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消费电子面临电源技术新挑战

Consumer Electronics Are Facing New Power Technology Challenges

飞兆半导体亚太区总裁 郭裕亮

随着世界能源问题的突显,电源管理、功率器件的节能技术将是今后电子产品的重要任务。提高效率、减小封装尺寸、降低整机待机功耗……2005年将给业界带来什么?


在2005年,全球和中国的电子和半导体行业将面临继续能源问题的挑战。单是美国每年的信息科技能源花费就达80亿美元;而中国的耗电量预计到2010年将达3万1千亿千瓦。

消费电子产品在待机模式下的功耗是业界及国际能源协会 (IEA) 等能源组织关注的一个重要议题,“1瓦倡议”由此应运而生。这些标准规定了系统的SMPS (开关电源) 的待机功耗。

半导体厂商纷纷实施其能源战略,积极开发功率管理产品和技术,实现功率的高效转换、控制和调整,减少功率需求,提高性能表现,以符合新的节能标准,进而在消费电子产品中抢占市场先机。相关消费及商业需求庞大的终端市场产品包括:用于家庭娱乐系统的高分辨率平板显示器和CRT显示器;白色家电 (电冰箱、洗衣机、空调之类) 中实现高能效电机控制的电源解决方案;用于降低机顶盒、彩电、DVD和充电器待机功耗以符合1瓦功耗提案的产品;以及超便携式设备。一种可满足“1瓦待机功耗”要求的可行方案是采用绿色 FPS (飞兆功率开关)。绿色FPS器件在单个芯片封装内集成了SenseFET 和 PWM 控制器,通过在系统待机状态下实现间歇模式工作而满足及超越“1瓦倡议”的要求。
随着将应用集成在更小、更轻及功能更强大的电子产品中,消费电子产品特别是便携产品正面临着新的电源技术挑战。


兼顾小尺寸与低功耗

随着最终产品在功能上的兼容及尺寸的缩小,系统设计者要求芯片功耗低,占用空间少。在设计管理芯片时,电源效率和封装尺寸之间存在一个重要的关系。小封装没有大封装散热快,因此IC设计者必须提高电源效率。为满足这一需求,业界提供了高效率的芯片级封装设计,如缩小的四方扁平无引脚封装 (DQFN) 和球栅阵列 (BGA) 封装。与传统封装相比,这些封装形式平均可减少60%的封装尺寸,并且具有可靠的功能特性。此外,IC设计界最近的趋势是将这些功率管理单元集成到应用处理器中,以便进一步削减功耗。然而,这样做必须克服包括开发进度、成本和处理器的集成化带来的热处理等几个难题。


电源用量管理

便携式设备设计者的另一个挑战是设备的电源用量管理,因为设备需要关闭不同的部分。采用智能负载开关是一个方法,如采用飞兆半导体的高级保护负载开关系列产品,可用单片封装替代两个有源器件及几个无源器件,从而节省宝贵的线路板空间,并可缩短电池供电产品的设计和面市时间。该系列器件可为高达100 mA的应用提供功率管理、负载控制与保护的简单完整的解决方案。其输入电压低至1.8 V,可通过最新一代的便携式应用微处理器对其进行数字控制。这对电池供电系统尤其重要,因为在电池将要耗尽时系统供电电压可以变得很低。这个保护、控制和故障监控等功能兼备的独特组合构成了一个简单、节省空间的方案,不但可提高电池使用寿命,而且可加速产品面市。

2005GEC.1

         
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