电子产品世界

MR加强了无线充电认知度

　　无线充电将是许多便携式设备的一个标准功能。如可穿戴设备出于多种原因将采用无线充电作为专用的充电方式。以助听器和医疗及临床可穿戴设备为例，将受益于这技术，实现为电池充电的同时提供防潮密封的产品用于该领域。这还将省去许多机械门或连接器，并降低相关的操作和维修成本。消费电子和计算机产品如智能手机、平板电脑、消费可穿戴、笔记本电脑和混合电脑(hybrid PC)也将是无线充电技术的主要目标应用，并将具有领先的市场销量。

　　磁感应(MI)技术已加强了无线充电认知度并开启了将这特性用于便携式产品的大门，磁共振(MR)技术将最终提供必要的用户体验使无线充电成功用于我们的生活。MR是将来实现无线充电的一种技术，具有许多优势，从用户体验角度将更具吸引力。无需对准设备使无线充电成为可能，用户可在相同空间为具有不同功率要求的多个设备充电，该技术可透过表面而无需接收器和发射器之间的直接接触，可在有各种金属处充电，并且可以高功率充电而不损坏便携式设备。AirFuel是提供随时可用的MR技术的唯一标准。AirFuel正着手远场无线充电，这可在更大的范围为设备供电。

15W中功率定位平板电脑

　　最近，多家企业展示或发布了无线充电的15W方案。

　　ROHM在3月上海的慕尼黑电子展上展示了取得WPC中功率Qi认证的15W以下的方案，可满足10W级应用中的无线供电。这样，ROHM从5W左右的小功率扩展到中功率市场。

　　ROHM支持Qi和PMA两种标准，这次展示的主要是基于Qi的产品。目前Qi中功率(15W)时效率可达约83%，小功率(5W，1A)的效率相对低一些，约75%，原因是小功率的元器件损耗稍大。

　　此次展示了无线供电控制IC“BD57015GWL”(接收端/终端)和“BD57020MWV”(发射端/充电端)。特点是：1.接收端/终端产品BD57015GWL搭载输出用LDO，可轻松改变输出电压，因此，无需改变供电电流即可提高输出功率。2. 搭载ROHM的位置偏差检测功能，充电效率更高。具体地，当给终端充电时，如不将终端放在充电装置的中心，充电效率就会显著下降。位置偏差检测功能可对终端的位置偏差发出提醒，有助于提高充电效率。

　　ROHM的优势是品质，有多年的功率技术积累，而且生产采用一条龙工艺，使整个环节都有质量保证。

能量收集

能量转换芯片需要低功耗和高转换效率的双项指标

　　能量无处不在，能量采集和储存技术其实也并不是很新。但随着物联网的飞速发展，越来越多的应用会用到能量采集技术、能源管理系统和可充电电池，以便能够在整个产品生命周期中持续使用。很多公司都在投入去开发能量收集芯片，产生了很多创新技术;在这个领域中遇到的问题是想要将收集到的能量真正派上用场，既需要解决芯片自身低功耗的问题，还要考虑如何大幅提高转换效率，这对能量采集芯片设计提出了新的挑战。

　　必须积少成多地把它们收集并管理起来，这也涉及到能量存储及减小漏电流的问题，需要有能连续存储并极低漏电流的存储器件，只有漏电流远远小于收集的能量，这些采集来的能量才有可能会被用到;一旦这些采集到的能量集中管理起来后，可以被用来驱动一些短暂或脉冲型的负载;对于那些连续工作的负载就牵扯到另一个问题，低功耗和超低功耗器件，只有这些超低功耗的器件的工作损耗与采集的能量及这些能量的管理达到平衡，微能量采集才能真正被广泛应用。

　　针对能量采集芯片的挑战，ADI目前推出了一系列基于太阳能的能量采集芯片--ADP5090/5091/5092。这是一种非常好的解决方案。它具有极低的功耗(<300nA)并在很低的电压(380mV)下即可启动工作;它可以管理采集到的微能量并给电池(锂电池、薄膜电池、超级电容等)和电容充电，使之达到负载所需的工作电压;可以支持突发性的射频输出或MCU，并支持第二块后备电池;对于如何提高太阳能的转换效率，该芯片特别设计了MPPT控制功能来保证太阳能电池板能一直工作在最大功率点上，只需要手表盘大小的太阳能电池板即可工作。该芯片可以广泛应用于可见光照射下的任何便携式设备、无供电电源的传感器、无线发射模块、可穿戴设备等多种应用中。

数据中心电源

数据中心的电源系统将由12V转到48V

　　近日，google在会上宣布加入由 Facebook 发起的OCP计划，并将自己在数据中心设计的研究结果捐献出来，所捐出的48V电源的机架设计包含48V伺服器至负载点设计、机架层48V锂离子不断电系统等。数据中心的耗电量占全球耗电量的1.5%左右，而且还在攀升。对数据中心的供电优化，降低PUE将有助于减少炭排放，减缓全球温度升高。google数据中心PUE的提升历程，目前已经可以做到1.1以内，而同期国内的PUE平均在2.2左右，有巨大差异。

　　48V电源分配系统在CT设备中已经广泛使用了几十年，而在IT设备中一直采用的是12V。更高的电压意味着更低的电流，更低的线路损耗。对于上千安培的母线电流来说，细微的阻抗也会导致很大的功率损耗。随着数据中心数据吞吐量和运算量的不断提升，机架的功率持续上升。最近VR(虚拟现实技术)红遍全球，虚拟现实技术会带来海量的图形计算，将会有更多的大功率GPU使用在机房中，带来海量的数据传输，导致ICT设备的单机功耗增加，势必会进一步推高数据中心对电能的需求。根据google公布的数据，采用了48 V电源分配器的新机架设计，相比传统的12V方案，电力的损耗降低了 30%。数据中心的电源系统将由12V转到48V。

　　Vicor的48V直接到低压大电流负载点的方案已经在google的数据中心大量使用，为其30%的效率提升作出了杰出贡献。

　　Vicor的48V架构称为FPA，包括前端采用深降压拓扑结构的预稳压模块(PRM)和后端采用正弦幅值变换器(SAC)的电压变压模块(VTM)两部分构成。PRM输出一个母线电压，40V左右，VTM为理想直流变压器，以固定变压因子输出一个低压大电流的功率(61mmX23mm的面积里面可以输出高达180A的电流)。比如，输入端为48V，要求1.8V 100A输出，那么可以采用24:1的VTM，此时PRM的输出电压将为1.8*24=43.2V。采用不同变压因子的VTM，调整PRM的输出，可以非常高效地实现48V到POL的供电。在服务器或者交换路由器中， CPU、memory、ACIS、FPGA这类低电压大电流芯片为耗电大户。高效地解决这些负载点是实现系统整体性能的关键。

小尺寸，高效率，高功率密度的电源成为大数据时代的基本需求

　　随着“云计算”概念的提出及推广，如今已经铺天盖地地渗入到社会的各个领域。几乎所有行业都在以此打造更庞大、更完善的运作体系。这些体系正常运作的基础，来源于大量的数据采集、数据传输、数据存储以及数据交换。确保所有数通设备的正常工作，确保突发条件下的稳态输出，确保故障情况下的后备供电，这些都对电源产品提出了更高的要求。小尺寸，高效率，高功率密度——这是大数据设备对电源产品的一个基本要求。由于系统高度集成，因此对电源产品的要求极高。而且，出于环保考虑，绿色能源的标准也移植到新的设备规格里。

　　SynQor公司通过中间总线架构技术及专利很好地解决了这些困难。BQ55系列(输入电压：35～55Vdc)和BQ57系列(输入电压：40～65Vdc)产品，满足输出电压匝数比4:1(12Vdc)& 5:1(9Vdc)的稳定输出。同时，在标准工业封装的前提下，八分之一砖尺寸标准模块可带载500-600W，四分之一砖尺寸标准模块可带载600-800W。另外，四分之一砖1000W，效率高达97%的产品也即将推向市场。这些产品对广大客户的数通设备的设计研发将带来很大的便利。

参考文献：

　　[1]迎九.无线充电的安全、成本、效率和方便性在提升.电子产品世界,2015(6):23-25

　　[2]熊克勇,项永金,崔斌,等.变频空调开关电源电路开关芯片炸失效分析与研究.电子产品世界,2016(2-3):40-42

　　[3]王莹.USB-C升降压电池充电器芯片探讨.电子产品世界,2016(2-3):82-83

　　[4]王莹,叶雷.面向智能化和物联网的电源解决方案.电子产品世界,2015(4):9-15

　　[5]王莹.SiC功率器件的技术市场走势.电子产品世界,2015(2-3):21-23

本文来源于中国科技核心期刊威廉希尔 官网app 2016年第3期第6页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。

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