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在工業(yè)4.0時代，隨著工廠的智能化，不僅能夠大幅提升生產(chǎn)效率，還能夠很大程度解決能源消耗社會問題，許多國家對工業(yè)節(jié)能減排提出了更高的要求，綠色制造成為很多國家和地區(qū)制定工業(yè)4.0發(fā)展戰(zhàn)略的追求目標。

而所有工業(yè)產(chǎn)品的應(yīng)用都離不開電源。在高效率、小體積、低EMI這三個維度，很多領(lǐng)先的電源技術(shù)提供商如ADI都在發(fā)力創(chuàng)新，提供非常強大的技術(shù)支持以及一系列創(chuàng)新產(chǎn)品來滿足不同工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域電源的安全性和可靠性要求，為實現(xiàn)更綠色節(jié)能的智慧工廠提供基礎(chǔ)保障。

ADI電源產(chǎn)品中國區(qū)市場總監(jiān)梁再信在最近的一次媒體交流會上就指出，ADI電源業(yè)務(wù)超過40%是來自工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。他著重強調(diào)：“數(shù)字工廠將帶來更高的供應(yīng)鏈效率，更高的質(zhì)量，更大的靈活性和更安全的工作場所，這些都有助于提高生產(chǎn)力。這其中需要大量的工廠管理及監(jiān)視系統(tǒng)，以確保生產(chǎn)線可以健康運轉(zhuǎn)，這些過程也將使用更多的數(shù)據(jù)進行分散決策，人工協(xié)助，增加安全性和更多可預(yù)測性，這些都需要在邊緣大量部署智能傳感器，也就給了ADI各種邊緣信號鏈及電源解決方案的機會。”

ADI在電源管理市場處于領(lǐng)先地位，其中40%以上的電源業(yè)務(wù)收入來自于工業(yè)領(lǐng)域

在ADI和Linear合并之后，電源產(chǎn)品超過了一萬種之多，推出的“Power By Linear”這個子品牌體現(xiàn)了ADI功率電源產(chǎn)品未來的發(fā)展方向，而小尺寸、非常高的效率以及非常低的EMI是幾大具體檢驗指標，這些是確保工業(yè)系統(tǒng)安全可靠運行并且綠色節(jié)能的關(guān)鍵創(chuàng)新方向。

電源技術(shù)創(chuàng)新案例一：理想二極管

在諸如馬達控制等典型的工業(yè)控制系統(tǒng)中，在輸入端的EMI、噪聲對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性都非常關(guān)鍵，與此同時因為現(xiàn)在的系統(tǒng)功耗也是一個問題，為了做合路，過去都會用到二極管，對于高電流的應(yīng)用來講，用普通的二極管會有很多的弊端，ADI創(chuàng)新地推出了理想二極管方案，并為提升整個系統(tǒng)的安全性和效率做了非常多的工作。

例如圖2中的正高電壓理想二極管控制器LTC4357用于驅(qū)動一個外部 N 溝道 MOSFET 以取代一個肖特基二極管，可實現(xiàn)非常低的壓差（MOSFET管的導(dǎo)通電阻是非常低），極大提高效率，從而能夠有效幫助降低功耗、熱耗散、電壓損失并縮減 PC 板面積（無需散熱片），并提高了可靠性，增強了系統(tǒng)整體效率。

工業(yè)控制系統(tǒng)輸入側(cè)的創(chuàng)新——理想二極管方案

在工業(yè)領(lǐng)域，EMI是繞不開的問題。“我們無法想象在一個大批量機器人的工廠，因為EMI的問題，系統(tǒng)死機了，造成的影響是非常巨大的。系統(tǒng)死機的原因有很多種，其中電磁干擾就是一個重要的原因。”Lorry表示。

電源技術(shù)創(chuàng)新案例二：“靜默的開關(guān)電源”

為了應(yīng)對很難實現(xiàn)的電源超低EMI挑戰(zhàn)，ADI的Silent Switcher技術(shù)特別對噪聲和干擾來源進行了深度優(yōu)化。從工程物理的角度實現(xiàn)了突破和創(chuàng)新。它在芯片設(shè)計上做了兩個反向的電流環(huán)，兩個反向回路的最大好處是產(chǎn)生的磁力線是閉合的，對外界EMI的干擾就會小很多。在微觀上，不再用金線去綁定內(nèi)核，而是用倒裝的方式縮減環(huán)路面積，進一步讓EMI降到最低。通過一系列工藝的優(yōu)化，就得到了非常好的EMI性能，無需特別優(yōu)化， 標準設(shè)計即可足CISPR25 Class 5 EMI標準。

Lorry舉例了采用Silent Switcher技術(shù)的最新一代LT8614芯片。它不僅通過兩個反向的電流環(huán)路優(yōu)化磁場閉合路徑，同時通過系統(tǒng)環(huán)路優(yōu)化將SW上升沿的振鈴控制得非常小，再加上其高度優(yōu)化的封裝工藝，其EMI相當?shù)?。除此之外，它還極大降低了紋波，解決了噪聲問題，將系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性都能做得非常不錯。

Silent Switcher實現(xiàn)超低EMI開關(guān)電源

“Silent Switcher是全球電源技術(shù)過去幾年最大的創(chuàng)新，它是一個技術(shù)平臺，未來ADI Power By Linear’產(chǎn)品都會盡可能的往這個技術(shù)平臺上遷移。”Lorry透露，“在中國機器人、工業(yè)控制領(lǐng)域，甚至在汽車領(lǐng)域，大部分客戶對Silent Switcher技術(shù)都非常感興趣，因為在過去，幾乎所有工業(yè)客戶或者汽車客戶，光是要解決EMI的認證問題都要通過半年的時間去做整改，通過之后才可以上市。Silent Switcher技術(shù)的出現(xiàn)，幫我們客戶節(jié)省了大半年的時間。”

電源技術(shù)創(chuàng)新案例三：簡單高效的隔離電源

在工業(yè)領(lǐng)域，需要隔離高壓和低壓的隔離電源，以往主要依靠變壓器輸出的反饋，這種方法已經(jīng)用了幾十年，但是電源比較復(fù)雜，可靠性難以保證，光耦的壽命也是個問題。ADI推出了一個新的概念：一個隔離電壓控制器、一個控制器、一個變壓器，去掉反饋和光耦，利用變壓器波形去計算和分析輸出負載變化，實現(xiàn)反饋。這樣輸出也非常簡單：即采用一個二極管加一個濾波電容，性能還不錯，即使沒有傳統(tǒng)的反饋，輸出也可以做到0.5%的精度，效率達到90%以上，如下圖的LT8301在隔離電源領(lǐng)域是一個突破。

LT8301是一款微功率、隔離型反激式轉(zhuǎn)換器。通過直接從原邊反激波形對隔離式輸出電壓進行采樣，該器件無需借助第三個繞組或光隔離器來實現(xiàn)穩(wěn)壓。輸出電壓利用單個外部電阻器來設(shè)置。內(nèi)部補償和軟起動進一步減少了外部組件數(shù)目。邊界模式操作提供了一種具有卓越負載調(diào)節(jié)性能的小型磁性解決方案。低紋波突發(fā)模式操作可在輕負載條件下保持高效率，同時最大限度地抑制輸出電壓紋波。LT8301 將一個1.2A、65V DMOS 電源開關(guān)與所有的高電壓電路和控制邏輯電路集成在一個5引腳ThinSOT封裝之中。

為了處理在特別的工業(yè)應(yīng)用場所電壓波動大的情況，ADI還特別推出了非常寬電壓的隔離電源（如下圖的LT8315，其電源寬為20V到540V），以滿足更廣闊更復(fù)雜的工業(yè)應(yīng)用。LT8315是一款具有集成型 630V/300mA 開關(guān)的高電壓反激式轉(zhuǎn)換器，輸入電壓范圍為18V 至 560V。調(diào)節(jié)無需使用光隔離器。該器件從出現(xiàn)在變壓器第三繞組兩端的隔離式反激波形對輸出電壓進行采樣。準諧振邊界模式操作改善了負載調(diào)節(jié)，縮減了變壓器尺寸，并保持了高效率。

電源技術(shù)創(chuàng)新案例四：高集成度電源模塊——µModule

在工業(yè)領(lǐng)域，小體積也是人們推動的一個方向。ADI以µModule為主的寬泛高性能模塊電源模塊產(chǎn)品組合則給業(yè)界帶來一次又一次“小即是大”的驚喜，并且在ADI的電源產(chǎn)品里是一個非常齊全的產(chǎn)品系列。

現(xiàn)在工業(yè)設(shè)計的密度和板卡的復(fù)雜程度越來越高，而且人機界面、控制、回路、軟件的可靠性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性所花的功夫會越來越多，如何降低客戶設(shè)計難度，加快產(chǎn)品設(shè)計的迭代速度，如何幫助客戶縮減電源電路板的尺寸和電路設(shè)計的復(fù)雜程度？ ADI在10年前就推出劃時代的電源模塊產(chǎn)品µModule，將過去非常復(fù)雜的電源系統(tǒng)集成在一個模塊里，客戶不需要關(guān)注電源的噪聲、紋波，只需像LDO那樣簡單拿過來用就可以了，效率也非常高。

ADI µModule超薄電源模塊幫助減小PCB占位和集成更多功能

例如，超薄的雙通道、超薄、2.5A 或單 5A 降壓型 DC/DC μModule 穩(wěn)壓器LTM4622體積只有6.25mmX6.25mmX1.8mm，可提供非常好的性能和輸出。而另一個更高集成度的例子是LTM4668也是針對工業(yè)領(lǐng)域，尺寸是 6.25mmX6.25mm，厚度只有2.1mm。電壓在基于電流反饋模型對整個環(huán)路做控制，可以通過把不同的輸出并聯(lián)在一起，可以得到不同電流的組合。

此外，Linear還利用了隔離電源的技術(shù)和集成電路封裝的工藝，開發(fā)了隔離電源模塊。

上述這些高集成度電源模塊可減小工業(yè)客戶和板卡設(shè)計空間，極有力地節(jié)省客戶在器件的采購、生產(chǎn)的可靠性以及物料上的成本。

Lorry總結(jié)到：“從工業(yè)領(lǐng)域來講，上述這些優(yōu)良的集成電路封裝工藝和模塊化技術(shù)能極大地幫助ADI的客戶靈活地設(shè)計系統(tǒng)，進一步提升在系統(tǒng)上的安全性和可靠性，使得ADI的工業(yè)產(chǎn)品也更加穩(wěn)定、功效更高。”