这只是力量……是吗? 随着家庭、工作场所和公共空间自动化的持续蓬勃发展,建筑物中的智能技术在过去几年中继续以惊人的速度发展。 然而,具有讽刺意味的是,为世界各地住宅、商业甚至工业建筑中数十亿人每天访问的各种设备和电气端点提供动力的行业几十年来基本停滞不前。 但为什么电力电子行业在其支持的产品方面远远落后于它呢? 原因之一是:1950 世纪 21 年代的行业标准组件创新缓慢、乏味,缺乏真正的颠覆性技术突破,无法推动许多其他类别进入 XNUMX 世纪。

好消息? 电力电子有机会最终发展(现代化)其电源架构,并从根本上突破传统电源产品所面临的限制。 为何如此? 随着采用数字化电力管理的现代固态硅芯片解决方案,突破性的功能现已成为可能。 这包括直接从交流电源提取直流电的功能,无需使用整流桥、变压器或滤波,就像通过 AmberSemi 的 AC Direct DC Enabler IC 一样。 这种突破性的固态电源技术使新的电动产品设计成为可能,并实现了以前无法实现的人工智能功能。 一旦行业完成向固态解决方案的转变,它们就永远不会回头,就像显像管电视转换为固态电视或计算机的旋转磁性硬盘驱动器转换为固态硬盘等类别一样。

从本质上讲,这一代架构升级是 经典 硅谷半导体故事。 它将老式、过时的技术整合到微型硅芯片中,能够取代标准机电组件的功能。 而且,在此过程中,它可以实现更多的功能潜力和更好的操作灵活性,所有这些都具有更小的尺寸占用空间和来自固态架构的更高的可靠性。 然而,由 Amber Semiconductor 等公司领导的这场“第二次电气革命”的潜在影响远比多年来定义这一领域的迭代进程中的又一步深远得多。 让我们深入探讨这项技术如何真正发挥创新潜力背后的具体细节。

占地面积效率、功率密度和可配置性

如今,电气产品公司的功能受到输出功率和产品外形尺寸的限制。 功能范围的任何增加都极有可能需要增加外形尺寸,这充其量可能是昂贵的,而在最坏的情况下是不可行的。

AmberSemi 在电力数字控制方面的突破,集成到半导体 IC 架构中,可实现更紧凑、更动态的电源设计,代表了整个电气产品领域电源技术的一代架构升级。 它无需偏离最终产品的通用外形尺寸即可提供此类功能。 例如,AmberSemi 的使能器 IC 实现的系统尺寸显着缩小,为更多功能和/或更纤薄的产品外形开辟了物理空间,从而可以节省成本并带来诸多好处。 事实上,AmberSemi 的 Enabler IC 是业界尺寸最有效的,并声称业界最高的功率密度为 5 瓦/0.18 立方英寸(3 立方厘米)。 这提高了功率密度,使得固态架构在空间有限的应用中特别有吸引力,例如便携式电子产品、断路器盒、配电装置,甚至电动和传统燃气动力车辆。

除了 AC Direct DC Enabler 的突破性竞争优势(更小、更现代、更可编程)之外,该器件还通过嵌入式串行外设接口 (SPI) 提供对内部可编程寄存器的访问,从而提供了额外的功能和可配置性。 与通用微控制器配合使用,AC Direct DC Enabler 可以充当更加智能的电源转换器,但无需传统转换,而是直接从交流电源提取直流。

可靠性和耐用性

与传统解决方案相比,固态架构使电力电子公司能够实现更高水平的可靠性和耐用性。

由于它们没有移动部件,因此可以减少甚至消除与机械磨损相关的风险,而机械磨损最终可能会变得危险。 (电源通常是电气产品中最先出现故障的。)这种耐用性可以延长系统和最终产品的使用寿命并减少维护要求,从而降低制造商和最终用户的运营成本。

组件数量大幅减少也有助于提高可靠性和可持续性。 AmberSemi 独特的 Enabler IC 技术与标准电源相比,所用的功率组件数量减少了 2.5 倍,可降低关键组件的电应力和热应力,从而实现高效散热并降低因过热而导致组件故障的风险。 它甚至能够在可靠性至关重要的情况下(例如开关模式电源)避免使用电解液。由于所有这些和其他功能,电气产品公司可以利用更可靠、更持久的电源真正提高产品质量和价值的解决方案。

灵活性和可扩展性

现代固态电源架构解决方案,例如 AmberSemi 的 AC Direct DC Enabler IC,使设计工程师改变了对其产品现在的可能性的思考。 其原因是,与传统电力电子解决方案相比,固态架构和电力数字管理提供了更大的灵活性和可扩展性。 。 这种灵活性为设计工程师提供了新的可能性,可以针对特定应用优化其产品、满足各种客户要求并适应未来的技术进步,同时保持相同的固态系统架构/设备。 AmberSemi 的 Enabler 具有 25-277VAC 的宽输入电压范围,允许在全球产品组合中使用单一设计。 在未来的设计中,Amber 技术的输入电压独立性将为传统产品难以应对的更高电压工业应用提供更多价值。

此外,AmberSemi 的 Enabler IC SoC 等产品为整合架构提供了机会。 这些芯片可以轻松集成到各种通用和模块化设计架构中,从而实现可扩展性和系统扩展,使架构更加动态并具有更广泛的电源应用。 此外,它还以独特的方式在单个 SoC 内提供全球兼容性。 设计工程师可以利用这一功能来开发能够适应不同电源需求的解决方案,从而创造减少SKU的潜力,并使其能够适应系统架构的变化。最终,集成了AmberSemi基于现代硅芯片的电源管理架构为客户提供多功能且面向未来的电源解决方案,同时还能够简化最终产品的占地面积,并具有电源灵活性,以包含更多功能。

动态动力和可持续性

除了更小、更安全、更可靠之外,AmberSemi 的启动器 IC 产生的电源也更具动态性,因为电力是数字化管理的,从而可以实现更多的控制。 它通过软件提供动态功率,通过自动模式切换实现可配置的输出电压范围,以优化所有功率输出的效率。

通过采用固态芯片架构,功率模块公司可以积极支持向更可持续的能源格局的过渡。 这是可以实现的,因为如上所述,该架构需要更少的组件并且更耐用,从而减少了对更换零件的需求,而更换零件会通过生产排放对碳足迹产生负面影响。

结论

电气产品公司将其电源解决方案升级为固态的机会不仅是长期技术进步​​模式中的又一个迭代步骤,而且是一代架构的突破。 固态转变以以前认为不可能的方式改变了电气工程的设计计算。 历史告诉我们,一旦市场类别转向固态,它们就会迅速转变,并且永远不会回到传统的旧技术标准。 随着 AmberSemi 的创新敲开了电气产品行业的大门,第二次电气革命的曙光可能即将来临。

作者 wolfchild

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