ADI的Power by Linear重点电源产品介绍

您还记得LTC吗？电源芯片重量级厂商Linear Technology Corporation，曾用中文名凌力尔特，于2017年3月被Anolog Devices Inc.（ADI）收购。如今，LTC不复存在，而Power by Linear成为ADI公司电源产品的一个品牌。近日，ADI公司在京召开了电源产品与技术媒体见面会，该公司电源产品中国区市场总监梁再信先生向我们介绍了Power by Linear电源产品的最新状况和行业应用动态。

收购LTC之前，ADI公司就拥有宽泛的电源产品线。两家公司合并之后，公司目前的电源产品型号有一万多种，是全球第二大电源管理产品供应商。这些产品的应用集中在工业、汽车和通信行业，三者加起来占总营收的80%以上。

梁再信先生介绍说，小尺寸、高效率和低EMI是电源产品最重要的三个指标，也是Power by Linear产品竞争力的体现。此次，他从一万多种产品中选出若干具有代表性的加以介绍，它们分别针对工业、汽车和通信这三个重点市场，其中有些技术已经相当成熟，而有些技术的应用才刚刚起步。

工业应用

梁先生介绍的Power by Linear在工业中的应用包括理想二极管、静默开关电源、无光耦隔离电源和电源模块。

1. 理想二极管。我们知道，整流二极管带有零点几伏特的压差，这会造成一定的功率损耗。电流越大，损耗越大，同时产生大量的热量，需要散热片来解决散热问题。ADI的方法是通过控制器去控制MOS管来实现理想二极管的功能。MOS管的导通电阻非常低，能够大幅降低功率损失。



2. 静默开关电源。为解决开关电源EMI对其他设备的干扰问题，ADI推出了一种“静默开关电源”（Silent Switcher）。他们在芯片设计上做了两个反向的电磁优化，它们所产生的磁力线是闭合的，所以对外界EMI的干扰就会小很多，可以满足CISPR25的EMI标准。在机器人、工业控制乃至汽车领域，该技术都可以帮助客户节省数月的EMI认证时间。






在降低EMI的同时，Silent Switcher还大幅降低了输出纹波，在2A或者2MHz时候，纹波只有5mV左右，让系统的可靠性、稳定性更好。还有，该产品可以采用两层PCB板达到CISPR25的EMI标准，简化设计并降低成本。

3. 无光耦隔离电源。传统的光耦隔离电路复杂，减少光耦隔离电路的使用，系统的可靠性和稳定性可以大幅度提升。这里最重要的是隔离电压控制器，它通过变压器的波形去计算和分析输出负载的变化，使得系统输出维持一定的稳定度。这种电路的输出也可以做到0.5%的精度，效率可达到90%以上。



4. 可配置的电源模块。缩减电源电路板尺寸、简化电路设计是电源模块给工程师们带来的好处。Power by Linear的这些电源模块采用电流反馈模式，用户可以把不同的输出并联在一起以得到不同电流的组合，极大地方便了用户选择。






汽车应用

汽车是Power by Linear电源技术的重要应用领域，涵盖自动驾驶、汽车电气化、电池平衡、照明等方方面面。

1. 用于雷达的超低噪声LDO。我们知道，自动驾驶离不开雷达和激光雷达等测距器件。这些器件关乎行驶安全，对供电的要求十分严苛。ADI的几款超低噪声、超高PSRR LDO性能非常突出，其输出电能的纯净度甚至超过锂离子电池。另外，前文提到的Silent Switcher技术也可用于自动驾驶，它的EMI也非常低。



2. 数据线供电（Power over Data Line, PoDL）。PoDL是ADI发起和主导的一个标准，通过车身的总线去传递设备所需的能源，这样可以节省非常多的电缆施工和重量，提高系统可靠性，降低施工的难度。



3. LED前照灯智能驱动器。目前某些高端汽车的前照灯由多个LED组成，每个灯单独控制。汽车在行驶时系统可以通过总线控制LED控制矩阵，自动把相应位置的LED灯关掉，在继续照亮其余部分道路的同时不会晃到对面的车辆和行人。



4. 48V/12V双向升降压控制器。由于汽车内的用电设备越来越多，功率越来越大，传统的12V蓄电池显得越来越吃力。为此，有些车型选择增添一个48V蓄电池。因为目前的车载设备都是针对12V电压设计的，短期内不可能完成从12V向48V的过渡，所以很可能出现48V/12V双电池共存的状况。LTC3871是一个双向DC-DC转换器，当任一蓄电池欠电时另一方都可以对其充电。



5. 理想二极管桥。把前文提到的理想二极管从单个扩展到四路，这样可以得到非常低的功率损耗，不需要散热片，得到非常高的可靠性和效率。这项技术是ADI在汽车领域的新探索。



6. 浪涌抑制器。该器件可以替代笨重的TVS的技术，以更小的体积来保护汽车上的电子设备免受浪涌的冲击破坏。以LTC4380-2为例，它可以保护汽车雷达模块，静电电流非常小，覆盖的电压范围非常大，可达600V，而且能提供反向保护，非常适合电动汽车环境下的应用。



通信应用

以5G网络为代表的现代通信技术给电源技术提出了新的挑战。例如，中国三家移动运营商的5G蜂窝设备将共享一个铁塔，这需要电源系统提供非常高的功率密度和可靠性。考虑到散热问题，电源的效率也必须非常高。Power by Linear提供一系列的产品来应对这些挑战。

1. 无电感开关电源。我们知道，开关电源在低频下工作时电感的尺寸和能耗较大，而在高频情况下则开关损耗较大，所以开关电源的效率曾经在很长时间内无法突破94%。为解决这个问题，LTC7820采用了无电感方案。这个48V到24V的500W开关电源效率可达99%，无需强制通风，无需散热器。

然而，LTC7820仅能实现半倍的电压转换，即48V到24V再到12V。一个折中的方案是，将无电感方案与有电感方案混搭，这样就可以实现任意的输出电压，而总体效率也可以接受。



2. 理想二极管热插拔控制器。通信系统通常需要两个48V热插拔电源以实现备份。前文提到Power by Linear的理想二极管具有非常低的压差和非常高的效率，用它来实现热插拔能够让通信系统获得比以前更好的稳定性。



3. 数字电源系统管理。一个通信系统中会包含CPU、FPGA、DSP等各种负载器件。电源系统管理（PSM）提供精确的电压和上电次序，可以测量并记录电压、电流、功率、温度等参数，方便通信系统在断电后恢复时对系统进行分析，甚至可以支持远程调试和远程监控。PSM在通信板卡测试时非常方便：电脑发出一个指令就可以让每一路电压都上调或下调百分之几，以此来测试系统的稳定性。



4.以太网供电（PoE）。以太网供电即前文提到的数据线供电的一种，它通信领域的应用越来越广泛。现在，小基站的功率越来越大，对电能的需求越来越强，所以对以太网供电的能力提出了新的要求。ADI的以太网供电方案可以做到150W，满足更多的通信需求。