【導(dǎo)讀】物聯(lián)網(wǎng)時代仍處于萌芽期，市場也在不斷洗牌；擁有出眾的電源管理技術(shù)無疑會是新應(yīng)用取得成功的一大關(guān)鍵。本文針對物聯(lián)網(wǎng)話題采訪了五家行業(yè)領(lǐng)先半導(dǎo)體廠商，請他們談?wù)勎锫?lián)網(wǎng)時代電源管理技術(shù)會有哪些新動向，以及這些新技術(shù)反映到終端應(yīng)用又會帶來哪些新的價值。
應(yīng)用不同，空間和效率需求也不同
在談到物聯(lián)網(wǎng)電源管理技術(shù)發(fā)展趨勢時，飛思卡爾模擬和傳感器產(chǎn)品高級市場經(jīng)理閆子波表示，飛思卡爾正在開發(fā)的電源管理IC適用于從便攜式應(yīng)用到汽車應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決方案。
他認(rèn)為，電源管理IC技術(shù)趨勢根據(jù)不同的終端應(yīng)用而有所不同。可穿戴應(yīng)用關(guān)注更高的效率來使得電池待機(jī)時間更長；由于空間限制，電源管理IC封裝尺寸必須越來越小。針對汽車應(yīng)用中 功耗較大的處理器，電源管理IC則要盡量提高效率來減少熱量產(chǎn)生，幫助散熱和提高可靠性。
隨著應(yīng)用處理器電源架構(gòu)變得越來越復(fù)雜，電源管理必須更加精細(xì)，才能優(yōu)化系統(tǒng)性能。
另一個趨勢是功能安全的要求變得更加重要，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)和系統(tǒng)的高度自主化致使人為監(jiān)督和參與會越來越少。
作為物聯(lián)網(wǎng)重要一環(huán)的汽車無人駕駛和娛樂系統(tǒng)，更會越來越多采用符合功能安全的芯片。“飛思卡爾的應(yīng)用處理器和電源管理IC都符合ISO標(biāo)準(zhǔn)。這一趨勢也同樣在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場中得到驗(yàn)證，比如電梯控制和機(jī)器人等。”閆子波表示。
安森美半導(dǎo)體應(yīng)用產(chǎn)品部AC-DC電源管理產(chǎn)品線總監(jiān)Tim Kaske則認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)的趨勢主要是為設(shè)備添加少量電源，這些設(shè)備過去可能沒有功率要求（圖1）。物聯(lián)網(wǎng)需要添加一個微處理器，而這是典型的低功率設(shè)備。其中一個很好的例子是咖啡壺或電飯煲。這類產(chǎn)品過去只需要足夠顯示時鐘的功率，而現(xiàn)在它們有無線連接，當(dāng)咖啡煮好或飯煮熟時提醒消費(fèi)者。
圖1：安森美半導(dǎo)體應(yīng)用產(chǎn)品部AC-DC電源管理產(chǎn)品線總監(jiān)Tim Kaske
能量收集技術(shù)大行其道
凌力爾特公司電源產(chǎn)品市場總監(jiān)Tony Armstrong則指出：“由于支持物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的無線傳感器激增，對于針對無線低功率設(shè)備而定制的小型、緊湊和高效率電源轉(zhuǎn)換器的需求也增大了。物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最新出現(xiàn)的一個細(xì)分市場是可穿戴電子產(chǎn)品，從能量收集角度來看，這個細(xì)分市場尤其令人感興趣。
“可穿戴技術(shù)不僅面向人類，還有很多應(yīng)用是面向動物的。無論應(yīng)用目的是什么，這類設(shè)備大多數(shù)都需要一塊電池作為主電源。不過，對于面向人類的應(yīng)用而言，似乎不久就會出現(xiàn)可利用太陽能產(chǎn)生電力的面料。你可以把這種面料做成的衣服想象成‘供電’套裝！Dephotex公司就已經(jīng)開發(fā)出使光伏材料足夠輕、足夠柔和可以適合穿戴的方法。這種材料本身會將光子轉(zhuǎn)換成電能，然后用這種電能給用戶穿戴的各種不同電子設(shè)備供電，或者用來給這些設(shè)備的主電池充電，甚至兩種功能兼而有之。”
Maxim Integrated現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊(duì)資深成員Damian Anzaldo談道，IoT電源管理的發(fā)展趨勢受IoT終端設(shè)備的影響。有些IoT應(yīng)用依賴于電池管理或能量收集；另一些應(yīng)用則由交流電網(wǎng)、直流總線供電或以太網(wǎng)供電。每種IoT設(shè)備的電源管理發(fā)展趨勢都與具體應(yīng)用相關(guān)。
圖2：Maxim Integrated現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊(duì)資深成員Damian Anzaldo
在電池供電應(yīng)用中，一項(xiàng)重要的電源管理趨勢是高精度測定電池電量，并且功耗極低，占據(jù)的電路板面積非常小。另一種趨勢是將電源管理功能進(jìn)行高密度模擬整合，實(shí)現(xiàn)IoT電源管理電路集成化（PMIC）。IoT PMIC優(yōu)化用于功耗敏感和空間受限的應(yīng)用。無線充電也將被用于眾多電池供電IoT設(shè)備，我們認(rèn)為能量收集是一種重要的電源管理趨勢。為了從太陽能、射頻（RF）或熱電源收集能量，需要像MAX17710（圖3）這樣靜態(tài)電流僅1nA，同時可處理極不穩(wěn)定大動態(tài)輸入功率（1uW~100mW）的方案。
圖3：能量收集將成為IoT設(shè)備的重要電池管理方案
Cypress公司指出：“我們的主要目標(biāo)是對于無線單元與物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)的集成電路電源管理（PMIC）。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，大量設(shè)備包括成千上萬的傳感器都要連接上網(wǎng)。這些設(shè)備的電源是能否大范圍連接上的關(guān)鍵所在。目前的方案是采取系統(tǒng)內(nèi)部的電源來操作。一般來說，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要更小的尺寸所以對電源的體積大小也有限制。這種情況下就帶來了電池壽命與更換的問題。誰能忍受更換成千上萬的傳感器電池還要處理有毒的化學(xué)品？這個費(fèi)用和工作量都是難以承擔(dān)的。”
Cypress的能源管理PMIC這個解決方案是將周圍的能源聚集起來，比如光、震動和熱量都能作為供應(yīng)系統(tǒng)的電源，而且能在較長時間里都減少電池的用量。Cypress正拓寬其能源管理解決方案的應(yīng)用范圍。該公司希望在未來的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中拓寬此解決方案的使用量。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的幾個觀點(diǎn)
“物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新日益更多地由軟件來驅(qū)動而不是硬件。由于在應(yīng)用處理器和電源管理IC在處理器初期已經(jīng)充分驗(yàn)證，采用應(yīng)用處理器和同一供應(yīng)商的電源管理IC，可以使開發(fā)者無需驗(yàn)證硬件平臺而集中精力開發(fā)軟件。”閆子波談道，“針對飛思卡爾SafeAssure計(jì)劃重要部分的功能安全，飛思卡爾將繼續(xù)提供應(yīng)用處理器和電源管理IC作為整套方案，以滿足部分功能安全的要求。”
“在功率范圍的低端是能量收集系統(tǒng)的毫微功率轉(zhuǎn)換需求，例如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中常見的能量收集系統(tǒng)，這類系統(tǒng)必須使用電源轉(zhuǎn)換IC 處理非常小的功率和電流。這類功率和電流可能分別僅為數(shù)十微瓦和數(shù)十納安。”Tony則表示。
最新和現(xiàn)成有售的能量收集產(chǎn)品，例如振動能量收集產(chǎn)品和室內(nèi)或可穿戴光伏電池產(chǎn)品，在典型工作條件下產(chǎn)生毫瓦量級的功率。盡管這個量級的功率可能看似用途有限，但是能量收集器件在數(shù)年內(nèi)持續(xù)運(yùn)行可能意味著，無論從所提供的能量還是從每能量單位的成本而言，能量收集技術(shù)與長壽命主電池都大致相同。此外，采用能量收集技術(shù)的系統(tǒng)一般能夠在電量耗盡后再充電，這種事情由主電池供電的系統(tǒng)是做不到的。不過，大多數(shù)解決方案都會將環(huán)境能源用作主電源，并用一塊主電池作為補(bǔ)充，如果環(huán)境能源消失或中斷，就切換到由主電池供電。
當(dāng)然，能量收集電源提供的能量取決于該電源能夠運(yùn)行多長時間。因此，比較能量收集電源的主要衡量指標(biāo)是功率密度，而不是能量密度。能量收集電源提供的可用功率一般較小、可變且不可預(yù)測，因此常常使用結(jié)合能量收集器和輔助電源的混合結(jié)構(gòu)。輔助電源可能是一塊可再充電電池，或一個存儲電容器（甚至可能是超級電容器）。能量收集器（由于其能量供應(yīng)無限且功率不足）是系統(tǒng)的能源。輔助電力儲存器（或者是一塊電池，或者是一個電容器）產(chǎn)生較大的功率輸出，但是存儲較少的能量，在需要時供電，否則定期從能量收集器接收電荷。因此，在沒有環(huán)境能源可供收集的時候，必須用輔助電力儲存器來給下游電子系統(tǒng)或無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）供電。
“在有些領(lǐng)域，我們看到IoT正在蓬勃發(fā)展。在工業(yè)控制領(lǐng)域和聯(lián)網(wǎng)家居領(lǐng)域，有許多產(chǎn)品可歸類為IoT設(shè)備。工廠自動化領(lǐng)域使用的工業(yè)可編程邏輯控制器（PLC）通過I/O-link、HART及傳統(tǒng)的4-20mA電流環(huán)路支持與遠(yuǎn)端測量和控制設(shè)備的云連接。SCADA工業(yè)控制系統(tǒng)是另一種形式的IoT，已經(jīng)被廣泛使用多年。”Damian則表示。
電源管理IC優(yōu)勢何在？
飛思卡爾非常關(guān)注產(chǎn)品的耐用、可靠的產(chǎn)品性能，這個理念貫穿于包括產(chǎn)品定義、測試過程和驗(yàn)證的整個流程，飛思卡爾的電源管理IC具有很好的可靠性；可以組合其微控制器和網(wǎng)絡(luò)處理器產(chǎn)品組成完整方案，進(jìn)行交叉銷售，幫助客戶設(shè)計(jì)所要求完美的嵌入式解決方案。飛思卡爾電源管理IC通過軟件配置輸出的上下電順序、電流輸出能力和電壓值。同時，其電源管理IC具有一流的輕負(fù)載效率，優(yōu)化系統(tǒng)功耗。
“凌力爾特的電源轉(zhuǎn)換IC提供必要的功能和性能，使這種功率值較低的能量收集系統(tǒng)能夠用于物聯(lián)網(wǎng)。”Tony說。
LTC3331是一款完整的能量收集調(diào)節(jié)解決方案。LTC3331的能量收集電源由一個接受AC或DC輸入的全波橋式整流器和一個高效率同步降壓型轉(zhuǎn)換器組成，從壓電（AC）、太陽（DC）或磁性（AC）能源收集能量。當(dāng)可收集能量可用時，它提供高達(dá)50mA的連續(xù)輸出電流，以延長電池壽命。當(dāng)用收集的能量向負(fù)載提供穩(wěn)定的功率時，該器件無需電池提供電源電流，當(dāng)在無負(fù)載情況下由電池供電時，工作電流僅為950nA。
另一個例子是LTC3388-1/LTC3388-3。該器件是一款20V輸入同步降壓型轉(zhuǎn)換器，可提供高達(dá)50mA的連續(xù)輸出電流，采用3mm×3mm（或MSOP10-E）封裝。LTC3388-1/LTC3388-3在2.7V至20V的輸入電壓范圍內(nèi)工作，因此非常適合多種能量收集和電池供電物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，包括“保持有效”傳感器和工業(yè)控制電源。LTC3388-1/LTC3388-3采用同步遲滯整流，以在很寬的負(fù)載電流范圍內(nèi)優(yōu)化效率。該器件在15μA至50mA負(fù)載時能夠提供超過90%的效率，僅需要400nA靜態(tài)電流，從而能夠延長用作輔助電源的電池的壽命。
在移動領(lǐng)域，對于智能手機(jī)等設(shè)備，Maxim憑借擁有專利的ModelGauge技術(shù)，成為PMIC和電池流量計(jì)領(lǐng)域的市場領(lǐng)導(dǎo)者。“我們正在將移動領(lǐng)域的優(yōu)勢擴(kuò)展至IoT可穿戴設(shè)備市場，這點(diǎn)體現(xiàn)在MAX14676，這是一款適用于IoT可穿戴應(yīng)用的充電管理方案，例如健身手表。該器件的工作電流極低，集成了多片DC-DC穩(wěn)壓器、電池充電器，以及嵌入式ModelGauge電池電量計(jì)。MAX14676采用小尺寸42焊球WLP封裝，只有3.497mm×3.118mm大小。這種帶有嵌入式知識產(chǎn)權(quán)（IP）的高度模擬集成對于尋求最小電源方案的客戶非常有價值，使方案的功耗達(dá)到最低，以延長產(chǎn)品的工作時間。”Damian說。
在工業(yè)領(lǐng)域，Maxim在POL電源調(diào)節(jié)器和高壓降壓轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域具有強(qiáng)大優(yōu)勢。許多工業(yè)應(yīng)用需要高電壓降壓轉(zhuǎn)換器，以較小的方案尺寸提供高效率。Maxim的喜馬拉雅系列60V降壓轉(zhuǎn)換器，如MAX17552，是第一款帶有內(nèi)部補(bǔ)償和同步整流的高壓降壓型電源方案。MAX17552的優(yōu)勢在于輸入電壓安全裕量，無需分立式肖特基二極管，具有較高的效率，無需外部補(bǔ)償元件。相對于最接近的競爭產(chǎn)品，該器件的效率提高8%，方案尺寸減小50%，外部元件數(shù)量減少75%。對于緊湊型及功耗敏感的工業(yè)IoT應(yīng)用，例如微型PLC和4-20mA環(huán)路傳感器，MAX17552提供了最優(yōu)化解決方案。
對于通信領(lǐng)域的電源產(chǎn)品，Maxim的POE電源控制器方案占有極為重要的位置，滿足POE+和即將施行的IEEE P802.3bt標(biāo)準(zhǔn)。利用有線LAN基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)供電和通信能力，使得POE成為IoT世界的一項(xiàng)重要技術(shù)支撐。Maxim最新發(fā)布的參考設(shè)計(jì)為POE供電的LED燈，該參考設(shè)計(jì)可通過Android或iOS智能手機(jī)應(yīng)用進(jìn)行控制。參考設(shè)計(jì)演示POE在住宅和商業(yè)照明應(yīng)用領(lǐng)域的IoT能力。參考設(shè)計(jì)展示MAX5969A受電設(shè)備控制器、MAX15062降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，以及MAX16832A高亮度LED驅(qū)動器。
“過去幾年安森美半導(dǎo)體一直專注于提升輕載和空載的能效。例如，過去為達(dá)到美國能源之星標(biāo)準(zhǔn)或歐洲行為準(zhǔn)則認(rèn)證，某些產(chǎn)品的空載待機(jī)能耗必須小于0.5瓦。這些標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證水平現(xiàn)已提高至小于0.1瓦，但安森美半導(dǎo)體的方案可低至0.01瓦。為解決這一挑戰(zhàn)，安森美半導(dǎo)體已開發(fā)新的晶圓工藝技術(shù)及創(chuàng)新的電路以降低功耗。這技術(shù)能力讓我們令產(chǎn)品在低功率應(yīng)用中更具高能效。從技術(shù)角度來看，我們的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是直接連接至高壓電源的能力。安森美半導(dǎo)體在高壓處理能力方面已是先鋒，提供多個器件和電路優(yōu)化用于感測輸入電壓同時將功耗降至最低。我們現(xiàn)在提供完整的解決方案，不僅在滿載時提供高能效電源，而且在低輸入電壓和輕載時智能地優(yōu)化功耗。”Tim表示。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用電源設(shè)計(jì)的迫切需求
“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用電源設(shè)計(jì)面臨著很多挑戰(zhàn)，比如面積限制、高于90%的轉(zhuǎn)換效率、低功耗模式下的低漏電流和低靜態(tài)電流、散熱管理和設(shè)計(jì)的復(fù)雜性等等。”閆子波說，“最終的軟件編碼也會影響功耗的大小，因此在軟件完成之前在硬件優(yōu)化的電源性能不一定是最優(yōu)的設(shè)計(jì)。”
“在功率范圍的‘低’端，WSN、傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的毫微功率轉(zhuǎn)換變得越來越常見，因此需要能夠用非常小的功率和電流工作的電源轉(zhuǎn)換IC。這些功率和電流常常分別為數(shù)十微瓦和數(shù)十納安。但是，工作在不到1μA電流的可用電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品（包括電池充電器）卻極其有限。”Tony補(bǔ)充說。
Damian表示：“IoT可穿戴設(shè)備等移動應(yīng)用對功耗非常敏感，并且空間極為狹小。減小方案尺寸、降低物料清單（BOM）成本對于我們的客戶非常重要。我們的電源設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)在于實(shí)現(xiàn)極高模擬整合水平的同時，將分立式無源元件的數(shù)量降至最少。另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是優(yōu)化電源電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)最佳的電源效率。”
他認(rèn)為，IoT設(shè)備的最大挑戰(zhàn)之一是電池壽命，其中許多設(shè)備的靜態(tài)電流非常低，以最大程度地延長充電間隔。在有些情況下，因?yàn)镮oT設(shè)備“始終打開”，要求靜態(tài)電流極低。對于其它應(yīng)用，由于設(shè)備大部分時間處于休眠模式，所以靜態(tài)功耗非常重要。這些靜態(tài)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的智能手機(jī)，使得當(dāng)今許多電源管理方案不太適合。
IoT領(lǐng)域的重要部分是與數(shù)據(jù)中心的云連接。IoT和大數(shù)據(jù)分析將明顯增大數(shù)據(jù)中心的能源需求。這意味著數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的電源方案必須解決高負(fù)載電流時的高功率密度。隨著數(shù)字處理器的工藝構(gòu)造達(dá)到28nm、速度提高至1GHz以上，直流電源轉(zhuǎn)換器必須支持低壓核電壓的較高負(fù)載電流，并提供卓越的瞬態(tài)響應(yīng)。此類應(yīng)用中的負(fù)載電流可達(dá)到150A@1.0V核心電源軌，瞬態(tài)達(dá)到30A/us。結(jié)合負(fù)載要求，數(shù)據(jù)中心電源管理方案必須提供最高效率，效率達(dá)到95%，以降低散熱和節(jié)省能源成本。對于為下一代數(shù)據(jù)中心服務(wù)器應(yīng)用開發(fā)POL電源方案的IC設(shè)計(jì)者，面臨多項(xiàng)挑戰(zhàn)。
車聯(lián)網(wǎng)的涌現(xiàn)使得汽車成為另一個重要的IoT市場。車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的強(qiáng)大市場驅(qū)動在于對信息娛樂系統(tǒng)、駕駛者安全和無線云連接的旺盛需求。汽車IoT市場帶來了獨(dú)特的電源設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。無線音響單元中的半導(dǎo)體部件成指數(shù)增長，其中包括了汽車中不同的電子子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)要求電源管理IC必須能夠應(yīng)對嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，例如負(fù)載沖擊瞬態(tài)（高達(dá)42V）、冷啟動條件下工作（低至5V）、電磁干擾（AM波段）、寬工作溫度（高達(dá)+105°C）、超低待機(jī)電流，以及優(yōu)異的電源轉(zhuǎn)換效率。為克服艱難的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，模擬電源公司需要采用正確的技術(shù)組合、IC工藝，以及具有產(chǎn)品定義經(jīng)驗(yàn)的IC設(shè)計(jì)天才。
Tim則認(rèn)為：“物聯(lián)網(wǎng)電源設(shè)計(jì)的最大挑戰(zhàn)是參與并支持可能對電源管理不熟悉的不同設(shè)計(jì)群組。雖然電源方案看似簡單，但它的確需要模擬電源設(shè)計(jì)的專知以完成強(qiáng)固的方案，同時也以高性價比的方式符合終端產(chǎn)品的需求。為此安森美半導(dǎo)體提供在線工具，如GreenPoint，客戶可在構(gòu)建一個硬件的實(shí)施前建立并仿真他們的設(shè)計(jì)。”
應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)需求量身打造最新電源管理
“新的產(chǎn)品會采用更小的封裝、更高效的架構(gòu)和實(shí)施措施。代碼編寫完成并就位后，可以靈活地配置軟件代碼來優(yōu)化電源。”閆子波說，“在2015年6月下旬舉行的美國飛思卡爾技術(shù)論壇上，我們將推出PF3000電源管理IC，來配合超低功耗的Cortex A7內(nèi)核處理器產(chǎn)品系列（圖4）。它還能給新一代i.MX系列應(yīng)用處理器供電。”
圖4：飛思卡爾PF3000電源管理IC
此外，PF3000電源管理IC非常適合Cortex A9內(nèi)核產(chǎn)品系列，特別是i.MX 6系列成員，包括i.MX 6Solo、i.MX 6SoloLite和i.MX 6SoloX。
飛思卡爾不斷創(chuàng)新推出進(jìn)一步小型化的產(chǎn)品，以支持物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新。飛思卡爾將繼續(xù)認(rèn)證符合功能安全I(xiàn)SO標(biāo)準(zhǔn)的新產(chǎn)品。該公司下一步設(shè)計(jì)將繼續(xù)增強(qiáng)集成度，實(shí)現(xiàn)更低功耗、更低的靜態(tài)電流和多相輸出能力。
“為了幫助設(shè)計(jì)師應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要較低功率轉(zhuǎn)換的挑戰(zhàn)，凌力爾特公司一直在開發(fā)具備必要性能特點(diǎn)以滿足這類應(yīng)用需求的電源轉(zhuǎn)換和管理IC。這些IC的一些特色和功能包括：低備用靜態(tài)電流——一般低于6μA，可低至450nA；低啟動電壓——低至20mA；高輸入電壓能力——高達(dá)34V連續(xù)和40V瞬態(tài)；能夠接受AC輸入；多路輸出能力和自主的系統(tǒng)電源管理；面向太陽能輸入的最大功率點(diǎn)控制（MPPC）；解決方案占板面積緊湊，所需外部器件最少。”Tony說。
“對于IoT電源領(lǐng)域，Maxim具有獨(dú)特的綜合優(yōu)勢：豐富的產(chǎn)品、IP算法、封裝技術(shù)、制造工藝及終端設(shè)備知識，以及卓越的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品定義和應(yīng)用工程天才。得益于以上因素，Maxim能夠整合各種技術(shù)優(yōu)勢，解決IoT領(lǐng)域面臨的各種電源設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。”Damian指出，“以移動IoT領(lǐng)域?yàn)槔?，我們能夠整合多種不同的電源和電池管理功能，例如多個開關(guān)模式POL電源、多個線性調(diào)節(jié)器、電池充電、電池電量計(jì)以及USB-AC適配器智能電源開關(guān)。此外，我們能夠集成耳麥音頻放大器、揚(yáng)聲器音頻放大器、混合信號ADC/DAC通道、GPIO和實(shí)時時鐘功能。這是Maxim整合多種學(xué)科來集中解決客戶奇特需求的一個例子，例如方案尺寸和BOM成本。”
為延長IoT設(shè)備中的電池壽命，MAX14676優(yōu)化用于在極低工作電流下提供高效率。器件集成ModelGauge算法，能夠?yàn)楫?dāng)前可用的任何方案提供最高精度的電量計(jì)量，有效延長電池壽命。高準(zhǔn)確度使其能夠在較深放電水平下可靠工作。
MAX16993為汽車PMIC，解決了無線音響單元設(shè)計(jì)問題。MAX16993的效率超過90%，集成了解決負(fù)載沖擊、冷啟動、EMI、溫度范圍及待機(jī)電流所需的全部功能。這是Maxim充分利用IC工藝、設(shè)計(jì)天才和產(chǎn)品定義知識來解決IoT挑戰(zhàn)的例子。
“我們正借助專門設(shè)計(jì)PMIC的專業(yè)技術(shù)來設(shè)計(jì)復(fù)雜的電路，以此滿足系統(tǒng)的要求。能源管理系統(tǒng)就是其中一個解決方案。”Cypress公司談道。
Cypress面向能量收集的電源管理IC有兩款：用于光/振動能量采集的超低功耗降壓電源管理IC——MB39C811，和用于光電/熱電能量采集的超低輸入升壓電源管理IC的MB39C831（圖5）。
圖5：MB39C811/831能量收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
MB39C811包括低功耗的全波橋式整流器，以及比較器方式的高效率降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。它為高輸出阻抗的能量源（如壓電換能器）提供能量采集解決方案。
MB39C811能夠選擇8個預(yù)置的輸出電壓，并能提供高達(dá)100mA的輸出電流。
MB39C831則是一個高效率同步整流升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器IC，它能夠有效地將從光電器件（包括單串或多串）或從熱電器件（TEG）獲取的能量提供給鋰離子電池。
它具有調(diào)整DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出，使光電器件能夠工作在最大功率點(diǎn)的功能（MPPT：最大功率點(diǎn)跟蹤），并具有安全地給鋰離子電池充電的保護(hù)功能。它可以從0.35V的低輸入電壓起動，適用于使用單串光電器件作為輸入的應(yīng)用。
“我們計(jì)劃推出第二代電源管理PMIC，它會顯著減少電源損耗量與操作中的電壓。這樣才能讓小傳感器模塊與小太陽能電池相結(jié)合。”Cypress公司補(bǔ)充說。
“安森美半導(dǎo)體正為低功率應(yīng)用創(chuàng)建更多的參考設(shè)計(jì)和支持工具。我們的在線設(shè)計(jì)工具每月完成2,000多個設(shè)計(jì)。這令設(shè)計(jì)工程師有經(jīng)證實(shí)的方案作為起點(diǎn)，利用可用設(shè)計(jì)以確保他們不會延遲生產(chǎn)其核心終端產(chǎn)品。系統(tǒng)級方案可在實(shí)施硬件前被修改和優(yōu)化。安森美半導(dǎo)體還有強(qiáng)大的現(xiàn)場支援工程團(tuán)隊(duì)、在線技術(shù)幫助和區(qū)域技術(shù)專家在客戶的設(shè)計(jì)流程中幫助他們。從我們客戶的反饋，已證實(shí)安森美半導(dǎo)體的仿真和設(shè)計(jì)流程已為他們節(jié)省了數(shù)周至數(shù)月的產(chǎn)品開發(fā)周期。
“安森美半導(dǎo)體將推出更多低功率產(chǎn)品如NCP1060、NCP1070，將脈寬調(diào)制（PWM）控制器和MOSFET集成到單個封裝中。我們的集成轉(zhuǎn)換器減少了元器件總數(shù)量，且更易于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。這類典型的電源產(chǎn)品可減少一半的總元件數(shù)，并減少1/4的產(chǎn)品尺寸/重量。安森美半導(dǎo)體還提供初級端穩(wěn)壓產(chǎn)品如NCP1360，更進(jìn)一步減少元器件，應(yīng)對空間受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的要求。它無需光耦這種典型的在系統(tǒng)中MTBF（平均故障間隔時間）最低的元件，從而成為更強(qiáng)固的電源。安森美半導(dǎo)體正定期增加數(shù)字含量嵌入到我們的模擬控制器和轉(zhuǎn)換器，以令產(chǎn)品更通用，從而更適合快速演變的市場如物聯(lián)網(wǎng)。數(shù)字部分的可編程性使我們能快速提供新的產(chǎn)品配置，因應(yīng)將來電源需求的變化。”Tim最后表示。
