讲义下载
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交流vs.直流 ？
明纬企业股份有限公司
集团研发协理
简鹏辉 -
垂直传输供电-The Last Mile
美商怀格 Vicor Corporation
应用工程师
张育展 Ray Chang -
高功率无线充电技术之应用趋势与设计挑战
国立台湾科技大学
特聘教授兼产学长
邱煌仁
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论坛报导
迎接5G时代 电源产业做好准备
5G时代来临，改变许多电子产品的设计内涵。由于拥有高速传输、低延迟等特性，5G基站的运作需仰赖更多电力供应，且由于5G传输距离较短，所以需要的基站数量为4G的数倍以上，才能达到相同的覆盖率。此外，物联网装置也朝向更微型、更低功耗方向发展。
这两大趋势进一步要求电源方案的高功率、智能化电源管理及体积缩减，以实现高效率、高安全、低功耗及微小化。为了达成这些目标，电源业者积极投入半导体材料、电源管理IC及电源模块的创新，以因应5G时代带动的新需求。
为了让电源产业相关人士能够全盘了解5G趋势下的电源设计方向，DIGITIMES特于日前举办「D Foru
强化台湾电源产业技术实力 学界扮演关键角色
电力电子技术持续进展，台湾电源产业的成绩有目共睹，这除了归功企业的努力外，来自学界的力量也是重要关键，例如台湾科技大学电力电子技术研发中心，长期扮演技术军火库的角色，协助台湾电源企业增强全球竞争力。该研发中心近期积极投入的高功率无线充电技术，就是业界亟需的重点技术。
投入无线充电领域，研发高功率技术
台科大特聘教授兼产学长暨电力电子技术研发中心主任邱煌仁指出，「无线充电行之多年，但是目前应用仍多集中于消费性产品的低功率充电，高功率充电由于技术难度颇高，因此尚未普及实现，学校实验室的超前研发能量布署，有助业
5G基站电源方案 仰赖新材料及新技术
全球各国5G陆续开台，相较于前面时代的通讯标准，5G的网速传输速度更快，且延迟更低、连结更广，5G带来的不仅是更强大的移动通讯功能，更将促成智能城市各项应用。5G好处很多，然而基站的电源方案需要有新作法，氮化镓(GaN)被寄予厚望。
5G的核心组网和4G完全不同，因此需要重建或新建5G基站，在此过程中，改变的不仅仅是天线、BBU设备和RRU设备，电源换新也是很重要的一步。一般认为，氮化镓元件具有高频、高功率、宽带宽、低导通等特性，且对电磁辐射敏感度较低，可在高温、高电压环境下运作，为理想的微波频率功率放大元件，应用包括变频器、变压器与无线充电。
5G时代电源设计关键 如何破解电源系统的挑战及对策
5G时代来临，对于电源系统设计而言，系统效能的提升意谓更为艰钜的挑战，5G的高速通讯界面使用导致高频率开关式(Switch)电源设计更为困难。
例如，一般而言，快速开关是有利的，因为可以显着降低开关模式电源中的切换损耗，然而快速开关转换也会带来负面影响，像是EMI的增加，因此开关电源开发工程师必须在高频率范围内，想办法在小型化、高效率及低电磁辐射间之间找到良好的折衷方案。
取舍高效率及低EMI，不再为难
ADI代理商茂宣企业应用工程经理郭永汉指出，ADI推出的Silent Switc
打造高效率USB PD充电器 氮化镓(GaN)是解方
USB Power Delivery(USB PD)是USB开发者论坛发布的USB充电标准与技术，主要是为了解决过去各种移动设备如笔记本电脑、手机的充电界面各行其是，导致市面上所有充电器皆无法跨品牌兼容的问题，且USB PD让所有充电、数据传输用一条线就能完成，在这个协定基础上，电源业者持续发展电源效率更高、温度更低、尺寸更小的充电器，而氮化镓(GaN)正是解方。
与矽相比，氮化镓拥有显着的效率和尺寸优势，一般预料在许多电源应用中，矽晶体管将快速转换为氮化镓，对此，荷兰商包尔英特(Power Integrations；PI)是积极的推动者，对于氮化镓相关技术和
直流供电优点多 百年后声势看涨
交流电与直流电力系统各有优缺点，不过，在过去一百年间，由于交流电的电压升降转换容易许多，因此电力系统的布建多采用交流电。直到电力电子技术和半导体功率元件于近期出现长足进展，使得直流电压转换难度降低，相关应用也就逐渐增多，在我们的日常生活中，已经可以看到许多直流供电应用，如风扇、台灯、照明、变频冷气、循环扇、以太网络供电(PoE)等。
降低耗电及建置成本，市场期待高
一直以来多采用交流电，为何现在要推动直流供电？明纬企业集团研发协理简鹏辉说明，交流输电系统有其缺点，包括传输缆线成本高昂、不同电网无法连结、长
处理器工作电流增长 垂直传输供电满足所需
随着人工智能、机器学习、大数据等高效能应用的出现，处理器工作电流持续增加，现在已经提高到数百安培；在未来，甚至是上千安培的程度，电源业者面临极大挑战。
传统将大电流供电单元放置在处理器附近的负载点电源架构，的确可以减少主机板上的配电损耗，然而仍需面临处理器与主板之间的互连难题。随着处理器电流的增大，与处理器的剩余这一小段距离，包含主板导体以及处理器插槽内的互连，现在已成为限制处理器效能和总体系统效率的瓶颈所在。
采用垂直供电，PDN电阻大幅降低
针对这最后一段距离，美商怀格Vic
PoE功率传输增加 简化5G小型基站设计
物联网装置愈来愈多，针对联网设备架构的简化，以太网络供电(Power over Ethernet；PoE)是关键之一。何谓PoE？如其名称所示，就是透过网络线向设备同时传输数据和供电，不必额外增加电源线。PoE产品可以大幅降低供电装置及受电装置的成本和复杂度。
近年随着各种应用的不断，PoE在功率、体积与整合度等方面也有与以往不同的需求，5G小型基站对于高功率的需求即是一例。Silicon Labs(芯科科技)台湾区资深应用工程师何天仕说明，针对此类需求，Silicon Labs已推出兼容IEEE 802.3bt标准的PoE产品组合，可将标准PoE功率提升一
电源完整性量测 确保配电网络最佳化
电子技术在近数十年的发展极为快速，产品装置的功能愈来愈强大，这也为电源设计带来极大的挑战，业界需投入庞大人力、时间及设备，以优化电子产品中的配电网络(Power Distribution Network；PDN)，为电子元件和电路提供良好的电力，在设计过程中，电源完整性(PI)是重要关键。
满足低频至高频需求，加速电源设计
配电网络的组成元素包括电源到负载的被动元件、半导体封装互连等，电源输出电力透过配电网络供应给负载，而电源完整性(Power Integrity；PI)，则是确认电源来源及目的端的电压及
无电池系统设计 让IoT装置不用换电池
5G的高传输技术特性，带动人工智能物联网(AIoT)趋势崛起，联网装置数量的快速成长也在预料之中，在这两年之间甚至将突破千亿个，这些联网装置的「电」从何而来？
在联网装置中，手机即使需要每天充电，也不会造成太大困扰；然而其他近千亿个装置即使一个月或一年才需更换一次电池，但由于数量庞大且可能位于偏
USB Type-C应用中选错TVS造成的高度Latch-up风险
如今越来越多的电子产品选用USB Type-C接口，其影音数据传输速率快，使用方便。当然高速信号传输也更容易受到ESD等突波的干扰，因此在接口处添加TVS防护必不可少，但是若选错TVS产品，就会造成系统出现Latch-up风险，导致Type-C接口的正常通信受影响，严重的话会因为EOS损坏电路。
USB(Universal Serial BUS)作为通用串行通信接口，具有传送速率快、连接灵活、使用方便、支持热插拔、独立供电等优点，被各类电子产品所使用。如今最炙手可热的当属USB 3.1协定，其定义Type-C接口的信号传输速率最高可达10Gbps，并且支持PD(Powe
意法半导体推出USB-IF认证开发板
意法半导体(STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码：STM)推出USB-IF认证开发板，协助设备商升级电池供电产品，享受最新USB Power Delivery(USB PD)技术所带来的好处，包括更快的充电速度、以及可以简单重复使用的USB Type-C充电器和充电线。
随着手机等电子产品的电池容量逐渐提升，通用快充生态系统正在迅速发展。最新USB PD充电器将最大功率提升到100W，而USB Programmable Power Supply(USB PPS) 功能则可动态调整电流电压，优化充电效能。过去使用旧式USB micro-B插孔
