《电子设计应用》携手业界探讨电源技术新动向

据iSuppli公司预测，2008年全球电源管理芯片销售额将上升至295亿美元。尤其在中国市场, 由于移动通信、消费电子产品的快速增长，使得我国电源管理芯片市场一直保持较高的增长率。但是随着3G的来临,在多媒体应用对产品功能、和性能的需求不断提升的情况下，电源厂商在功耗、集成度、体积等方面也面临着更多的挑战。

为此，《电子设计应用》杂志社近期携手专家和业界领先厂商举行了“模块电源与电源管理技术专题研讨会”对模块电源以及电源管理方案进行了深入的探讨。

图1 影响瞬态响应的因素

图2 DC/DC电源未来的发趋势

图3 GSM手机系统中LED驱动的考虑

图4 PFC调制的核心

最优化瞬态响应

在DC/DC电源方面，Vicor公司的兆赫级工作频率，每立方英寸1000W超高功率密度的PRM和VTM仍是当今电源技术领域的顶峰，该公司高级应用工程师刘广缘先生在研讨会上就电源设计中如何最优化瞬态响应做了报告。对快速响应的需求主要来自于应用上的保护和电源系统的保护，对于应用上保护主要是避免上冲电压的冲击、引入噪声以及对敏感元件的干扰。而对于电源系统的保护主要是尽量减小对输出/输入电压的冲击。影响瞬态响应的因素如图1所示。

要优化瞬态响应必须从电源系统设计、功率转换器设计以及布线等方面对负载点电容、有源瞬态衰减、负载点功率转换、单级负载点电容滤波器、输出滤波器设计等综合考虑，并尽量减小导线的电感和电阻。但是没有一个设计可以符合全部的要求，因此要达到最优的瞬态相应重要的还必须结合以上的考虑，针对特定的负载配合特定的功率方案。

DC/DC模块高频化

除了提高功率密度和转换效率以外，在DC/DC电源模块方面，进一步提升其工作频率也非常重要。高频化的DC/DC产品，特别是频率超过1MHz的则可以使用更小尺寸的电感线圈，从而减小模块的大小，这将有利于整个系统尺寸的降低。日本SII公司认为未来的DC/DC产品发展将如图2所示。据SII公司IC产品销售工程师益子健介绍，目前，该公司的电源管理IC约占其全部产品份额的30%，在提升工作频率的同时，其推出的小型PKG“SNT”封装技术可将DC/DC模块等电源IC的尺寸降至更低，可进一步减小DVD、手机和PDA等消费类电子产品的大小。此外，由于LDO的发热量较大，而降压型DC/DC在降低成本和功耗方面与LDO相比具有较大的优势，从而在市场上有很强的增长势头，这也是SII公司发展的重点之一。

电源的数字化进程

近年来，关于数字电源的研究成果越来越多，在电源数字化方面走在前面的公司主要有TI和Microchip。TI既有DSP方面的优势，又兼并了PWM IC专业制造商UNITRODE公司，从而具备了相当强的实力。据中国电源学会理事李龙文先生介绍，TI已经用TMS320C28F10制成了通讯用的48V输出大功率电源模块，其中PFC和PWM部分完全为数字式控制。现在，TI已经研发出UCD7000、UCD8000和UCD9000系列，它们将成为下一代数字电源的探路者。但是目前的电源产品主要还是性能和价格的竞争，所以数字电源还有较长的路要走。

白光LED驱动器件在手机中的应用

随着无线通讯产品的发展，彩色LCD显示屏逐步引入手机和PDA等产品，白光LED为这种应用提供了完美的背光方案。立钅奇科技公司技术行销部经理陈俊聪先生表示，对于升压型WLED驱动器选择时应注意器件的效率、过压保护、亮度控制以及固定的高工作频率，同时还要注意器件的软启动性能，好的软启动将有助于降低输入尖峰噪声以获得更好的RF灵敏性。同时陈先生还对电荷泵驱动器以及闪光灯WLED驱动器的选择原则进行了细致的介绍，并结合了GSM手机电源系统对各部分LED驱动给出了具体的设计参考建议。如图3所示。

创新PFC控制器应对节能挑战

当前，绿色和节能是全球能源利用中最注重的部分。在此次研讨会上，演讲者也屡次提出，在中国面临能源紧缺的情况下，如何降低电子产品的待机能耗，并提高电源工作效率是非常重要的。国家的3C标准规定，为提高效率，节约能源，所有总功率高于75W的电源必须加装PFC，其中PFC调制的核心如图4所示。安森美半导体去年推出的NCP1653是一款创新的PFC控制器，来自安森美的市场应用高级工程师于辉在会上详细介绍了NCP1653的工作原理及优异特性。

NCP1653是用于升压电路的PFC控制器，工作于100kHz固定开关频率的连续导电模式（CCM）。电路设定了两种电流工作模式：平均电流模式和峰值电流模式，以及两种输出电压模式：跟随输出升压模式和恒定输出电压模式，可供设计者灵活选择。该器件的外围元件非常少，采用紧凑的8引脚封装，但具有许多复杂控制器中含有的功能，如软启动、Vcc滞后欠压闭锁、欠压、过压和过载保护以及滞后热关机等。NCP1653专为中高功率（100W~3kW）应用所设计，可用于电视机、平板显示器、台式电脑和笔记本电脑适配器SMPS以及电冰箱、洗衣机等白色家电中。

据于辉介绍，针对客户的反馈要求，安森美即将推出一款工作于65kHz定频的与NCP1653类似的PFC控制器产品，除保留NCP1653所有功能外，新产品中还将加入输入欠压保护功能，以进一步满足客户需要。