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(shì)，可以預(yù)見，智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)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(jí)副總裁Mark Downing，探討工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在電源領(lǐng)域設(shè)計(jì)與挑戰(zhàn)。

 

 

從德國(guó)工業(yè)4.0概念的提出，到中國(guó)推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級(jí)，傳統(tǒng)的電機(jī)與電機(jī)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(jī)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(jì)復(fù)雜度顯著上升。設(shè)計(jì)工程師現(xiàn)在需要可簡(jiǎn)化其設(shè)計(jì)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(jí)副總裁Mark Downing這樣表示。

 

高集成度和高效產(chǎn)品可簡(jiǎn)化針對(duì)廣泛工業(yè)應(yīng)用的電源設(shè)計(jì)，包括智能家庭和電網(wǎng)、測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備和工廠自動(dòng)化。Mark Downing指出這一觀點(diǎn)，他進(jìn)而表示“intersil電源模塊有助于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的原因是，其全面集成了包括PWM控制器、FET、電感和補(bǔ)償電路在內(nèi)的所有元件，只需再添加一個(gè)輸入電容和一個(gè)輸出電容即可設(shè)計(jì)出完整電源。”為此，設(shè)備制造商就不需要設(shè)計(jì)分立電源管理解決方案，減少電路板空間占有量，進(jìn)而降低了一定的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，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(cè)的Intersil運(yùn)動(dòng)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(jìn)行輕松互動(dòng)，并在這個(gè)過程中節(jié)省能量。

 

如此一來，面對(duì)市場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)，是否會(huì)由于滿足電源的設(shè)計(jì)要求，從而導(dǎo)致成本的不斷增高？Mark Downing認(rèn)為，通過使用模塊和基于GUI的設(shè)計(jì)界面來簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，能夠加快設(shè)計(jì)速度的解決方案。該趨勢(shì)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(dòng)系統(tǒng)智能化達(dá)到新的水平，以支持對(duì)整個(gè)電源的效率與錯(cuò)誤的管理，使客戶的電源系統(tǒng)更易于設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)/控制。例如，ISL8541x降壓穩(wěn)壓器可高效地對(duì)來自電源或電池的直流電壓進(jìn)行向下轉(zhuǎn)換，為電壓要求各不相同的多個(gè)微處理器和元件供電。 ISL85410、ISL85415和ISL85418向設(shè)計(jì)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(jì)成本。

 

 

Mark Downing還認(rèn)為，效率仍然是系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師面臨的常見設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。特別是，工廠自動(dòng)化現(xiàn)在需要效率更高的電動(dòng)機(jī)和過程控制設(shè)備通過收集、存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)來監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)互動(dòng)。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)與對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)信息輸入之間的接口需要嚴(yán)格同步，電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的速度、扭矩和位置——無論是在組裝線上還是在便捷式電動(dòng)工具中。比如intersil 的HIP2103(＄0.9500)和HIP2104半橋驅(qū)動(dòng)器，使用直流電動(dòng)機(jī)、三相無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)或其他類似負(fù)載設(shè)計(jì)，以改善系統(tǒng)可靠性或降低錯(cuò)誤動(dòng)作而引起的災(zāi)難性電橋故障，兩種橋式驅(qū)動(dòng)器均通過獨(dú)特的電源管理方法來延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)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(shí)或處于待機(jī)模式時(shí)的功耗。客戶需要的是電池續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、可靠和使用壽命長(zhǎng)的產(chǎn)品。

 

他進(jìn)一步指出，家庭和工廠的節(jié)點(diǎn)也是物聯(lián)網(wǎng)重要組成部分，也是推動(dòng)電源管理IC產(chǎn)線發(fā)展的重要趨勢(shì)。物聯(lián)網(wǎng)——家庭和工廠中的節(jié)點(diǎn)開始實(shí)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(diǎn)在電池支持下運(yùn)行數(shù)年而非數(shù)小時(shí)或數(shù)天的能力。Mark Downing詳細(xì)介紹道，對(duì)尋求用于工廠自動(dòng)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(jiǎn)化設(shè)計(jì)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(fèi)等同于甚至少于模擬系統(tǒng)。

 

在采訪的最后，Mark Downing表示，非?？春霉I(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(dá)到保護(hù)不動(dòng)產(chǎn)，并降低系統(tǒng)成本的需要。鑒于這些動(dòng)態(tài)，2015年將是具有低成本性和易用性的數(shù)字電源獨(dú)特增長(zhǎng)的一年。Intersil視中國(guó)為最具戰(zhàn)略意義的市場(chǎng)，并且我們投資定位于中國(guó)領(lǐng)先的電子產(chǎn)品制造商的創(chuàng)新產(chǎn)品。預(yù)計(jì)對(duì)更多高能效電子產(chǎn)品的需求將在2015年創(chuàng)造新的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。將為其中國(guó)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(jì)問題，并促使客戶獲得自身目標(biāo)市場(chǎng)份額。