贸泽电子 - 博客

随着技术的进步，高耗、低效的照明产品、家器和设备将逐步被新一代更智能、更节能的设备所取代。但要进一步提高节能增效水平，还有很长一段路要走。 然而小规模手持设备的出现让我们看到了希望。延长电池寿命是用户一直以来的期盼，也是制造商和设计师们为之奋斗的目标。但大体积的耐用型家电会消耗更多的

意大利血统让我不仅热爱意大利美食，就连汽车也是喜欢法拉利SF90 Stradale比雷克萨斯ES300多一些。SF是Scuderia Ferrari的缩写，90表示成立90周年，因此可以看出这是一款为庆祝法拉利车队成立90周年推出的公路跑车。SF90 Stradale是首款采用插电式混合动力电动汽车（PHEV）架构的法拉利跑车，其内燃发动机集成了三台电动机。尽管法拉利的混合动力汽车被誉为高性能的工程艺术品，但这款新的混合动力电动汽车更是具备超凡极致的表现（车辆仅在2.5秒内可达0-100公里/小时速度），创下了法拉利最新记录。

根据国际能源署的数据，全球电能需求目前处于惊人的水平，预测到2020年将达到近30拍瓦。对于我们这些认为几千瓦的烤面包机就属高功率的普通人来说，这几乎是一个无法想像的数字。主要受亚洲经济体的驱动，这个数字一定还会增加，当然，现在有一项关注重点是通过可再生能源满足这种需求，以便缓解气候变化影响。截留太阳辐射、风能和其他绿色能源，在其转化为热量前提取电力，这样的方法应该没有净增温效应。但是化石燃料仍然是主要的能源，它们会释放出本来会被“锁定”的热量。因此，在从原矿到有用功的转换过程中，效率非常关键，较高的效率可以避免过多的能量损失到环境中，同时也节约了成本。 当今能源的主要用途是工业生产，特别是驱动电机，但数据中心消耗的能源也不少，此外电动汽车 (EV) 的充电需求在未来几年也会有爆炸性的增长。在这些应用以及从家用电器到手机充电器的许多其他应用中，都可以看到极力降低功耗的技术创新，它们都利用了“智能”技术，例如电动机的变频驱动器。这牵涉到使用电子电源，它们现在稳稳占据着业界的C位，能量转换损失比以往更低。在本文中，我们将着眼于设计人员在现阶段如何使用半导体开关技术，从而更容易地实现高效的功率转换器。

目前混动汽车（HEV）和纯电动汽车（EV）的设计非常引人注目，但是汽车行业还有一个不太起眼但却意义重大的发展趋势：在动力系统中增加48V直流（DC）总线。48V不仅适用于混动汽车和纯电动汽车，更多普通的内燃汽车也将采用这种技术，虽然纯电动汽车和混动汽车的市场份额在不断增长...

设计电源是一件复杂的事情。如今，电能的来源多种多样，我们也越来越不能忽视对这些宝贵能源进行有效的管理。线路供电、太阳能供电、电池供电、以太网供电以及能量收集技术，都是我们可以利用的电能来源。受电负载不仅提出了必要的电压和电流标准，其所采用的半导体也变得越来越敏感，为此电源就要满足特定的规格，其要求不仅限于严格的纹波容限，还需要能够减轻大幅度迅速变化的负载条件导致的影响，同时又不在电源轨上引入瞬变并产生过多的EMI。例如，机器学习领域的许多计算密集型应用中使用的FPGA的电流可以在几微秒内从几安培升至50A以上。

不仅仅是消费电子产品对空间的要求越来越高，随着工厂部署电子设备的增加，把更多的技术应用到特定领域已成为当务之急。在寸土寸金的现在，人们普遍认为，每一条生产线或资产的控制设备占用的空间越小越好，最好能安装在一个控制柜中。这种设计限制要求控制系统和相关电源具有极高的集成度。在电源方面，由于PCB空间限制需尽量避免使用分立元件，让我们看到了采用模块化方法进行电源转换的优势。模块化封装DC/DC转换器具有集成式开关控制器IC，是控制柜常用分布式总线电源架构的重要组成部分。但即使是这样，通常也还需要外部元件来实现完整的电源转换功能。

当电气工程师提到“电源管理”这个词时，大多数人会想到各种具有转换器、稳压器和其他功率处理以及功率转换功能的直流电源。但是，电源管理远不止这些功能。由于效率不够，所有电源都会发热并且所有组件都必须散热。

电子工程师只要和电动汽车（包括纯电动和混合电动）打交道，往往都要在工作中运用各种电池技术，它们一般都属于某种形式的锂离子化学。然而，如果要管理构成电池组的大量电池，仅凭这些技术是力不从心的，因此设计人员必须实施电池管理系统 (BMS)...

能量转换效率是一个重要的指标，各制造商摩拳擦掌希望在95%的基础上再有所提升。为了实现这一提升，开始逐渐采用越来越复杂的转换拓扑，如移相全桥（PSFB）和LLC变换器。而且二极管将逐渐被功耗更低的MOSFET所取代，宽带隙（WBG）器件更是以其惊人的开关速度被誉为未来的半导体业明珠。

使用现在的组件、参考设计、工具和资源，设计出一个基本上“还算可以”的直流-直流 (DC/DC) 电源稳压器 （有时称为功率转换器或电源）并不难。设计师只需将适当的控制器集成电路 (IC)、金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 及其驱动器和一些无源器件组合在一起，理论上整个设计就完成了，能够在对直流输入电压进行转换和稳压的同时输出直流电压