業(yè)界第一個(gè)純數(shù)字化電源解決方案來(lái)自Intersil

 “IoT基礎(chǔ)設(shè)施這一部分的市場(chǎng)將會(huì)快速增長(zhǎng)，有更多互聯(lián)互通的設(shè)備被接入進(jìn)來(lái)，進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)互換，大概年增速在10%左右。像數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)方面的發(fā)展，也在促進(jìn)數(shù)據(jù)處理能力的改善和提高。在這種背景下，我認(rèn)為未來(lái)的幾年基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)所需要的電源，最主要的將是數(shù)字電源管理解決方案。”Intersil公司基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)部總監(jiān)Chance Dunlap提到。在這大勢(shì)所趨下，Intersil帶來(lái)了全新一整套解決方案，其中包括數(shù)字多相控制器和智能功率級(jí)，都是為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的電源提供的整套解決方案。

據(jù)介紹，Intersil的數(shù)字多相控制器共有12款控制器，從數(shù)字多相控制器方面來(lái)看，它可以支持市場(chǎng)上任何的處理器和數(shù)字內(nèi)核。這12款數(shù)字控制器，都可以支持PMBus接口，但它們也有次級(jí)接口，比如SVI2來(lái)支持AMD的處理器，SVID支持Intel的處理器，或是全新的AVSBus接口。Chance Dunlap補(bǔ)充到，“之所以一共是12款的數(shù)字化控制器，不僅是因?yàn)槲覀冎С至藰I(yè)界上所有的處理器，同時(shí)也是因?yàn)樗袃蓚€(gè)輸出，這兩個(gè)輸出總共可以支持4到7個(gè)相，可以做更為靈活的電源轉(zhuǎn)換。”

和這12款數(shù)字多相控制器配套的是ISL99227 60A智能功率級(jí)。ISL99227智能功率級(jí)有60A電流容量，帶著集成驅(qū)動(dòng)器和25V同步FET，還集成電流感測(cè)。它可以在測(cè)量電流之后，直接把信息反饋給數(shù)字多相控制器，所反饋的電流信息是按照每一項(xiàng)來(lái)提供的具體的電流信息，以提供精準(zhǔn)的差分報(bào)告，而不必去使用DCR感測(cè)。把所有的這些如像驅(qū)動(dòng)器和MOSFET放在一起，就可以提供非常高功率、高效率的信息管理。因此這些智能功率級(jí)可以用在所有的數(shù)字多相控制器所有相上面，同時(shí)還支持ISL6617A的相倍增器，可以將解決方案進(jìn)一步擴(kuò)展到14個(gè)相。

以往，我們聽(tīng)到一個(gè)數(shù)字化的解決方案，基本上就是對(duì)模擬解決方案的數(shù)字化。但是這個(gè)解決方案，Intersil使用了數(shù)字化信號(hào)的處理技術(shù)，去實(shí)現(xiàn)模擬產(chǎn)品不能實(shí)現(xiàn)的功能。“綜合電流控制的專(zhuān)利技術(shù)，就是通過(guò)使用數(shù)字化信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)零延遲，而這樣的技術(shù)和功能是過(guò)去數(shù)字化模擬產(chǎn)品的方法是實(shí)現(xiàn)不了的。所以在非常復(fù)雜的系統(tǒng)中，可以利用數(shù)字化的技術(shù)和數(shù)字化的功能去實(shí)現(xiàn)最好的系統(tǒng)控制。”Chance Dunlap給我們進(jìn)一步解釋到。Intersil在多相方面和模擬電源方面都是行業(yè)的佼佼者，同時(shí)Intersil也是世界上第一個(gè)推出數(shù)字化負(fù)載點(diǎn)解決方案的公司，把各種強(qiáng)項(xiàng)放到一起，才開(kāi)發(fā)出了這樣一個(gè)新的純數(shù)字化解決方案。

使用數(shù)字控制的優(yōu)勢(shì)就是使用復(fù)雜的控制回路，為電源設(shè)計(jì)帶來(lái)系統(tǒng)先進(jìn)性、易用性。通過(guò)綜合電流控制的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)不同相的平衡，實(shí)現(xiàn)快速的瞬態(tài)響應(yīng)，這種響應(yīng)速度要快于市場(chǎng)上的傳統(tǒng)解決方案。得益于快速的瞬態(tài)響應(yīng)優(yōu)勢(shì)，電源的設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中所需要的電容出現(xiàn)了大幅下降，要比競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品小30%，并且可以實(shí)現(xiàn)更好的電流均衡。數(shù)字化技術(shù)帶來(lái)的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是控制的靈活性，比如說(shuō)Intersil可以在任何的感測(cè)點(diǎn)上加一個(gè)數(shù)字濾波器解決任何電路板問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)具體的功能改善，比如說(shuō)進(jìn)一步地去降低噪聲。

在瞬態(tài)響應(yīng)方面，Intersil的解決方案和市場(chǎng)上已有的方案對(duì)比，在所有參數(shù)完全一致的情況下，瞬態(tài)負(fù)載都是90A，左邊的是Intersil的瞬態(tài)響應(yīng)，黃線是一個(gè)統(tǒng)計(jì)的曲線，大家可以看到Intersil的偏差值為正負(fù)3%，右邊競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品偏差是正負(fù)5%。時(shí)間差方面，Intersil的反應(yīng)時(shí)間更短，就是中間那個(gè)小三角所代表的是反應(yīng)的時(shí)間?？梢钥吹剿姆磻?yīng)速度是競(jìng)品的兩倍。

除了在瞬態(tài)響應(yīng)方面速度更快，同競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品相比，Intersil 產(chǎn)品的效率更高，熱性能更好。設(shè)置參數(shù)相同，把Intersil和競(jìng)品的兩個(gè)主板放在熱反應(yīng)室里面做測(cè)試，同時(shí)設(shè)置了較高的環(huán)境溫度都是75℃。左邊的是Intersil的，在這種情況下的溫度升高21℃，而競(jìng)品的溫度升高了42℃，也就是在同樣的運(yùn)行情況下，競(jìng)品升高的溫度，要比Intersil高兩倍還多。這主要得益于Intersil 產(chǎn)品的兩個(gè)優(yōu)勢(shì)：一是Intersil產(chǎn)品的效率更高，二是Intersil在功率耗散方面的控制更好，ISL99227智能功率級(jí)的散熱是從頂端、底端的雙層雙相散熱，所以熱管理更好。

同時(shí)，在工作效率方面，ISL99227智能功率級(jí)達(dá)到峰值的效率要比競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品高1.3%。

該解決方案能夠領(lǐng)先業(yè)界首次推出，這其中也克服了很多技術(shù)難關(guān)。Chance Dunlap提到，“多相技術(shù)的最大挑戰(zhàn)是電流平衡，讓各個(gè)相能夠配合彼此的工作。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，同時(shí)還能保持快速的瞬態(tài)響應(yīng)，這是一個(gè)比較大的技術(shù)挑戰(zhàn)，這也是目前市場(chǎng)上主要限制，因?yàn)榇蠹叶荚谟秒妷嚎刂苹芈?。我們解決這個(gè)問(wèn)題的方法是用電流控制，目前沒(méi)有其他廠商能夠做到在多相技術(shù)中使用電流控制，因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)信號(hào)比較小、噪音比較高的問(wèn)題。我們通過(guò)數(shù)字控制技術(shù)克服這個(gè)問(wèn)題，并創(chuàng)造了一種全新的控制回路，叫做綜合電流控制。這就是我們獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)所在，這個(gè)電流控制技術(shù)我們也已經(jīng)申請(qǐng)了專(zhuān)利。”

第一款完全數(shù)字化的解決方案或許只是讓Intersil的深厚電源功底出露端倪，未來(lái)，Intersil還會(huì)繼續(xù)拓展數(shù)字多相技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高的電源水平、更高的集成度，增加更多利用數(shù)字電源的功能。