【導(dǎo)讀】專家非常看好工業(yè)控制電源領(lǐng)域。隨著工業(yè)系統(tǒng)增加電壓軌的數(shù)量，更高的系統(tǒng)功率密度必須達到保護不動產(chǎn)，并降低系統(tǒng)成本的需要。鑒于這些動態(tài)，2015年將是具有低成本性和易用性的數(shù)字電源獨特增長的一年。
隨著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度加快以及電子通信技術(shù)迅速發(fā)展，工業(yè)將融入更多智能元素，高效化和智能化成為未來工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，可以預(yù)見，智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時代即將到來。在嵌入式領(lǐng)域，MCU、處理器、FPGA等主控芯片商戰(zhàn)火將起，此外，工業(yè)電源模塊將是廠商克敵制勝的關(guān)鍵所在。為此，電子發(fā)燒友年終回顧專題特邀Intersil公司電信基礎(chǔ)設(shè)施與工業(yè)電源產(chǎn)品高級副總裁Mark Downing，探討工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在電源領(lǐng)域設(shè)計與挑戰(zhàn)。
從德國工業(yè)4.0到中國傳統(tǒng)制造業(yè)升級
從德國工業(yè)4.0概念的提出，到中國推進傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級，傳統(tǒng)的電機與電機控制行業(yè)也在發(fā)生巨大變化，目前工業(yè)領(lǐng)域?qū)﹄姍C控制電源提出了全新要求。“工業(yè)系統(tǒng)中電壓路數(shù)的不斷增多使電源設(shè)計復(fù)雜度顯著上升。設(shè)計工程師現(xiàn)在需要可簡化其設(shè)計并能提供更高功率密度的解決方案。” 來自Intersil公司電信基礎(chǔ)設(shè)施與工業(yè)電源產(chǎn)品高級副總裁Mark Downing這樣表示。
高集成度和高效產(chǎn)品可簡化針對廣泛工業(yè)應(yīng)用的電源設(shè)計，包括智能家庭和電網(wǎng)、測試測量系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備和工廠自動化。Mark Downing指出這一觀點，他進而表示“intersil電源模塊有助于簡化設(shè)計的原因是，其全面集成了包括PWM控制器、FET、電感和補償電路在內(nèi)的所有元件，只需再添加一個輸入電容和一個輸出電容即可設(shè)計出完整電源。”為此，設(shè)備制造商就不需要設(shè)計分立電源管理解決方案，減少電路板空間占有量，進而降低了一定的風(fēng)險。同時，intersil研發(fā)用于工業(yè)應(yīng)用的模擬和數(shù)字控制器、電源模塊、開關(guān)穩(wěn)壓器及LDO，向其客戶提供更全面的解決方案。例如，用于存在檢測的Intersil運動傳感器和光傳感器產(chǎn)品以及各種精密模擬模塊，可幫助用戶與智能家庭和智能工廠中的互連設(shè)備進行輕松互動，并在這個過程中節(jié)省能量。
如此一來，面對市場對系統(tǒng)需求的持續(xù)增長，是否會由于滿足電源的設(shè)計要求，從而導(dǎo)致成本的不斷增高？Mark Downing認為，通過使用模塊和基于GUI的設(shè)計界面來簡化設(shè)計，能夠加快設(shè)計速度的解決方案。該趨勢已經(jīng)出現(xiàn)，而Intersil將繼續(xù)開發(fā)創(chuàng)新的電源管理解決方案，通過以更小占位面積提供更高效率和功率密度來支持電壓路數(shù)的增加。推動系統(tǒng)智能化達到新的水平，以支持對整個電源的效率與錯誤的管理，使客戶的電源系統(tǒng)更易于設(shè)計和監(jiān)測/控制。例如，ISL8541x降壓穩(wěn)壓器可高效地對來自電源或電池的直流電壓進行向下轉(zhuǎn)換，為電壓要求各不相同的多個微處理器和元件供電。 ISL85410、ISL85415和ISL85418向設(shè)計工程師提供最大的靈活性，支持寬輸入和輸出電壓范圍。由于這些器件是引腳兼容的，所以一種布局可用于多種系統(tǒng)，從而幫助加快產(chǎn)品上市速度和降低設(shè)計成本。
效率是系統(tǒng)設(shè)計工程師面臨的常見設(shè)計挑戰(zhàn)
Mark Downing還認為，效率仍然是系統(tǒng)設(shè)計工程師面臨的常見設(shè)計挑戰(zhàn)。特別是，工廠自動化現(xiàn)在需要效率更高的電動機和過程控制設(shè)備通過收集、存儲和分析數(shù)據(jù)來監(jiān)測和控制系統(tǒng)互動。運動控制系統(tǒng)與對應(yīng)運動信息輸入之間的接口需要嚴(yán)格同步，電動機控制子系統(tǒng)的所有方面都必須盡可能高效和精確，以管理電動機的速度、扭矩和位置——無論是在組裝線上還是在便捷式電動工具中。比如intersil 的HIP2103(＄0.9500)和HIP2104半橋驅(qū)動器，使用直流電動機、三相無刷直流電動機控制系統(tǒng)或其他類似負載設(shè)計，以改善系統(tǒng)可靠性或降低錯誤動作而引起的災(zāi)難性電橋故障，兩種橋式驅(qū)動器均通過獨特的電源管理方法來延長電池續(xù)航時間，具體而言，支持業(yè)內(nèi)最低的睡眠模式電流，以最小化器件在不工作時或處于待機模式時的功耗。客戶需要的是電池續(xù)航時間長、可靠和使用壽命長的產(chǎn)品。
他進一步指出，家庭和工廠的節(jié)點也是物聯(lián)網(wǎng)重要組成部分，也是推動電源管理IC產(chǎn)線發(fā)展的重要趨勢。物聯(lián)網(wǎng)——家庭和工廠中的節(jié)點開始實現(xiàn)互連，使我們的生活和工作方式智能化——完全依賴于使這些互連節(jié)點在電池支持下運行數(shù)年而非數(shù)小時或數(shù)天的能力。Mark Downing詳細介紹道，對尋求用于工廠自動化和過程控制系統(tǒng)的解決方案的電源工程師，Intersil數(shù)字和模擬控制器、電源模塊、開關(guān)穩(wěn)壓器和LDO可幫助簡化設(shè)計和集成。無論是模塊還是離散控制器，都為GUI軟件所支持；這種軟件甚至無需寫一行代碼，并且其花費等同于甚至少于模擬系統(tǒng)。
在采訪的最后，Mark Downing表示，非常看好工業(yè)控制電源領(lǐng)域。隨著工業(yè)系統(tǒng)增加電壓軌的數(shù)量，更高的系統(tǒng)功率密度必須達到保護不動產(chǎn)，并降低系統(tǒng)成本的需要。鑒于這些動態(tài)，2015年將是具有低成本性和易用性的數(shù)字電源獨特增長的一年。Intersil視中國為最具戰(zhàn)略意義的市場，并且我們投資定位于中國領(lǐng)先的電子產(chǎn)品制造商的創(chuàng)新產(chǎn)品。預(yù)計對更多高能效電子產(chǎn)品的需求將在2015年創(chuàng)造新的增長機會。將為其中國客戶提供差異化的技術(shù)，助力解決最具挑戰(zhàn)性的系統(tǒng)設(shè)計問題，并促使客戶獲得自身目標(biāo)市場份額。
