems Design

48 WWW.POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM

绿色视点

可动态设定离线式开关电源 IC 颠覆传统电源

日前,致力于高能效电源转换的高压集成电路业界的

领导者Power Integrations公司发布InnoSwitch3-Pro系

列可设定恒压/恒流及恒功率输出特性的离线反激式开关

电源IC。PI公司资深技术培训经理阎金光先生与媒体分享

了这款新器件的特性和功能,他指出,新器件可提供65 W

的输出功率,并且在各种输入电压及负载条件下均可提供

94%的高效性能。

他表示,PI 是高能效 AC-DC 电源用 IC 产品的技术领

导者,一直致力于先进电源 IC 的研发和推广,公司业务

涵盖发电、输电和用电领域的 IC 产品,包括助推 LED 照

明革新的高效率驱动器 IC、对安全要求极其严格的要害系

统中使用的高可靠性 IGBT 驱动器。

数字可编程 / 可设定 / 可调整功率变换解决方案

阎金光介绍说,新推出的 InnoSwitch3-Pro 可以实现

数字可编程功率变换,它具备数字接口(I2C)的高级控制

引擎,通过简单的双线 I2C 接口能够实现对输出电压及电

流进行精确的动态阶跃控制(电压阶跃步长为 10 mV,电

流阶跃步长为 50 mA),如恒压、恒流、恒功率输出特性(CV/

CC/CP);其保护功能可设定,包括使能 / 禁止、关断 / 自

动重启、触发阈值。

新器件还可与微控制器配合工作,也可根据系统 CPU

的指令来控制和监测离线式电源。其应用几乎涵盖所有

快充协议,包括 USB 功率传输(PD)3.0 + PPS、Quick

作者:刘洪,PSDC 主编

Charge 4/4+、AFC、VOOC、SCP、FCP,以及其他工业和

消费类电池充电器、可调光 LED 镇流器驱动器及输出可调

整的工业电源。

他特别强调了 I2C 增加的灵活性,他表示,AC-DC 电

源转换市场正在经历快速的转变,系统设计者需要一种能

适应各种快充协议的可编程设定的开关电源解决方案,其

中就包括近期制定完成的 USB PD 3.0 + PPS 规范。能够在

不同应用环境下精确控制电源的输出电压及电流,对于需

要小批量生产的专业应用的设计者也非常有用,因为他们

可以使用软件在生产时或在安装过程中轻松地对输出规格

进行配置,从而满足不同应用的电源需要。其应用非常广

泛,几乎支持任何动态快速电池快充协议,如智能手机、

笔记本 / 膝上电脑 / 平板电脑、智能音箱;USB PD 3.0 +

PPS “load-directed”充电协议,几乎所有充电协议,如

QC4、SCP、FCP、VOOC。

颠覆传统的电源生产模式

正是由于可以针对不同应用可编程及不同地区的保

护特性可编程,可以实现多输出电压的镇流器照明应用、

DIN-rail(德国工业标准的导轨)电源;保护特性经过设

定可满足各地区特殊要求。而对于非充电类应用可对性能

进行编程设定,单一电源设计实现多种输出特性,缩短设

计时间,降低生产、认证及库存成本。也就是说,一个设

计可以实现多种客户电源输出规格。

Bodo’s功率系统® 2018年 3月/4月 www.bodoschina.com 50

新产品

Analog Devices (ADI) 日 前

宣 布 推 出 Power by Linear ™

LTC3777,该器件是一款 150V、高效

率 ( 高达 99%) 4 开关同步降压 - 升压

型 DC/DC 控制器,可在输入电压高于、

低于或等于稳定输出电压的情况下工作。

其输入电压范围为 4.5V 至 150V,可

采用高输入电压源或具有高电压浪涌的

输入运行,无需外部浪涌抑制器件,非

常适合交通运输、工业和医疗应用。

为了避免在高输入电压应用中产生

很高的片内功耗,LTC3777 集成了一

个低静态电流的高效率开关偏置电源,

以满足其内部功耗需要。LTC3777 的

输出电压范围为 1.2V 至 150V,输出

电流可达数十安培,具体视所选的外部

组 件 而 定。 使 用 单 个 器 件 可 提 供 高 达

500W 的输出功率。若多个电路并联配

置,则可以提供更高的功率。LTC3777

强 大 的 1.5Ω N 沟 道 MOSFET 栅

极 驱 动 器 可 在 6V 至 10V 的 范 围 内

调 节, 支 持 使 用 逻 辑 电 平 或 标 准 门 限

MOSFET。

LTC3777 采用专有的电流模式控

制架构,可在降压、升压或降压 - 升压

模式中以恒定频率运行。工作频率可以

与 50kHz 至 600kHz 的 外 部 时 钟 同

步,而输入 / 输出恒定电流环路则支持

电池充电和过载保护。用户可以选择强

制连续模式或断续模式以最大限度提高

轻负载时的效率。此外还提供以下特性:

工作区之间无缝转换;一个电源良好输

出电压监视器;可调软启动;输入过压

闭锁以及停机期间输出电压断接。

LTC3777 采用 48 引线 e-LQFP

封装,去除了若干引脚以满足高压引脚

间隔要求。扩展和工业温度版本温度范

围为 –40°C 至 125°C。

具集成化开关偏置电源的150VIN和VOUT同步4开关降压-升压型控制器

www.linear.com.cn/product/LTC3777

Littelfuse, Inc.,作为全球电路保

护领域的领先企业,近日宣布新推符合

AEC-Q101 标准的瞬态抑制二极管阵

列系列,该系列产品经过优化,可保护

敏感的电信端口免因静电放电 (ESD) 和

雷击感应浪涌而受损。SP4208 系列瞬

态抑制二极管阵列(SPA® 二极管)集

成了低电容控向二极管和一个(单向保

护)或两个(双向保护)雪崩击穿二极管。

该系列产品可安全吸收高达 30A 浪涌电

流和至少 ±30kV ESD,而不会出现性

能减退。 其具有低负载电容 (3.0pF) 和

高浪涌防护能力,是保护以太网等电信

端口和其他高速数据接口的理想选择。

SP4208 系列瞬态抑制二极管阵列

SP4208 系列瞬态抑制二极管阵列的典

型应用包括:

10/100/1000 以太网

T1/E1/T3/E3.

USB 1.1/2.0,电源端口

仪表

医疗设备

计算机和外围设备

“SP4208 系 列 瞬 态 抑 制 二 极 管

阵 列 将 8V 断 态 电 压 与 低 动 态 电 阻 相

结 合, 支 持 在 较 高 电 压 条 件 下 运 行 的

G.Fast。”Littelfuse 瞬 态 抑 制 二 极

管阵列(SPA® 二极管)业务开发经理

Tim Micun 表示, “‘直通型’设计可最

大限度地减少信号失真和电压过冲,并

简化印刷电路设计。”

SP4208 系列瞬态抑制二极管阵列

具有下列突出优势:

8V 标称断态电压支持更高的工作电

压,这对高速接口而言是一个越来越重

要的考虑因素。

低寄生电容(标称值为 3.0pF)允

许适量的带宽来启用高速以太网接口。

极低的动态电阻(标称值为 0.4Ω)

有助于确保在 ESD 事件中作出最快的

响应。

供货情况

SP4208 系列瞬态抑制二极管阵列

提供 SOD323 卷带封装,起订量 3,000

只。 您可通过全球各地的 Littelfuse 授

权经销商索取样品。

Littelfuse新推瞬态抑制二极管阵列,可保护敏感的电信端口免因静电放电和雷击感应浪涌而受损

www.littelfuse.com

3.0pF, 30A离散瞬态抑制二极管阵列采用紧凑型SOD232封装

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