被采訪(fǎng)者：

Tony Armstrong

電源產(chǎn)品部  產(chǎn)品市場(chǎng)總監 凌力爾特公司

Q1: 貴公司對2015年上半年的電源管理市場(chǎng)怎么看? 對下半年的情況又有何預期?

答 1：2015 年上半年我們已經(jīng)看到的一個(gè)主要趨勢是，通信和計算機行業(yè)繼續采用數字電源系統管理 (PSM) 技術(shù)。而且，如果數字電源得到正確使用，就可以降低設備功耗、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、提供卓越的穩定性和瞬態(tài)響應并提高系統總體可靠性。

通信和計算設備的系統設計師正被迫提高其系統的數據吞吐量和性能，也在被迫增加功能和特性。與此同時(shí)，他們也面臨著(zhù)降低系統總體功耗的壓力。例如，一個(gè)典型的挑戰便是通過(guò)重新安排工作流程，將作業(yè)轉移到未充分利用的服務(wù)器上，從而允許其他服務(wù)器關(guān)機，以此降低總體功耗。為了滿(mǎn)足這些需求，知道最終用戶(hù)設備的功耗是至關(guān)重要的。一個(gè)設計得當的數字電源管理系統能為用戶(hù)提供功耗數據，從而允許智能地做出能量管理決策。

凌力爾特開(kāi)發(fā)了一個(gè)不斷成長(cháng)的 PSM 產(chǎn)品線(xiàn)，其包括具集成型功率 FET 柵極驅動(dòng)器和豐富齊全之電源管理功能 (通過(guò)基于 I2C 的 PMBus 來(lái)使用) 的同步降壓型 DC/DC 控制器。這些功能包括高精度基準和可提供  ±0.5% DC 準確度的溫度補償型模擬電流模式控制環(huán)路、經(jīng)過(guò)校準以不受工作條件之影響的簡(jiǎn)易型補償、逐周期電流限制、快速和準確的均流以及針對線(xiàn)路電壓和負載瞬變的響應，并不存在任何與 ADC 量化相關(guān)聯(lián)的誤差，此類(lèi)誤差是采用“數字”控制之產(chǎn)品中所常見(jiàn)的。該產(chǎn)品線(xiàn)的某些產(chǎn)品還內置了可提供輸入和輸出電壓及電流、占空比和溫度之數字回讀的 16 位數據采集系統。另外，還整合了通過(guò)一個(gè)中斷標記及一個(gè)“黑匣子”記錄器 (其負責存儲發(fā)生某種故障之前的轉換器工作狀況) 實(shí)現的故障記錄功能。最后，多電源軌系統的開(kāi)發(fā)工作借助凌力爾特的 LTpowerPlay™ 開(kāi)發(fā)軟件和 GUI 界面得到了簡(jiǎn)化。

最后，在進(jìn)入 2015 年下半年之際，我們將繼續投資 PSM 產(chǎn)品，同時(shí)每年推出面向這一領(lǐng)域的新產(chǎn)品。對我們而言，顯而易見(jiàn)的是，數字電源系統管理有望使下一代環(huán)保電子系統實(shí)現更高性能和更低能耗。盡管最初的應用在高端企業(yè)計算系統領(lǐng)域，但是有明顯的跡象表明，PSM 正在進(jìn)入其他很多市場(chǎng)，包括工業(yè)和醫療系統市場(chǎng)。

Q2. 快速充電取代無(wú)線(xiàn)充電成為今年的熱門(mén)概念，貴公司在這方面的計劃如何? 

答 2：凌力爾特公司始終關(guān)注新的市場(chǎng)機會(huì )，無(wú)線(xiàn)功率傳輸確實(shí)是新機會(huì )之一。面向手機、媒體播放器等移動(dòng)設備的無(wú)線(xiàn)電池充電市場(chǎng)已經(jīng)確立，不過(guò)Qi 標準涵蓋了這類(lèi)無(wú)線(xiàn)電池充電技術(shù)。凌力爾特不是專(zhuān)注于這一面向消費者的主流無(wú)線(xiàn)功率傳輸應用，而是專(zhuān)注于工業(yè)、醫療和軍事應用，后面這類(lèi)應用的要求嚴格得多。

我們的無(wú)線(xiàn)功率傳輸電池充電 IC LTC4120 完全不兼容 Qi 標準，相反，該解決方案是專(zhuān)為滿(mǎn)足高可靠性應用的需要而設計的。LTC4120 利用了PowerbyProxi的底層技術(shù)和無(wú)線(xiàn)電源架構，以使基于 LTC4120 的系統能夠在更長(cháng)的功率傳輸距離上運作并擁有更大的偏差容限。這是以很高的效率實(shí)現的，因此接收器并未遭受熱問(wèn)題。此外，大多數工業(yè)、軍事和醫療應用并不愿意與消費類(lèi)產(chǎn)品具有互操作性。

作為一個(gè)旁注，這里解釋一下 PowerbyProxi 的技術(shù)。LTC4120 中嵌入了 PowerbyProxi 已獲專(zhuān)利的動(dòng)態(tài)調諧控制 (DHC) 微調技術(shù)，與其他無(wú)線(xiàn)功率解決方案相比，提供了顯著(zhù)優(yōu)勢。為了響應環(huán)境和負載變化，DHC 動(dòng)態(tài)改變接收器的諧振頻率。DHC 實(shí)現了更高的功率傳輸效率，從而允許使用尺寸更小的接收器，并產(chǎn)生可忽略不計的電磁干擾，甚至允許更長(cháng)的傳輸范圍。與其他無(wú)線(xiàn)功率傳輸技術(shù)不同，DHC 允許通過(guò)感應電場(chǎng)進(jìn)行內在功率值管理，從而無(wú)需單獨的通信通道來(lái)驗證接收器或在電池充電周期管理負載需求變化。

換一種說(shuō)法，DHC 解決了所有無(wú)線(xiàn)功率系統的基本問(wèn)題。每個(gè)系統都必須設計成在給定最長(cháng)傳輸距離上接收一定量的功率。每個(gè)系統還必須設計成在最短傳輸距離上可承受無(wú)負載情況而不被損壞。其他解決方案用復雜的數字通信系統解決這個(gè)問(wèn)題，這會(huì )增加了復雜性和成本，限制了功率傳輸距離�；�于 LTC4120 的無(wú)線(xiàn)功率系統用 PowerbyProxi 的 DHC 技術(shù)解決了這個(gè)問(wèn)題。

盡管凌力爾特公司目前不提供面向無(wú)線(xiàn)功率傳輸的發(fā)送器 IC，但是我們以后也許會(huì )提供，這并非是無(wú)法想象之事。但我們的應用指南 (Application Note 138) 中也針對怎樣構建自己的發(fā)送器線(xiàn)圈和電子組件提供了相應信息。

Q3: 在汽車(chē)應用中，電源管理技術(shù)今年有什么突破?

答 3：汽車(chē)市場(chǎng)是凌力爾特公司很重視的最終市場(chǎng)之一。上一財年，我們在這一市場(chǎng)的總體銷(xiāo)售收入已經(jīng)增長(cháng)了 19%，并持續以高于公司總體增長(cháng)的速度增長(cháng)。汽車(chē)行業(yè)的大部分創(chuàng )新和差異化來(lái)自汽車(chē)電子產(chǎn)品。由于需要提高行車(chē)安全、燃料效率和舒適度，因此呈現了巨大商機�；旌蟿�(dòng)力和全電動(dòng)型汽車(chē)的激增將穩步驅動(dòng)對創(chuàng )新性模擬產(chǎn)品的需求。除了越來(lái)越多的汽車(chē)電子產(chǎn)品，潛在的汽車(chē)市場(chǎng)也有望穩步增長(cháng)，從 2010 年到 2015 年，年增長(cháng)率約為 6%。

汽車(chē)電子系統中有許多應用需要持續供電，即使在車(chē)輛處于停泊狀態(tài)時(shí)也不例外，例如：遙控車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)、安全、甚至個(gè)人信息娛樂(lè )系統，其通常包括導航、GPS 定位和緊急呼叫功能。也許很難理解為什么這些系統即使在車(chē)輛不行駛時(shí)也必須保持導通狀態(tài)，但是，出于應急和安全目的，此類(lèi)系統的 GPS 部分必須是“始終保持接通”。這是一項必需滿(mǎn)足的要求，這樣在需要時(shí)候就能夠由外部操作人員進(jìn)行初步控制。

這類(lèi)應用的關(guān)鍵要求是低靜態(tài)電流，以延長(cháng)電池壽命。自 2001 年以來(lái)，凌力爾特公司一直生產(chǎn)備用靜態(tài)電流低于 100mA 的開(kāi)關(guān)穩壓器，目前處于開(kāi)發(fā)中的某些新產(chǎn)品將使這一數字降至低于 2mA。因此，這些產(chǎn)品已經(jīng)為得到中國汽車(chē)電子產(chǎn)品制造商的采用而做好了充分準備。

無(wú)論每年銷(xiāo)售多少輛汽車(chē)，汽車(chē)中的電子產(chǎn)品數量都將繼續增加。而且，對混合動(dòng)力和全電動(dòng)型汽車(chē)的大力推廣也在進(jìn)一步推動(dòng)這一市場(chǎng)的發(fā)展。隨著(zhù)將電池作為電源這種做法日益普及，相應地也需要最大限度延長(cháng)電池的使用壽命。電池容量失衡 (即電池組的每節電池之充電狀態(tài)失配) 在大型鋰離子電池組中是個(gè)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題是由制造工藝、工作條件、電池老化等方面所導致。失衡可能降低電池組的總體容量，并有可能損壞電池組。失衡使電池無(wú)法跟隨從充電狀態(tài)到放電狀態(tài)的過(guò)程，如果未得到嚴密監視，可能導致電池過(guò)度充電或過(guò)度放電，這將永久性地損壞電池。

混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)電池組中所使用的電池被電池制造商按照容量和內阻進(jìn)行了分類(lèi)，以減小發(fā)送給客戶(hù)的某一給定批次中電池間的差異。車(chē)輛電池組隨后采用謹慎挑選的電池來(lái)制作，以改善電池組中各節電池之間的總體匹配。從理論上說(shuō)，這將防止在電池組中產(chǎn)生大量的不平衡，但即便如此，人們還是一致認為：在制作大型電池組時(shí)需要采用電池監察和電池平衡功能電路，以在電池組的使用期限內保持很高的電池容量。凌力爾特的新型電池管理系統 (BMS) 產(chǎn)品系列在此領(lǐng)域中大受歡迎，而且目前是已投產(chǎn)和上路行駛的汽車(chē)中唯一使用的 BMS 產(chǎn)品。

總之，凌力爾特公司很好地根據市場(chǎng)需求設計了產(chǎn)品，以向這類(lèi)汽車(chē)電子系統制造商提供經(jīng)濟實(shí)惠的解決方案。顯然，為汽車(chē)電子系統生產(chǎn)電源轉換 IC 的制造商在中國市場(chǎng)的增長(cháng)潛力是很大的。

Q4: 數字電源芯片的占比在增大，未來(lái)的發(fā)展情況會(huì )如何? 

答 4：我們認為，凌力爾特獲取成功的一個(gè)關(guān)鍵要素是：不斷地開(kāi)發(fā)與當今諸多市場(chǎng)區段中出現且從傳統模擬電源轉換電路向數字電源系統管理解決方案持續遷移之趨勢密切一致的產(chǎn)品，部分相關(guān)內容已在針對問(wèn)題一所做的回答中進(jìn)行了討論。使用一根標準串行數字總線(xiàn) (如 I2C) 可實(shí)現與具數字特性的 DC/DC 轉換器的簡(jiǎn)單和有效通信，而且，諸如PMBus等新興標準有利于實(shí)現組件的互操作性。重要的穩壓器參數 (包括啟動(dòng)特性和定時(shí)、輸出電壓和電流限值、裕度規格、以及過(guò)壓和欠壓監控限值) 均可直接進(jìn)行數字編程，而無(wú)需使用電阻器以及占用空間的排序和監測產(chǎn)品來(lái)設定。此外，還可對諸如溫度、輸入和輸出電壓及電流等關(guān)鍵工作參數實(shí)施例行的監視，并利用它們來(lái)優(yōu)化系統性能和可靠性。

而且，數字 PSM 的一個(gè)主要優(yōu)勢是可降低設計成本并加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。采用一種具有直觀(guān)圖形界面 (GUI) 的綜合開(kāi)發(fā)環(huán)境，即可以高效地開(kāi)發(fā)復雜的多電壓軌系統。另外，此類(lèi)系統還可利用GUI 而不是在“白色導線(xiàn)”固定點(diǎn)上進(jìn)行焊接來(lái)實(shí)現更改，從而簡(jiǎn)化了在線(xiàn)測試 (ICT) 和電路板調試工作。另一個(gè)益處是，由于有實(shí)時(shí)遙測數據可用，因此有可能預測電源系統的故障，并采取預防性措施。也許最重要的是，具數字管理功能的DC/DC轉換器允許設計師開(kāi)發(fā)“綠色”電源系統，這種系統可滿(mǎn)足目標性能要求 (計算速度、數據速率等) 且在負載點(diǎn)、電路板、機架甚至安裝級上的能量消耗極少，從而降低了基礎設施成本和產(chǎn)品整個(gè)壽命期的總擁有成本。

Q5: 中國的制造業(yè)面臨著(zhù)一些問(wèn)題，電源管理技術(shù)在幫助制造業(yè)轉型的過(guò)程中能發(fā)揮什么作用? 貴公司在中國市場(chǎng)的策略是怎樣的?

答 5：在以制造業(yè)為主導的經(jīng)濟中，工業(yè)自動(dòng)化仍然是提高效率、節省費用的關(guān)鍵驅動(dòng)力。例如，就能源和資源利用效率而言，可持續性仍然是全球制造業(yè)取得成功的關(guān)鍵因素。在流程制造業(yè)和離散制造業(yè)，人們日益關(guān)注采用高能效解決方案，這也將促進(jìn)制造業(yè)采用可持續的生產(chǎn)方式。例如，在電動(dòng)機市場(chǎng)，通過(guò) IE3 類(lèi)能效要求體現的能效問(wèn)題將主導業(yè)務(wù)發(fā)展。(這個(gè)分類(lèi)來(lái)自歐洲新的超高效率行業(yè)標準或美國 (EISA) 的Nema Premium，這視額定功率不同于 2015 年 1 月或 2017 年開(kāi)始適用。) 類(lèi)似地，廢水處理和處理泵將主導全球傳統水泵市場(chǎng)的發(fā)展。

未來(lái)的工廠(chǎng)將在云計算、網(wǎng)絡(luò )安全以及移動(dòng)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的促進(jìn)下發(fā)展。相應地，對更高生產(chǎn)率和更高效率的需求也將促使企業(yè)在工廠(chǎng)車(chē)間和涵蓋所有最終用戶(hù)的企業(yè)之間實(shí)現更深入的互動(dòng)。資產(chǎn)管理和靈活的制造業(yè)也將促進(jìn)具活力的工廠(chǎng)集成，而且在工業(yè)應用中，自動(dòng)化和定制服務(wù)解決方案也將有很大的發(fā)展潛力。

Q6. 貴公司在中國市場(chǎng)的策略是怎樣的?

答 6：在模擬市場(chǎng)，僅擁有富有吸引力的產(chǎn)品已經(jīng)不夠了，隨著(zhù)產(chǎn)品變得越來(lái)越復雜，模擬與數字功能的混合導致需要同時(shí)提供軟件和應用支持。因此，擁有一支具豐富經(jīng)驗的全球現場(chǎng)應用工程團隊是取得成功的先決條件。在中國的工業(yè)及汽車(chē)市場(chǎng)上，這一點(diǎn)尤其必要。這類(lèi)市場(chǎng)上的產(chǎn)品都是復雜系統，可能在全球多個(gè)地點(diǎn)設計和制造。凌力爾特是為數不多的、能夠提供一致的客戶(hù)應用工程支持的模擬供應商之一，從設計、制造到銷(xiāo)售支持的各個(gè)環(huán)節均與全球各地保持著(zhù)緊密聯(lián)系。