整合、智能、高效率并重 ADI打造新时代电源解决方案

智能革新、高效驱动—ADI电源论坛 现场实况。ADI

5G、物联网、电动车等新兴应用崛起，市场对高效能电源解决方案需求日益迫切，传统电源设计模式已无法完全满足客户挑战，ADI深耕电源管理领域多年，随着各种，持续投入功率半导体的研发与创新，在6/21举办的「智能革新、高效驱动—ADI电源论坛」中，就由该公司多位产业专家，从不同角度剖析电源技术的最新发展。

ADI经理Allen Tsai指出，电源管理技术快速进展，首先是电压规格已从传统的 5V、3.3V 大幅提升至 12V、48V，甚至高达64V，此趋势显示市场对高功率、高效率电源的需求日益增加。其次是数码电源技术为电源管理带来突破性进展，智能化控制和动态调整技术已逐渐落地应用，第三是GaN在高频、高效率应用中展现出巨大潜力，将成为电源解决方案的重要创新动力。从上述趋势可看出电子产业对更先进、更灵活电源系统的需求已快速浮现。对此，ADI近期推出多款产品，包括具备超低EMI、高效率、高切换频率和低热耗的Silent Switcher，针对高功率密度应用提供最佳效率的GaN功率技术则，可提升密度与效能的µModule，适用于工业自动化和电动车等高功率场景的混合式转换器。具备优异PSRR，适合医疗仪器和测试设备的超低杂讯LDO，此外数码电源管理则提供了数码控制遥测与故障纪录功能。

在ADI的多项创新产品中，Allen Tsai特别介绍GaN。他表示此技术在功率电子领域拥有更高的功率密度、更高的开关频率和更低的切换损耗等优势。然而，GaN技术也需克服严格的闸极电压控制需求和高导通损耗等挑战。尽管如此，GaN技术仍被预计可应用于工业马达、机器人、汽车LiDAR、数据中心、电信设备和再生能源等领域。目前ADI已推出多款创新GaN解决方案，其中，LT8418为100V半桥GaN驱动器，具智能整合升压开关，适用于多种应用和拓扑结构。该产品拥有低传输延迟和高dv/dt抗干扰度，在高频DC-DC转换器中表现卓越。另外LTC7890和LTC7891则是高效能DC-DC开关稳压器控制器，其GaN驱动技术针对GaN FET进行了全面最佳化，可实现更高效、更可靠的功率转换。

高效能产品与完善辅助工具 力助客户缩短开发时程

电源设计辅助工具对设备开发至关重要，ADI的JW Chen表示，该公司旗下的LTspice 24与SCP两款工具，近年持续优化各种功能，协助工程师快速有效的进行电源设计与模拟分析。其中LTspice 24更新重点包括效能提升、使用者界面改善支持DPI感知、状态列优化、新图示和背景、操作便利性增强新快捷键和动态小抄、FRA功能突破4端子探针、元件库管理改进、波形检视器优化、新增符号参数编辑器。日志档案更精简，纪录更详细的版本和模拟选项信息。整体提升使用体验和分析效率。

小型模块化的电源阶段建构平台SCP则引入标准化的板卡尺寸和连接规格，大幅提高设计的灵活性和兼容性，SCP配置工具的推出，让非专业人士也可快速设计出符合需求的电源轨，缩短精密仪器信号链的开发周期。SCP目前已有36种不同类型的板卡可供选择，并仍持续推出新的板卡，以满足市场多样化需求。

酒驾问题长期影响社会，欧美近期制定出要求新车必须安装驾驶者监控系统(DMS)的法令，从而带动此科技发展，ADI Benson Lai指出，DMS已从高级车的专属配备演变成标准配备，未来市场规模将大幅成长。DMS可识别驾驶，自动调整车内设定，监测疲劳和健康状况，有些还能用眼睛和手势来控制。另一乘客监控系统（OMS）则专注于乘客的安全和舒适度。

针对DMS，ADI推出了具备高度竞争力的解决方案，相较于市场上的双控制器设计架构，ADI的单控制器体积更小、安全性更高，效能也更强大。此外ADI的方案还整合了眼睛安全诊断、故障保护等功能，符合ASIL-B标准，效能方面，ADI解决方案的同步降压LED驱动器具备低电磁干扰特性，并采用整合式的展频技术以进一步降低电磁干扰。透过上述设计，ADI的产品优势可满足市场需求，提供驾驶者监控系统更先进的电源设计解决方案。

可确保电子系统获得高品质、可靠电源供应的高效能电子设备，已被广泛应用于各类型系统与设备，ADI Robin Kwek表示，高效能整合式电源系统的设计需克服面临方案尺寸、元件选用、效率、暂态响应、电压涟波与杂讯、温度敏感度、回授回路稳定性以及电路板布局等诸多挑战，针对这些挑战，新时代12V点载式电源方案应运而生。此方案采用P90技术，可大幅提升效率与密度，采高整合度双输出双相数码界面设计，开关频率最高可达2～3MHz，并支持宽输入范围。12V PoL产品系列中包含MAX20812、MAX20810、MAX20830等多款不同电流规格的产品，涵盖样品到即将量产的多个阶段。ADI的高效能 PoL方案透过最小化方案尺寸、最佳化效率以及灵活设计选项，可满足多元化的应用需求。为支持设计与评估，ADI也提供了多种工具与各种评估与设计参考板。协助工程师大幅简化设计流程，更有效率的开发高效能电源方案。

完整电源解决方案 兼顾效能与可靠性

ADI Karl Audison Cabas紧接着介绍该公司的电池备援单元(Battery Backup Unit, BBU)与全面系统解决方案。他表示，ADI的电池备援单元是专为48V数据中心应用设计的完整系统解决方案。此BBU具3kW放电功率，可持续4分钟，并提供250W充电功率。内建冷却系统可确保稳定运作，强化的故障保护机制则让系统更安全。BBU具备电池和背板的双向断开功能，采用11S6P锂离子电池组且可依需求更换，内建先进的电池管理系统（BMS），包含状态监测技术（SOC和SOH），此BBU符合OCP Rev. 1.3规格，适用于ORV3数据中心服务器和超大规模数据中心，包括Meta、AWS、Google和Oracle等企业。

ADI的全方位系统解决方案涵盖从电池备援单元模块到核心电源转换器的所有元件，提供客户高效稳定的电源方案。LT8228转换器作为主要转换器，内建双向热插拔电路，并可透过LT8551扩充，提供高达4.5kW的峰值功率运作。在放电和充电模式下，系统展现出优异的效能。在放电模式下，电池电压范围为33V至46.2V，背板电压为47.5V至48V，连续负载0A至63.2A（3.0kW），启动时间为2毫秒，效率超过97%。整个电池电压运作范围内的效率均超过97%。

充电模式的电池电压范围为44V至44.2V，背板电压为49V至53V，连续负载0.5A至5A（250W），充电时间为3至6小时，满载时效率超过95%。Karl Audison Cabas透露，ADI正设计5kW的解决方案，预计将采用四开关背对背控制器，以满足更高的充电需求。他指出ADI的电池备援单元及全方位系统解决方案，提供市场高度整合且高效的电源管理系统，可满足现代数据中心和超大规模数据中心的需求。透过使用先进的电池管理技术和高效的电源转换器，ADI的解决方案不仅能提升系统的可靠性和安全性，还可有效提高储能系统的充放电效率，提供客户最佳电源解决方案。

低杂讯和高效能的电源设计在现代电子设备中扮演关键角色，尤其是在智能手机、NB和平板电视等高密度应用更为重要。ADIChester Chen提到，近年设备的小型化和高度整合趋势，让EMI控制更加棘手，特别是在医疗仪器和高端音箱设备中，微小的电磁干扰都有可能影响测量结果或音质。

因此，优质的电源设计需要在不牺牲效率的前提下，有效降低EMI。对此，ADI致力投入Silent Switcher技术研发，并取得重大突破。第一代Silent Switcher技术透过分割和镜像回路来抵消磁场并减少寄生电感，可有效降低谐波能量。第二代Silent Switcher技术则整合了关键电容，提高使用便利性，避免了因PCB布局不当而导致的EMI问题。第三代Silent Switcher技术更进一步针对低频杂讯进行最佳化，特别适用于高电流需求且对杂讯敏感的应用场景。

此外，ADI的uModule技术则提供了简单易用的高效DC/DC解决方案。透过多个元件的整合，与运用铜柱凸块覆晶(Copper Pillar Flip Chip)与高功率密度设计，进一步提升散热效能。上述技术的结合，让ADI的Silent Switcher与uModule可提供低EMI、高效率且小尺寸的电源解决方案，满足现代电子设备的多元需求，确保稳定可靠的电源供应。整体而言，ADI的电源解决方案不仅有效降低了电子设备中的EMI，同时提升电源设计的效率与稳定性，此技术适用于多种对杂讯敏感的高精度应用，已成为现代电子设备不可或缺的技术。

从「智能革新、高效驱动—ADI电源论坛」中的精采演讲可看出，电源设计不仅影响设备效能和效率，更关乎系统可靠性和安全性。ADI在GaN技术、Silent Switcher、µModule等领域的创新，将可提供客户全方位的电源解决方案，协助客户应对各种电源设计挑战，推动产业持续创新与进步。