本站原創(chuàng)，作者：章鷹，電子發(fā)燒友執(zhí)行副主編。

作為高壓電源轉(zhuǎn)換領域半導體技術的領先創(chuàng)新者，PI對于電源市場的變化尤為敏銳。PI看到，隨著越來越多的智能手機、筆記本電腦搭載快速充電技術，充電器、數(shù)據(jù)線、移動電源和車載充電都得到了蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈上下游發(fā)展成為一條價值過百億元的大產(chǎn)業(yè)鏈。

PI營銷副總裁Doug Bailey指出，對于電源設計，過去，技術的主要驅(qū)動因素是價格和功率，近些年來，滿足強制性效率及安全法規(guī)已成為最主要的因素。當然，緊湊輕巧始終是每個人最關注的因素之一。緊湊與效率通常如影隨形，因為高效率的設計更少的散熱，或者甚至是不再使用散熱片。

圖：PI營銷副總裁Doug Bailey

對于目前市場增長最為迅猛的USB PD市場和無刷電機市場，PI帶來了哪些領先的電源驅(qū)動解決方案？PI的IC產(chǎn)品在能耗、散熱、設計的系統(tǒng)性上體體現(xiàn)了哪些優(yōu)勢？帶著這些問題電子發(fā)燒友記者專訪了PI營銷副總裁Doug Bailey。

高壓BLDC電機驅(qū)動方案為2019年提供增長動力

相對于傳統(tǒng)的家電產(chǎn)品，變頻家電產(chǎn)品在能效、性能及智能控制等方面有明顯的先天優(yōu)勢。近年來，變頻家電正處在全面發(fā)展的階段，主要應用于空調(diào)、微波爐、冰箱、熱水器等耗電較大的電器。相較于不可變頻冰箱，可變頻冰箱的使用壽命長，噪音小，并且能夠節(jié)省40%的能耗。

IHS統(tǒng)計，2017年全球家用電器銷量約7.11億臺，其中4.67億臺為不可變頻家電，占比達到66%，而可變頻家電數(shù)量為2.44億臺，占比為34%。預計到2022年可變頻家電銷售量將達到5.85億臺，占比達到65%，未來5年銷售量CAGR為19.1%。

據(jù)記者收集到的羅姆提供的行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2018年中國變頻空調(diào)已經(jīng)由最初的40%上升為50%，未來國內(nèi)市場還有相當大的增長潛力，在海外市場，印度、中東和巴西等地區(qū)變頻電器使用率還比較低，極具增長潛力。

PI高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理CristianIonescu-Catrina表示：我們重新審視了迅猛增長的BLDC市場所面臨的挑戰(zhàn)，以及全球范圍內(nèi)日益嚴格的節(jié)能標準和法規(guī)，于是推出了既可實現(xiàn)能源和空間節(jié)省，又能精簡BOM的創(chuàng)新解決方案。新方案不僅能輕松符合安全標準，還能簡化電路和縮短開發(fā)時間。

PI在2018年11月13日，發(fā)布了BridgeSwitch集成半橋電路(IHB)的電機驅(qū)動器IC產(chǎn)品系列。BridgeSwitch IC內(nèi)部集成了兩個性能加強的FREDFET（具有快恢復外延型二極管的場效應晶體管）分別用于半橋電路的上管和下管，且具有無損耗的電流檢測功能，可使300 W以內(nèi)的無刷直流(BLDC)電機驅(qū)動器應用中的逆變器轉(zhuǎn)換效率達到98.5%。IHB驅(qū)動器所提供的優(yōu)異效率和分布式散熱方法可省去散熱片，有助于降低系統(tǒng)成本和重量。由于具有集成無損耗電流檢測、總線電壓檢測和系統(tǒng)級過溫檢測等特性，因此該器件系列非常適合家電中的BLDC電機驅(qū)動應用。BridgeSwitch器件適合冰箱壓縮機、暖通空調(diào)系統(tǒng)風扇以及其他家用和輕型商用泵、風扇和風機。

BridgeSwitch IC中所使用的600 V FREDFET集成了快速超軟恢復體二極管。這有助于大幅降低開關損耗和減少噪聲的產(chǎn)生，從而簡化系統(tǒng)級EMC設計。這款新的高壓自供電半橋電機驅(qū)動器IC還具有內(nèi)置的器件保護和系統(tǒng)監(jiān)測特性，同時具備一個可靠的單線接口用以進行工作狀態(tài)的更新，在電機微處理器和多達三個BridgeSwitch器件之間進行通信。每個BridgeSwitch器件的上管和下管限流點都可以單獨進行設定，這樣無需微處理器及相關外圍電路在電機繞組開路或短路情況下提供整個系統(tǒng)的保護。集成的無損耗電流監(jiān)測特性可提供基于硬件的電機故障保護，有助于簡化電機故障保護機制，從而滿足IEC60335-1和IEC60730-1要求。

2019年2月7日，PI發(fā)布的2018年業(yè)績報告顯示，在11月PI推出其BridgeSwitch IC產(chǎn)品后, 該公司看到家電市場的機會更大, 這給其潛力市場增加了約5億美元。應用范圍包括空調(diào)、吊扇和各種家電應用, 包括冰箱壓縮機、水泵、洗碗機和洗衣機, 以及用于干衣機、空氣凈化器和抽油煙機的風機和鼓風機，PI正全面開拓潛力市場，以期獲得2019年增長的巨大動力。

為USB PD提供更多的應用場景

2018年，快充市場風起云涌，采用USB-C接口、支持USB PD快充的設備越來越多，USB PD快充在智能手機、平板、游戲機、筆記本等設備上大放異彩；氮化鎵（GaN）功率器件開始商用并成功與USB PD快充結(jié)合，讓產(chǎn)品的功率密度以及效率大幅提升；再比如華為、OPPO等廠商將手機端的快充功率提升至40W、50W，媲美筆記本電腦。

據(jù)媒體統(tǒng)計，目前支持USB PD快充的機型有43款，其中國內(nèi)24款，占比55.8%，而支持USB PD快充的手機品牌也已經(jīng)達到14家。幾乎所有主流的手機廠商都已將USB PD快充協(xié)議納入到了手機的充電配置，USB PD快充市場也擁有了相當龐大的用戶基數(shù)。

PI營銷副總裁Doug Bailey前瞻道：“智能移動設備快速充電技術，應用場景已經(jīng)從智能手機向平板、筆記本電腦擴散，大功率USB-PD充電器的出現(xiàn)同時也提出了尺寸、效率和散熱挑戰(zhàn)。”

智能移動設備廠商對快速充電技術需求迫切。因此充電器必須具有更大功率，而這所面臨的挑戰(zhàn)是如何應對更多熱量的產(chǎn)生。Power Integrations已專門研發(fā)出效率極高的IC，其產(chǎn)生的熱量很小。這有助于實現(xiàn)緊湊輕巧的大功率適配器，對客戶更具吸引力，也更便于用戶攜帶。

PI近期采用這項技術推出的最新產(chǎn)品是InnoSwitch3-Pro系列可設定恒壓/恒流和恒功率離線反激式開關電源IC。新器件可提供65W的輸出功率，并且在各種輸入電壓及負載條件下均可提供94%的高效性能。另外，通過簡單的雙線I2C接口可以對輸出電壓及電流進行精確的動態(tài)階躍控制（電壓階躍步長為10mV，電流階躍步長為50mA）。新器件可與微控制器配合工作，也可根據(jù)系統(tǒng)CPU的指令來控制和監(jiān)測離線式電源。其應用幾乎涵蓋所有快充協(xié)議，包括USB功率傳輸(PD) 3.0 + PPS、Quick Charge4/4+、AFC、VOOC、SCP、FCP，以及其他工業(yè)和消費類電池充電器、可調(diào)光LED鎮(zhèn)流器驅(qū)動器及輸出可調(diào)整的工業(yè)電源。

PI營銷副總裁Doug Bailey表示，PI希望通過繼續(xù)推出自己的創(chuàng)新產(chǎn)品在新的一年再創(chuàng)佳績，增長動力正是PI在多個具有發(fā)展?jié)摿Φ膽妙I域均處于領先地位 —— 電動汽車、無刷直流電機、智能移動設備快速充電以及家用、商用和戶外固態(tài)照明等等。


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