就在这几天,全国出现了大面积的雾霾天气,特别是北方地区,其中京津冀及周边地区就有19个城市达到了严重污染的程度,多个城市的PM2.5值出现了“爆表”的情况。这么严重的雾霾,半导体厂商,特别是功率半导体厂商可以做些什么呢?

雾霾跟污染物的排放脱不了关系,排放又与能源的利用率密切相关。因此,功率半导体厂商们可以做的事情其实有很多,比如可以提供能源的利用效率,降低能源的消耗。据统计,全球有50%的电能是被电机消耗的,如果能解决电机的效率问题,将可以大大降低污染物的排放。

当然,现在已经有不少企业在这么做了,比如说MPS,他们专注于高功率密度芯片的研究和设计,希望能够通过高频、先进的工艺和封装技术来实现高效、低噪声和智能化的功率管理单元。

在12月初的“2016 MPS 汽车和工业研讨会------广州站”上,其南中国区总经理林升标讲述了MPS利用其BCD芯片工艺和倒装的封装键合技术实现了功率单元的高频化、低噪声和高效化。其产品线覆盖了5V到1200V,输出电流可以高达80A。(具体可以参见:__电机控制和功率电源的发展新趋势__)

随后,来自MPS的技术专家还对汽车和工业级的应用,分享了汽车电子电源解决方案和高频低噪声的电源设计思路,分析电池管理系统的原理和应用,并同时讲述了汽车和工业相关的电机驱动和角度传感器的应用。

MPS2017122201 图1:MPS南中国区总经理林升标在介绍MPS的发展和功率单元的趋势。

汽车电子电源解决方案

汽车排放是大气污染的源头之一,如何降低汽车的能耗,是目前汽车电子半导体供应商和汽车厂商们比较关注的问题。MPS南中国区FAE副经理王飞表示,“对汽车电源解决方案来说,不禁需要更好的EMI和EMC性能;也需要更高的效率,不管是电流工作时的高效率,还是低电流待机时的低功耗,都必须考虑到;还有电源的尺寸要求也越来越严格。”

“MPS的解决方案正是围绕这三方面来进行开发的。”他对与会工程师表示。“我们可以提供一站式解决方案,可以提供从DCDC、电源模块、LED驱动、背光、LDO、USB充电、功放、负载开关、电机驱动、角度传感器,到电池管理等解决方案。”

他同时还介绍了MPS在汽车电子方面典型的应用,比如导航/车载DVD、USB端口、应急呼叫系统、仪表盘、车身控制、车灯解决方案、ADAS和电池管理解决方案。 其中MPQ4470是其针对导航/车载DVD应用的电源解决方案。该芯片可以输出5A的电流,在12V输入,3.3V/2A输出时,效率可达到96%。

MPS2017122202 图2:MPQ4470主要特性。

在LED驱动方面,他重点推荐了MPQ2484,该芯片是专为车头灯开发的,可以支持两种模式:升压模式和Buck-Boost模式。相对于现有方案,它有一些独有的特点:首先,传统的LED车灯驱动,驱动板和灯板是分开的,而它可支持采样电阻跟灯放在一起,不需要放在驱动里面;其次是支持矩阵式调光,只需跟MPS一个额外的芯片相配合使用,就能达到矩阵式调光的目的;还有支持外接NTC,当温度升高的时候,电流相应的下降等等。

MPS2017122203 图3:MPQ2484主要特性。

在电池管理系统方面,王飞主要推荐了MPQ2645。该芯片具有高达80V的承受电压,能够在1ms内以2mV的精度测量多达16节锂离子电池,而且还具有丰富的自诊断功能。

MPS2017122204 图4:BMS管理方案。

据MPS电池管理组资深技术市场和应用工程师徐敏介绍,MPQ2645采用了超级稳定的电压基准,高压多路复用器,两个16位逐次逼近ADC和多种类型通讯接口,分别是防共模差分式串行接口BMS-LinkTM、标准I2C和标准SPI。

通过BMS-LinkTM,多颗MPQ2645A可以以菊花链方式互连并同时工作,监视高压电池串中的所有电池;还有MPQ2645B和MPQ2645C可以支持主从式的分布式链接,多个器件并联连接主处理器,通过I2C或SPI通讯,每个器件单独寻址,对所有电池进行监视。

最后,MPS高级系统工程师秦鸿强分享了汽车电子和工业应用电机解决方案。

MPS2017122205 图5:茶歇期间,MPS高级系统工程师秦鸿强与与会工程师交流。

MPS2017122206 图6:MPS电池管理组资深技术市场和应用工程师徐敏在介绍MPS电池管理系统的原理和应用。

MPS2017122207 图7:与会工程师与MPS技术专家交流。

MPS2017122208 图8:研讨会现场。