丰富功率解决方案助力绿色应用

2011年08月31日15:34:25 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

飞兆半导体工程师张强介绍功率半导体市场及应用

日前，飞兆半导体工程师张强向媒体介绍了当前功率半导体市场和飞兆半导体丰富的功率解决方案。他认为，法规、政策和环保意识正在全球市场发展。主要包括以下方面：能效标识和能源效率；马达控制应用中采用变频技术；从传统照明转变到LED/CFL照明。以地区来看，包括欧盟的建筑物能效指令(Energy Performance of Building Directive，EPBD)，从2019年起所有新建筑物必须达到零能耗；欧盟的新能源标识体系要求从2010年7月起禁止销售B级以下的产品，2013/14年7月后仅可销售A-20%和A-40%产品。美国收紧能源之星标准(如对于空调, SEER12 [1]SEER16)。中国新能效标识体系从2010 年6月起实施。日本从2006年起实施采用年度绩效因素(Annual Performance Factor，APF)的‘领跑者’计划。为此，清洁能源和IT的进步正在创造全新的市场，如可再生能源、PV变频器；智能电网、电动汽车充电器和智能电表等。

越来越多的能耗标识

张强在介绍照明应用时表示，照明的设计挑战是提高能源效率，延长系统寿命，减少使用期成本。方法是用荧光灯、发光二极管(LED)、或高压气体放电灯(HID)代替白炽灯，从而显著提高能效；采用集成电路等解决方案能够减少元件数目和总体成本，简化镇流器设计，减少开关损耗及改进调光能力。

LED细分市场

飞兆半导体的功率解决方案包括：镇流器控制IC、绿色FPS™、IGBT、HVIC、功率MOSFET、PFC/PWM控制器、整流器、晶体管、STEALTH™ 二极管/齐纳二极管、光耦合器、马达、飞兆功率开关(FPS™)等，有助于提高能源效率，简化设计，减少系统成本。例如采用电子控制的变频电机可提供高达60%的能源效率；飞兆半导体智能功率模块(Smart Power Modules，SPM®)等解决方案可让设计人员可靠快速地进入市场。

计算领域的设计挑战是提高能源效率，改进系统性能并减少尺寸/重量。飞兆半导体提供经优化的分立或集成功率管理/功率控制解决方案，解决来自电源、主机板或风扇的高能耗电路问题。飞兆半导体的解决方案包括：TinyBuck™集成开关式稳压器、MOSFET(小和大功率)、MOSFET驱动器(DrMOS)、DC-DC控制器、数据交换机、逻辑器件、IntelliMAX™负载开关、二极管、晶体管、运算放大器、背光变频器、飞兆功率开关(FPSTM)、PFC IC等。

张强特别指出，在LED应用中发热对LED寿命的影响非常明显。LED寿命非常取决于灯具能否保持冷却状态。长期处于高温之下，LED寿命会严重缩短；大多数制造商建议工作温度为85℃以达到较长寿命(100,000小时)；设计人员正尝试获得较大光输出，这促使他们使用更大的电流，反过来会造成更高的工作温度。由于低质量产品泛滥，这些产品初期亮度高但使用寿命提前失效，使得行业声誉处于险境。

LED照明的各种要求

为了应对这些挑战，飞兆半导体公司为大、中、小功率范围LED照明应用提供广泛的LED照明解决方案。飞兆半导体解决方案的特点是在单一IC上高度集成各种元件，配合高效和先进的电路拓扑，广泛应用于1W或以上功率范围照明应用。飞兆半导体备可为大、中、小功率范围的LED照明应用提供高能效的多种拓扑技术解决方案。这些解决方案具有高功率因数和低总体谐波失真，能够延长系统使用寿命，并降低使用期间的成本，同时满足国际能源法规的要求。

这些LED照明解决方案具有高集成度，可以帮助设计人员满足苛刻的电路板空间要求，简化产品设计并降低总体材料清单（BOM）成本。

飞兆半导体利用了照明和功率管理方面的核心专有技术，提供用于LED照明应用的多种拓扑，包括：初级端调节（PSR）反激式；单级功率因数校正（PFC）反激式；PFC+准谐振（QR）反激式和LLC半桥解决方案。

PSR反激式解决方案瞄准功率<20W的LED照明应用：在这些设计中，灯具的尺寸较小，并且成本压力很高。为了解决这一问题，飞兆半导体的PSR技术提供TRUECURRENT技术和独特的专利技术，在包含MOSFET （1A/700VVDMOS）的多芯片封装选件（7SOP/DIP）中达到领先的CV/CC性能。设计人员也可选择PSR控制器加一个外部MOSFET的方案。通过使用针对5W到20W功率范围LED灯的PSR反激式解决方案，设计人员能够达到高能效（相比先前方法提高80%），并可省去次级反馈电路，降低材料清单成本，简化设计和节省PCB空间。

飞兆半导体用于20W~50W应用的单级PFC反激式解决方案：相比传统的解决方案，这些照明应用要求在有限的空间内达到高功率因数，以及更高的效率和可靠性。

飞兆半导体为单级反激式设计提供一个CRM PFC 控制器，适用于10W ~ 50W LED下射灯和20W~50W LEDL-light,这项高效方案能够提供高功率因数和低THD性能，无需增添元件，从而减少了BOM数量。此外，这一方案无需大容量电容器，能够进一步延长系统寿命。

适合<100W功率范围应用的PFC+ QR反激式技术：设计人员采用标准解决方案，每每面临BOM元件数量多、成本高和系统效率低的问题。有见于此，飞兆半导体提供一个具有高系统效率和高可靠性的QR反激式解决方案，并使用CRMPFC前端以获得高功率因数和低THD.通过集成，这一拓扑能够减少BOM数量，降低成本并节省空间，可让设计人员实现小型应用设计。PFC+QR反激式技术非常适用于平板灯、LED街灯、工业用灯、舞台灯、外墙灯和招牌灯应用。

为了简化LED灯具设计，飞兆半导体LED解决方案减少了额外器件以节省PCB空间，为终端应用提供了高可靠性，高效率并降低了使用期间的成本。此外，飞兆半导体提供所需的系统专有技术和设计工具，帮助设计人员将其LEDIC产品更快地推向市场。

用于<400W照明应用的LLC半桥解决方案：这些应用一般具有BOM器件数量多、成本高、系统效率低且可靠性差，以及设计复杂等问题。为解决这些应用难题，飞兆半导体推出LLC半桥解决方案，将内置MOSFET、快速恢复二极管（trr=120ns）和高端栅极驱动器三个芯片集成在一个封装中。这个设计方案具有高达300kHz的工作频率，并在轻负载条件下通过脉冲跳跃（pulseskipping）来限制频率。LLC半桥解决方案具有高系统效率，高可靠性，同时降低了BOM成本并简化了设计，该方案适用于LED街灯照明，工业用灯，舞台灯，外墙灯和招牌灯设计。

飞兆半导体为所有类型的照明应用提供解决方案，包括线性荧光灯镇流器、紧凑型荧光灯镇流器、LED和HID,其产品系列范围广泛，从分立元器件到包含PFC控制器、镇流器控制IC、高压栅极驱动器和MOSFET的集成式解决方案。飞兆半导体致力于推动节约能源和满足较严苛的能效法规要求，开发出一系列创新产品，能够较大限度地提升性能，同时减少电路板空间需求，降低设计复杂性和系统成本。而且，飞兆半导体拥有由在线支持工具、现场应用工程师及多个配备功率工程师的区域中心组成的全球功率资源中心（GlobalPower ResourceSM Center），建立客户产品设计技术支持的行业典范。

丰富功率解决方案助力绿色应用

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