2018年8月23日，ADI公司在北京北辰洲际酒店隆重召开了“ADI高性能创新电源技术研讨会”，EETOP作为特邀媒体，出席此次会议。这是自2017年3月，ADI公司完成与LINEAR公司合并后，首次正式向媒体和市场精彩亮相。ADI电源产品中国区市场总监、电源技术专家梁再信先生从市场、技术引导和公司未来方向三个方面，作了精彩的报告。
据介绍，ADI公司与LINEAR公司合并以后，ADI公司推出了“POWER BY LINEAR”电源子品牌，旨在通过创新的高性能电源技术，帮助用户解决设计中棘手的挑战。两个公司合并之后的电源产品超过了一万多种，不过在工业、通信和汽车上是高度一致的推动和重合。从整个市场来讲，每个公司都会追逐热点和市场新的机会，最近几年大家耳熟能详的一些热点，比如说区块链、比特币，或者虚拟货币、自动驾驶、汽车电子的应用，下一代的通信互联技术，还有中国现在说得比较多的“智能制造”、“工业4.0”，还有很多沉浸式、体验式虚拟现实消费类的感受和体验，以及和医疗相关的应用。这些热点推动了技术的发展，也是每个高科技公司都会发力、花时间去研究和追逐的，因为在创新领域里面才有无限的可能去拓展自己的版图。在此次技术研讨会上，梁再信先生主要要针对工业、通信和汽车三个方向，分享了ADI是看待这三个市场，以及如何去做创新的。
工业
所有工业产品的应用都离不开一个基础，就是供电电源。在ADI公司整个市场版图种，工业占比相对较大，大概40%多的电源生意均来自于工业领域。ADI对工业有自己独特的理解，从工业4.0真正的本质和基础来讲，考虑更多的是如何提供实时的控制，软件可配制的I/O，还有所有这些设备的可靠性、安全性和健康，都非常重要。灵活度、效率、通信、安全性、可靠性等是ADI工业电源产品中最重要的几点。
理想二极管减小功率损耗，提升马达控制系统的可靠性
梁再信先生以一个非常典型的马达控制系统来说明工业领域对电源的技术挑战。在马达控制应用中，设计难点主要来自三方面：一是马达两边的高低电压问题，高压和低压侧需要一个隔离电源，确保系统的安全性;第二是因为整个系统的EMI、噪声，在输入端对系统的稳定性要求非常关键;第三是系统功耗问题。
为了做合格，过去的设计中都会用到二极管。但对于高电流的应用，普通的二极管会带来很多弊端，所以ADI推出了理想二极管。即通过一个控制器去控制一个MOS管，去实现一个二极管的功能，此时能够实现非常低的压差，又因为MOS管的导通电阻非常低从而能够大幅度降低承担的功率损耗。这样的优化有什么好处呢?一是可以减少功率的损耗，功率器件不需要散热;二是系统的压差可以得到极大的缩减，同时提供了系统的可靠性，增强了整个系统的效率。
ADI未来电源芯片都将尽可能往Silent Switcher技术平台做迁移
在工业领域，EMI是绕不开的话题。针对传统电源的EMI难题，ADI做了一系列的创新和探索，并推出了一个系列产品即Silent Switcher开关电源。
电源的EMI是最难抑制的，可能会产生电磁辐射。Silent Switcher从工程物理的角度做了突破和创新，在芯片设计上做了两个反向的电优化。从物理学的定义来讲，两个反向的回路最大的好处是产生的磁力线是闭合的，对外界EMI的干扰就会小很多，这是基本的物理学的定理。
从工艺上，Silent Switcher也作了很多的优化，比如过去的电源、芯片内核，从微观来讲，一个机件的绑定也会产生磁场，ADI在新的芯片里面修改和改进了功率，不再用金线去绑定内核，而是用导装的方式缩减电流板，能够让EMI降到最低。通过这一系列工艺的优化，可以得到一个非常好的EMI性能，基本不需要再做任何太多的优化，都可以满足CISPR25 EMI的标准。
基于这两方面的优化，又带来了另外一个好处，过去说开关电源的纹波是很大的挑战，看20年以前的产品，纹波基本上都是50、60毫伏，现在整个市场上的开关电源，纹波还是要做到20、30个毫伏。但是，Silent Switcher技术带来一个巨大的好处，在2安或2MHz时候，纹波只有5毫伏左右。它不光是缩减了EMI的问题，还解决了噪声的问题，让系统的可靠性、稳定性做得更好。
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梁再信先生给出LT8609S的性能对比测试数据，分别采用了普通两层板和四层板进行测试，深蓝色部分EMI稍微低一点，它是四层板做的，但是桔红色的只是用最普通的两层PEAK做的。如果打开扩频技术，会发现EMI的波形会进一步的优化。
在中国市场，机器人、工业控制、汽车等领域的大部分客户都对Silent Switcher技术感兴趣。因为在过去基本所有工业客户，或者汽车客户，光是要解决EMI的认证问题都要通过半年的时间去做整改，通过之后才可以上市。Silent Switcher技术的出现，帮我们客户节省了大半年的时间。
梁再信先生特别强调：“Silent Switcher技术是ADI在全球电源技术里面过去几年最大的一个创新，这是一个技术平台，未来POWER BY LINEAR的产品在未来的电源芯片中，都会尽可能的往这个技术平台上迁移。”
小体积依然是ADI电源推动的方向
在工业领域，现在工业设计的密度和板卡的复杂程度越来越高，而且在工业设计里面，人机界面、控制、回路、软件的可靠性、系统的稳定性，花的功夫会越来越多，如何降低客户在工业领域和板卡设计时的难度，加快产品设计的迭代速度，如何帮助客户缩减电源电路板的尺寸和电路设计的复杂程度？一个复杂的系统对工程师来讲是非常麻烦的。10年前ADI推出的比较划时代的电源模块产品，今天在全世界依然是非常普遍的技术。把过去非常复杂的电源系统集成在一个模块里，客户不需要关注电源的噪声、纹波，只需像LDO那样简单拿过来用就可以了，效率也非常高。
ADI有很好的隔离电源技术和集成电路分装的工艺，把电源分装很小的模块。基于这两种技术的组合，ADI做了一系列隔离的电源模块。系统非常好，如果把一个隔离电源和一个模块集成在一起，这也是另外一种尝试。所以ADI又出了一系列的产品，集合了ADI电源模块的分装工艺，整合比较领先的隔离电源的技术，做了非常小的分装隔离电源模块、变压器、MOS管、芯片，通通都在里面。
汽车领域
在自动驾驶和汽车领域，最重要的一个关健词就是安全。无人驾驶技术、无人工厂、驾驶辅助系统都跟我们人类安全息息相关。这里面有很多核心的关键技术，在激光雷达、普通雷达、相关的测量测控单元，这几个方向是未来自动驾驶和无人机非常核心和关键的平台。
POWER BY LINEAR到底怎么支持这个领域的发展？因为雷达和激光雷达所要探索的精度和性能、稳定性是非常非常重要的。所以ADI针对雷达和激光雷达的应用，推出LDO，它的噪声只有0.8微伏，这比现在看到的电池的噪声还要小。正是这样技术的推动和发展，令ADI在自动驾驶等领域能够提供更好的性能和可靠性，推动产业的发展。当然，在无人驾驶和智能工厂中，全新的Silent Switcher技术也是可以用得到的，它对EMI也是非常敏感的。
我们在汽车级的应用里面做了一些新的考虑和尝试，在汽车的总线里面，车的走线，连接器，布线，会有非常多的电缆，有两种类型的电缆，一种是可供电的，另外是做通信的，在ADI的大家庭里面，我们有推过一个A2B，就是整个汽车音频，把声音传递到车上的每个单元。我们也推了一个新的概念，PoDL，我们发起和主导了一个标准，意思就是Power Over Date Line。梁再信先生说：“们一直在推动节省电缆的数量，ADI相信未来车身的以太网，PoDL有可能变成一个标准，我们认为这是新的机会和转折，因为这有别于传统汽车的概念。”
在汽车领域，汽车的变迁中，功率管理、汽车电源还有移动系统，都是非常重要的。针对这些应用，ADI也推出了一系列的产品，如LTC3300、LT8584可以对汽车的点做均衡，3305专门针对48伏做均衡，专门针对48伏做均衡，让电动汽车能够驾驶得更安全。此外，在汽车里面温度是非常大的挑战，功率降低了，温度也降低了，重量也降低了，不需要加散热片了，这也是ADI在汽车领域的一些探索和应用，梁再信先生表示，“我们把理想二极管的技术从单个扩展到四路，这样可以得到非常低的功率损耗，不需要散热片，有非常高的可靠性和效率。可能不远的将来，我们会看到理想二极管的身影。”
综合以上，所以在汽车领域，让系统更安全，当电压超过设定值的时候，整个系统能够把所有高压的部分全部消掉，留给后面的就是可控的电源工艺，这样车身系统就能避免因为意外的干扰损坏汽车上的组件，因为这和人的生命安全是息息相关的，这也是ADI在汽车安全上所做的创新和开发。
通信领域
从过去的GSM到2G、3G、4G，现在马上推5G了，每一次通信的迭代，不管是射频器件还是电源器件都有ADI的产品。通信特别是现在的5G通信有几个挑战，首先是需要非常高的功率密度。效率非常重要，因为有MOS管和电感的存在，所以电源一定是有损耗的,一定不能做到100%的效率，从30年前到近两年，电源的效率慢慢的提高，但大概到94%的时候就推不动了。电感的损耗可以降下来，但是MOSFET管的损耗会增加，很难超过94%、95%的转换效率。ADI做了很多挑战和尝试，在全球比较流行的区块链和虚拟货币里面，就是靠机器的运算消耗电能，然后转换成业界认为有价值的货币。ADI在与比较重要的矿机厂合作时，已经可以将电源效率提高到97.5%、97.6%。
通信领域面临的另一个挑战就是如何提高转换的效率。ADI开发了一个新的技术，就是没有电感的开关电源，用电容通过4个MOS管去做电压的变换，在2.8X2.8CM的面积上，可以输出48伏到24伏，500W。在全范围可以做到99%的效率。此外，ADI还做了新一代的混合变换器7821，它把一个用电容做能量传输的电路和标准的降压电路整合起来，变成一个混合的电路。它的优点是电感可能只有标准电路电感的一半大小，所以用的电感的体积会小很多，效率在97%左右，在这么大的功率里面已经算是非常好了。PC机的开关电源，到87%、89%左右就算非常好的开关电源了，更何况如此高的效率，确实难以让同行超越。
在通信领域还有另外一个应用，离不开高速的基带的数据处理，它对电源模块的要求可能会更高，因为DSP和FPGA内核的电压比较低，功率比较大，对输出电压的稳定性也要求比较高。ADI针对这样的应用，出了一系列的电源模块，在这种基站和通信系统里面，跟工业领域的模块有点不同，在通信领域ADI推的电源模块主要是带PSM的，有数字接口，可以通过处理器，当一个通信系统意外死机的时候，里面有黑匣子一样的设备可以把死机前一瞬间的电源每一路的工作状态记录下来，电压、电流、温度等等，方便通信系统在恢复时对系统做分析，甚至可以支持远程调试和远程监控。ADI有一系列的产品符合通信应用的，比如4677可以双路，可以用系统去控制，读取它的状态；4678是最新发布的，双路50A，单路25A。效率还不错，不同状况下可以做到94.5%左右的转换效率，也带数字的接口，可以进行监控和控制。
在通信系统里面，PSM的功能过去不重视，但是近几年越来越重视，在一个通信系统里面，电路非常多，通常一个大的板卡里面可能有十几路的电源。当系统不稳定的时候，怎么知道是哪路出问题呢？PSM就是很好的解决方案，可以对每一路进行监控。另外，因为通信板卡的工作环境、稳定性都不一样，通信系统面临的挑战是不一饮的，所以通信板卡在出厂的时候往往会做很多严酷的环境测试，在通信板卡里有非常重要的测试，就是把每一路电源的电压同时上调和下调5%，或者是10%，如果用到我们的PSM芯片，在电脑上给一个指令，可以把所有电源同时上调和下调，看整个系统的稳定性。PSM在通信系统里面，应用会越来越普遍。
另外是POE，其实就是Power over Ethernet，电源通过网线去传输。POE既可以传数据，也可以传电源。所以POE在通信领域的应用越来越广。ADI最近推出了150瓦的POE的解决方案，国际标准刚刚超越25.5瓦，迈向60、70瓦的时候，ADI已经出了150瓦的方案。最大的好处就是对于通信的应用和布局，可以提供高达150瓦的功率，容量越大，需要的功率越大，150瓦可以提供非常完美的解决方案，这也是ADI在通信上强有力的技术平台。
能源
ADI在FCI上有非常完整的解决方案，从模拟链路、信号采集到供电，现在用得最多的就是太阳能供电。怎样实现在高压电塔上太阳能的安全和传输？这是非常重要的，ADI有专门领域的器件，太阳能可以对电池充电，并且带MPPT，在同样光照情况下怎么获得最大太阳能的能量？通过这样的器件，能够把太阳光转换效率，拿到最大的功率点，转换效率会比较高，还可以给系统供电，这是非常好的方案。与此同时，在电力供应里面，很多系统是不能断电的，一定会用到备份电源，现在是用超级电容，但是超级电容的能量是有限的，如何对能量做存储和管理？ADI也推出了一系列器件，比如LTC3350是对四个法拉电容做监控，不仅对电容做平衡，充放电管理，还补充电容的内阻，甚至当电容不平衡、容量有变化的时候，自动对所有电容做能量的均衡，这样的器件在供电和安全性、后备电源上，都是非常好的应用。LTC4041是两串的，实现比较好的均衡控制，提升安全性。这种备份电路对整个系统提供了不同能量的来源，可以让系统维持稳定的工作，在整个能源领域应用得越来越广。还有锂电池的管理芯片，ADI的产品很全，需要很高可靠性和快速充放电的时候，其实超级电容会比较好。
能量的采集，FCI用的是太阳能。在穿戴式设备，类似计步器这样的应用上，充电是一个问题，ADI在这个领域做一个突破，能不能把振动、温差、光、磁场变成我们需要的能源？ADI推出了一系列的产品：LTC3108是温差发电的控制转换器件，10伏的温差可以产生60微安的电能，但它所带来的温差，传统开关电源没有办法转换成3.3伏，ADI的器件能够做到；LTC3588是振动换能，发生抖动的时候，最典型的应用是在振动片上，0.25G，40赫兹振动，会产生250微安的电能。
ADI提供完善的电源设计工具
电源是一切的基础，电源的品质和可靠性对系统非常非常重要。ADI非常关注器件本身的可靠性，因为任何产品都有等级、不同性能，ADI是业界第一家承诺只要带棕色小圆点的参数，是全范围的，ADI的测试标准非常高。
在分享的最后，梁再信先生介绍说：“ADI不仅提供可靠稳定、性能优异的各种电源相关器件，同时也提供完善的电源设计工具，帮助工程师设计出面向各种应用领域的高质量电源。例如，我们提供了LTpowerCAD，可以实现基本的环路稳定性的测试，然后可以导入LTspice做系统的仿真，这两个系统都是完全免费的；还有LTpowerPlay，这是一个开发工具，也是免费的，针对PSM应用。ADIsimPE，是仿真工具，对电路做仿真，对整个电源的构架、系统，还有环路、稳定性、效率、损耗，都可以做仿真。这些工具在ADI的官网上都可以免费下载。”
本次会议ADI邀请到西交大杨建国教授来到现场跟大家分享他的教育心得，杨建国教授在模拟电子教学上深有心得，他前几年撰写的图书《你好，放大器》颇受学生们及工程师的推崇。在谈及毕业生的能力与企业要求脱节的问题时，杨教授指出，造成这一现象的主要原因是大学课时有限，以及投入度不够。杨教授认为后续教育很关键，而ADI的大学计划就是一个非常好的培养工程师的后续教育途径，在会议现场，杨教授展示了他的新书《新概念模拟电路》，为学生们及准工程师的后续教育提供了更好的素材。
