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Analog Devices Inc. (ADI)发表凑型双通道10A或单通道

在大电流方面,梁再信坦言,这是挑战工程极限的非常重要的探索。FPGA需要一个0.8V的Core电压,100A,因为电流实在太大了,在过去比较难设计,而且0.8V的core电压如果波动范围超过3%、5%,可能FPGA会死机。怎么样做到这个电源?梁再信讲到:“2010年的时候,我们推出了4601,需要用12片才能做到100A,2012年我们推出了4620,每一片是25A,需要用4片,大概可以做到100A的输送电流。到了2014年我们推出了4630,35A的输出电流,用3片也可以达到100A的电流输出,到了2016年我们发布了4650,一片50A,两片就可以做到100A。大家可以看到这个体积是越来越小,然而我们还是做了提高,今年7月份我们会发布一个全新的产品,LTM4700,带数字接口的控制逻辑,一片100A,这个模块看起来很小。”

LTM4700 在 4.5V 至 16V 的输入范围内工作,其输出电压在 0.5V 至 1.8V 的范围内进行数字控制。集成式 A/D 转换器、D/A 转换器和 EEPROM 使得用户能够采用一个 I²C PMBus 接口对电源参数进行数字监视、记录和控制。开关频率同步至一个频率范围为 200kHz 至 1MHz 的外部时钟,以满足那些对噪声敏感的应用。LTM4700 还拥有针对过压和欠压、过流和过温等故障情况的自保护和负载保护功能。

确保在整个电压、负载和温度范围内 (–40°C 至 125°C) 的总输出电压 DC 准确度为 ±1.5%。此外,两个输出端上的板载远端检测放大器还可补偿由 PC 板走线阻抗因大负载电流而引起的电压降。LTM4646 具有可选的内部或外部反馈环路补偿,从而使用户能够在尽量减少输出电容器数量的同时优化环路稳定性和瞬态性能。

“另外,我们80%以上的市场来自于工业、通信和汽车,这三大块是我们非常专注的”,梁再信讲到:“这三大块需要支持的产品周期比较长,可能是5—10年,甚至20年的应用,并且对可靠性、性能稳定性要求比较高。公司整合之后在这方面的投入会更加强效有力。”

LTM4700 µModule 的高集成度和内置组件级的封装设计纳入了片上存储器、数据转换电路和数字接口,尺寸只相当于竞争器件的一半左右。该器件的应用包括云计算、高速计算和光网络系统、通信基础设施、PCIe 板,以及医疗、工业和测试与测量设备。

在 12VIN 至 1.0VOUT 转换时的峰值效率为 86%。在具有 200LFM 气流时,LTM4646 可在高达 85°C 的环境温度下持续提供完整的 20A 电流。电流模式架构允许执行多相并行操作,以利用非常优越的均流能力增加输出电流。

在提升效率,节能降耗方面,从一个电路来讲,有两方面的损耗不得不面对,一个是MOS管开关损耗,一个是电感作为储能器件有电池转换的效率,这两部分的损耗让你没办法逾越传统电源上的弊端,效率很难做到93%、94%以上。从8610来讲,效率已经很高了,从1毫安到3A的宽度范围里,效率始终在92%以上,最高到94%点几。

将创新、业绩和卓越作为企业的文化支柱,并基此成长为该技术领域最持久高速增长的企业之一。ADI公司是业界认可的数据转换和信号处理技术全球领先的供应商,拥有遍布世界各地的60,000客户,涵盖了全部类型的电子设备制造商。

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但是存在一个问题, 7820现在要求的电压转换是呈比例的,48伏转24伏,可以实现这个效率,或者48V转12V,就是1/N才可以,那怎么办?梁再信表示:“不用担心,创新永远在引领时代的进步潮流,我们在开发7821,是整合了这个模式和加上了普通的传感器这种传统的统变的电感变压器的模式,能够把效率还可以维持在97%左右,但是电压可以随便调,所以这个器件是非常适合在通讯系统里面48V电源往下转12V的主电压99%的效率,不用散热片,也不用加任何风冷。”

从 12VIN 转换至 1VOUT/100A 时具有约 90% 满载效率

2018年2月1日, Analog Devices Inc. (ADI) 宣布推出 Power by Linear™ 的LTM4646,该器件是一款采用 5V 或 12V 输入电源轨的双通道 10A 或单通道 20A 输出、降压型 µModule 负载点稳压器。LTM4646 内含电感器、MOSFET、DC/DC 控制器和支持组件,并采用 11.25mm x 15mm x 5.01mm BGA 封装。与先前的 2 个单通道 10A 输出模块解决方案相比,LTM4646 使解决方案尺寸缩减了 25% 以上。凭借其双通道稳压器设计、小封装尺寸和精准的电压调节,LTM4646 可满足高密度系统板的 PCB 面积限制条件,能够为 FPGA、ASIC、微处理器和 GPU 等低电压和高电流器件供电。该器件的应用包括 PCIe 板、通信基础设施、基于云计算的系统、以及医疗、工业、和测试与测量设备。

近日,在《第七届EEVIA年度中国ICT媒体论坛暨2018产业和技术展望研讨会》上, ADI电源产品中国区市场总监梁再信与我们分享了电源技术目前的发展态势以及Power by Linear在这方面所做的努力和进展。他表示,电源很重要,在系统设计里面非常非常重要,电源如果不好就会导致系统不稳定。Power by Linear整合了Linear的产品和ADI电源的产品,是一个全新的子品牌,在电源方面具备极强的优势,未来会继续重点考虑Form Factor、Efficiency、EMI三方面。

Analog Devices 电源产品副总裁 Chris Mann 说:“高效冷却是影响全球数据中心的一个关键问题。对于较高吞吐量、基于云计算服务不断增长的需求给目前的数据中心基础设施造成了压力,需要采用一种新的散热方法。LTM4700 有效地解决了这个问题,使得数据中心运营商能够提高其服务器的密度和性能。”

单独使用时,LTM4646 在 4.5V 至 20V 的输入范围内工作。当 5V 外部偏置可用时,该器件能够依靠 2.375V 电压供电工作。输出电压的可调范围从 0.6V 至 5.5V,因而使得该器件不仅能产生用于数字设备的低电压,还可产生系统总线电压中通常需要的 2.5V、3.3V 和 5V。开关频率可利用一个电阻器设置在 250kHz 至 1.3MHz 的范围内,而且亦可同步至一个频率范围为 300kHz 至 1MHz 的外部时钟,以适合那些对噪声敏感的应用。此外,该器件还拥有过压和过流保护功能。

在EMI方面,梁再信表示:“越来越重视EMI,为了减少系统的噪声和干扰,我们推出一系列的silent Switcher,比较安静的开关电源。”据介绍,目前的Silent Switcher2,93%的效率,满足CISPR25 Class 5 EMI的指标,包括 LT8609、8640、8645不同的Silent Switcher结构。它的好处是效率和EMI可以做到非常低。

通过采用创新的散热封装技术,LTM4700 工作时的温度为73摄氏度,而竞争对手提供的模块化解决方案之运行温度则通常为90摄氏度。在高达70摄氏度的环境温度和具有200 LFM 气流的情况下,LTM4700 可在 12VIN 至 0.8VOUT 的转换中提供 100A 的满载电流。在 12VIN 至 0.8VOUT 转换操作时的峰值转换效率为90%。 另外,µModule 架构还使系统设计人员能组合最多8个器件,可提供高达 800A 的负载电流,以满足数据中心处理器的较高功率需求,包括 FPGA、ASIC、GPU 和微控制器。

据悉,Silent Switcher包含了非常多的技术专利,但是最简单的最通俗易懂的概念就是在电路的设计上,让这个电流环在芯片上是两个反方向的环路,电生磁、磁生电,如果能够环路是反向的,产生的磁场就是反向的,它就会相互抵消。

特性概要:LTM4700

此外,因为你的电感不是理想电感,你的MOS管不是理想开关,一定有损耗,摆在ADI电源部门面前一个非常大的难题就出现了,怎么解决呢?能不能把电路里的电感去掉?梁再信表示,团队做了不同的尝试,最近发布的一个器件7820,没有电感的开关电源,板子很小,28×28,厚度6毫米。我们在考虑不同的电源,不同的拓扑结构,后续还会做7820、7821等。对于7820,通过创新的设计和工艺方法,电源转化率可以维持在99%左右的转换效率。

具有数字接口的双路 50A 或单路 100A 数字可调输出以用于控制、补偿和监视

未来,在梁再信看来, Form Factor、Efficiency、EMI三方面是电源发展面临的挑战。具体而言,首先,如何考虑高性能的电源帮助客户产品减少PCB的尺寸,增加更多功能,换言之就是通过提供比较小的方案的同时保证较好的性能。其次,如何节能,提高效率。最后,如何在EMI和ESD这方面提升设计和噪音处理,提高产品的可靠性和创新性。

ADI公司简介

Power by Linear是如何应对这些挑战的呢? Power by Linear在模块方面做了三个方面的尝试和方向,一个是超小体积,一个是超薄,一个是超大电流。用这个模块很容易拼出300A、500A的超大复杂计算体系的Core电源。

专为应对工业电源挑战而设计的 µModule 稳压器

据梁再信介绍,Power by Linear整合了Linear的产品和ADI电源的产品,保留了之前Linear绝大多数的特点,从全球生意的比例来讲,Linear的电源产品大概占到85%,传统的ADI电源产品在一些定制化方面做的比较深,大概占15%左右。

在整个温度范围内具有 ±0.5% 的最大 DC 输出误差

在尺寸方面,通过设计的电源模块来做小型化。比如在四年前有一个LTM4627,出15A的电源,需要15×15×4.92mm封装,到今天同样的电流,Power by Linear做了LTM4638,尺寸变成了6.25×6.25×5.02mm,体积比以前缩小了非常多,但功率密度比以前高了。

宽输入电压范围:4.5V 至 16V

据介绍,目前两个公司整合之后大概有15000名员工,产品线加起来超过43000种器件,接近9000多种器件来自于电源,全球有44个设计中心,14个是LTC的,30个是ADI的,总共全球营业额一年是50亿美金左右。

ADI 的高功率 uModule 稳压器可降低数据中心冷却要求

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Analog Devices, Inc. (ADI) 凭借 LTM4700 降压型 DC/DC 电源稳压器扩充了其 Power by Linear(TM) µModule® 稳压器系列,该器件兼具同类产品最高功率和用以降低数据中心基础设施冷却要求的高能效。这款新型电源 µModule 可提供双路 50A 或单路 100A 配置,其采用的创新封装技术实现了在服务器密度增加以及数据中心吞吐量和计算能力提升下,对系统尺寸和冷却成本的影响微乎其微。

他坦言:“尽管竞争对手现在也开始在跟进这个技术,但是我们始终保持领先状况。并且,我们内部已经在研发第三代Silent Switcher3技术,但是我们的竞争对手很多还在做Silent Switcher1。”

输出电压范围:0.5V 至 1.8V

此外,据他透漏,现在6.25不是最小的,Power by Linear在研发4×4、3×4的电源模块,可能下半年或者明年会发布。

作为领先业界40多年的高性能模拟集成电路制造商,ADI的产品用于模拟信号和数字信号处理领域。公司总部设在美国马萨诸塞州诺伍德市,设计和制造基地遍布全球。ADI公司被纳入标准普尔500指数。

可靠性方面,ADI有不同的产品做无线传感网络,Dust Networks,它通过切频或者换频、换通道来实现99.999%的可靠性。同时通过一个新的技术时间同步,去实现超低功耗。对于物联网来说,节点特别多,换电池非常满发,针对这样的应用ADI发布了一个新的产品,叫Energy Harvesting ,比如我们在洱海有一个完整的监控系统,用Dust Networks无线传感网络可靠性很高,功耗很低,再加上能量采集技术你基本上可以做到整个模块永远不需要维护,因为它从空间的能量就可以产生电量。

Analog Devices 的 µModule 稳压器解决了与电源设计行业专业知识局限、PCB 面积缩减、热设计限制和产品上市时间压力增大有关的行业挑战。ADI 的 µModule 稳压器是完整的组件级封装电源管理解决方案,其在紧凑的表面贴装型 BGA 或 LGA 封装中内置了集成式DC/DC 控制器、功率晶体管、输入和输出电容器、补偿组件和电感器。µModule 电源产品支持降压、降压-升压、电池充电器、隔离式转换器和 LED 驱动器等功能。欲了解更多信息,请访问:www.analog.com/cn/LTM4700。

谈及两个公司整合之后新的ADI到底有什么样的价值和优势?梁再信表示,ADI Linear就是高性能的模拟半导体工业的领导者。公司整合之后可以补足ADI产品线上的短板,增强其在市场上的竞争力,这次合并带来最大的增强产品线就是电源。

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对此,梁再信讲到:“我们电源模块已经做的很小型化,15A已经具备几十瓦的功率,但是能不能做的更小,这是我们在工程工艺和系统设计上做的挑战。”

AnalogDevices,Inc.。中国注册公司名字为“亚德诺半导体技术有限公司。美国纳斯达克上市公司(NASDAQ代码:ADI)。

在电源模块做薄这方面,梁再信坦言,现在已经发布的产品有1.82mm的,两个目的,第一个目的是可以与你的主芯片共用同样的散热器,高度一样。因为电源还是会发热,这样你的系统设计比较容易。第二,正面面积不够了,可以贴背面。在很多系统设计里面背板的高度是有限制的,可能就是允许放08、05、03电容的厚度,传统的电源模块显然是不能满足要求的,现在做薄就是为了能够贴着背板或者跟主芯片分享散热器,这是Power by Linear的一个方向,所有的电源模块都会有一个薄款的产品出现。

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