《電子技術(shù)應(yīng)用》
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【回顧與展望】“新基建”帶來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇,ADI升級(jí)中國(guó)產(chǎn)品事業(yè)部加快融入本地生態(tài)

——半導(dǎo)體廠商共話“新基建”的2020與2021
2020-12-31
作者:王潔
來(lái)源:電子技術(shù)應(yīng)用

2020年注定是不平凡的一年,新冠疫情突如其來(lái),擾亂了我們正常的學(xué)習(xí)、生活、工作,對(duì)全球經(jīng)濟(jì)也造成了巨大的沖擊。與此同時(shí),新基建”在這一年頻頻被刷屏,成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)的一大“熱詞”。

4月20日,國(guó)家發(fā)改委首次明確了新型基礎(chǔ)設(shè)施的范圍,包括信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施三個(gè)方面。5月22日,“新基建”正式寫入政府工作報(bào)告?!秷?bào)告》提出:“加強(qiáng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),發(fā)展新一代信息網(wǎng)絡(luò),拓展 5G 應(yīng)用,建設(shè)充電樁,推廣新能源汽車,激發(fā)新消費(fèi)需求、助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)。”當(dāng)前,官媒蓋章的“新基建”主要包括七大領(lǐng)域:5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

近期,《電子技術(shù)應(yīng)用》邀請(qǐng)了具有廣泛代表性的多家半導(dǎo)體廠商,一同就“新基建”的話題,回顧2020、展望2021!

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ADI 中國(guó)區(qū)工業(yè)市場(chǎng)總監(jiān) 蔡振宇

ADI 中國(guó)區(qū)工業(yè)市場(chǎng)總監(jiān)蔡振宇表示,中國(guó)的“雙循環(huán)”和“新基建”為全球展示了疫情后重建的一種最好的方式和戰(zhàn)略。中國(guó)速度與中國(guó)體量相結(jié)合,正構(gòu)建經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“雙循環(huán)”新格局,內(nèi)循環(huán)是將來(lái)中國(guó)主要發(fā)展經(jīng)濟(jì)的引擎,外循環(huán)則是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)全球化和多國(guó)協(xié)同合作的多邊思維,在此重要經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)發(fā)展策略下,新基建則成為了其中的關(guān)鍵。疫情對(duì)人與人之間的溝通、互動(dòng)甚至生產(chǎn)方式帶來(lái)影響和不確定性,使我們要重新思考怎樣重構(gòu)銷售渠道、生產(chǎn)鏈、供應(yīng)鏈的布局,以及怎樣促進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。這將是今后所有企業(yè)面臨的一個(gè)核心戰(zhàn)略重點(diǎn)。

隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí),邁向數(shù)字化,中國(guó)市場(chǎng)在全球扮演著重要角色,雙循環(huán)與新基建等國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施,為中國(guó)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。近日,亞德諾半導(dǎo)體(中國(guó))有限公司正式成立后,亞德諾半導(dǎo)體(中國(guó))有限公司將擁有更多的本地決策能力,決定產(chǎn)品與技術(shù)的投資方向,敏捷地響應(yīng)本地市場(chǎng)的創(chuàng)新需求,原ADI中國(guó)研發(fā)中心相應(yīng)升級(jí)為ADI中國(guó)產(chǎn)品事業(yè)部,其角色從支持全球研發(fā),轉(zhuǎn)向?yàn)橹袊?guó)市場(chǎng)量身開(kāi)發(fā)定制產(chǎn)品。這將使ADI中國(guó)更好地融入本地產(chǎn)業(yè)生態(tài),為中國(guó)客戶服務(wù)。

5G

新基建下5G的廣泛部署為產(chǎn)業(yè)帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇。5G技術(shù)帶來(lái)的復(fù)雜性、頻譜擴(kuò)展、更寬帶寬和高通道數(shù),以及要求降低尺寸、重量、功耗(SWaP)和成本,并支持所有當(dāng)前和新興的蜂窩標(biāo)準(zhǔn),從傳統(tǒng)的2G/3G協(xié)議到4G以及5G部署。通信設(shè)備商需要一個(gè)強(qiáng)大的全新解決方案,既能支持新興寬帶應(yīng)用,又能提供現(xiàn)有應(yīng)用所需的高性能的單一無(wú)線電平臺(tái)將受到歡迎。

此外,大多數(shù)通信設(shè)備制造商都在壓力的驅(qū)使下提高其系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率和性能,以及添加更多的功能和特性。同時(shí),他們也面臨著降低系統(tǒng)總功耗的壓力。例如,常見(jiàn)的挑戰(zhàn)包括,為了降低總功耗,需要重新安排工作流程并將作業(yè)轉(zhuǎn)移到未充分利用的服務(wù)器,從而使其他服務(wù)器能夠關(guān)閉。要滿足這些需求,了解終端用戶設(shè)備的功耗是非常必要的。因此,經(jīng)過(guò)恰當(dāng)設(shè)計(jì)的數(shù)字電源管理系統(tǒng)(DPSM)可以向用戶提供功耗數(shù)據(jù),幫助做出明智的能源管理決策。

在這樣的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下,像ADI公司RadioVerse?射頻收發(fā)器系列這樣的最新平臺(tái)提供了全面的解決方案,可提供市場(chǎng)上最寬帶寬、最高性能的解決方案。它的高度集成式架構(gòu)可簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),降低SWaP和成本,并縮短上市時(shí)間。為各種廣泛的應(yīng)用提供高效解決方案,包括通信、航空航天與防務(wù)以及電子測(cè)試和測(cè)量(ETM)。例如:ADRV9008/9平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)多標(biāo)準(zhǔn)射頻拉遠(yuǎn)頭的設(shè)計(jì),并可縮減尺寸和成本;通用平臺(tái)將不同頻段和功率要求的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間縮短50%,同時(shí)還可簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)部署和維護(hù);ADRV9008/9通過(guò)內(nèi)部LO支持多芯片相位同步,支持高性能的數(shù)字波束成形,同時(shí)降低尺寸、重量和功耗;簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)要求加快了大規(guī)模MIMO的上市時(shí)間。像ADI公司的ADMV1013和ADMV1014,它們是高集成度微波上變頻器和下變頻器,這些IC在24 GHz至44 GHz的極寬頻率范圍內(nèi)工作,提供50 ?匹配,使得在構(gòu)建的單一平臺(tái)上可以支持所有5G毫米波頻帶(包括28 GHz和39 GHz),從而有助于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)并降低成本。

對(duì)于電源技術(shù)而言,5G時(shí)代面臨的挑戰(zhàn)很大,設(shè)備越來(lái)越小,帶寬越來(lái)越寬,功率越來(lái)越高。在新一代基站設(shè)計(jì)上,像ADI就提供了很多好的設(shè)計(jì)方案,如POE通過(guò)傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)線給電源供電,設(shè)計(jì)要考慮板上需要哪些模塊,相關(guān)模塊怎么做集成化等。ADI提供了業(yè)界領(lǐng)先的解決方案,滿足小尺寸、大功率電源需求,例如雙通道 50A 或單通道 100A 降壓型μModule? (電源模塊) DC/DC 穩(wěn)壓器LTM4700,單片能做到100安培。基站使用PoE供電能節(jié)省非常多的成本,由于拉線成本很高,ADI的PoE供電從802.3at、af、bt到LTPoE++,功率從13W直到90W,最新的POE可以支持150W,也就是說(shuō)普通的小基站,一根網(wǎng)線就能提供過(guò)去數(shù)據(jù)和電源的功能,同時(shí)POE供電加上模塊設(shè)計(jì),可以讓基站電源的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)化。

此外,要滿足5G通信的要求,必須先對(duì)它們進(jìn)行測(cè)量和測(cè)試,前所未有的測(cè)試測(cè)量規(guī)范將對(duì)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)挑戰(zhàn)。作為擁有深厚的領(lǐng)域知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的合作伙伴,ADI幫助客戶規(guī)劃和構(gòu)建高性能的測(cè)試和測(cè)量設(shè)備,使5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施成為可能。ADI擁有市場(chǎng)上最全面的產(chǎn)品組合之一,可用于應(yīng)對(duì)5G ET&M挑戰(zhàn)。ADI與全球及中國(guó)本地多家業(yè)界測(cè)試測(cè)量領(lǐng)導(dǎo)廠商建立了廣泛的合作,為5G測(cè)試測(cè)量設(shè)備提供了關(guān)鍵解決方案。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)是能夠充分利用傳感器采集的不斷增加的數(shù)據(jù)做出更好的決策,而在整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中,能否及時(shí)獲取和傳輸數(shù)據(jù)取決于網(wǎng)絡(luò)連接。其中,工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。但幾十年的發(fā)展歷程導(dǎo)致工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和拓?fù)湫问奖姸啵絹?lái)越多的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)供應(yīng)商和制造商都希望能獲得獨(dú)立于制造商的開(kāi)放式通信平臺(tái)。因此,未來(lái)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用必須支持各種常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,如PROFINET、EtherNet/IP?、EtherCAT?、POWERLINK?等常用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,以及線狀和環(huán)狀拓?fù)浜托切瓮負(fù)洹?/p>

ADI打造的fido5000系列產(chǎn)品是具有兩個(gè)以太網(wǎng)端口的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、多協(xié)議 (REM) 交換芯片,是可編程的 IEEE 802.3 10 Mbps/100 Mbps 以太網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本 6 (IPv6) 和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本 4 (IPv4) 交換機(jī),可虛擬支持任意 2 層或 3 層協(xié)議。另外,它可以連接任何主機(jī)處理器,這讓開(kāi)發(fā)人員可以使用自己的處理器和他們首選的開(kāi)發(fā)環(huán)境。fido5000還支持時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò) (TSN)。

而ADI推出的新型ChronousTM系列工業(yè)以太網(wǎng)解決方案當(dāng)中的ADIN1300,進(jìn)一步致力于解決部署具有低延遲和較小封裝尺寸的工業(yè)以太網(wǎng)連接方面的重要挑戰(zhàn),以確保實(shí)時(shí)可靠的工業(yè)通信,從而縮短工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)周期時(shí)間。這是一款工業(yè)以太網(wǎng)物理層(PHY)產(chǎn)品,以幫助制造商應(yīng)對(duì)關(guān)鍵的工業(yè)4.0和智能工廠在通信上的挑戰(zhàn),包括數(shù)據(jù)集成、同步、終端連接和系統(tǒng)互操作性。

有線通信領(lǐng)域,包括RS-485在內(nèi)的典型現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與傳統(tǒng)過(guò)程控制和電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò),ADI基于領(lǐng)先的模擬技術(shù)、隔離產(chǎn)品以及處理器等的開(kāi)發(fā),提供了廣泛的軟件可配置IO、現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表、高效伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等方案。例如ADI最新推出的四通道、軟件可配置輸入/輸出套件AD74413R與AD74412R,將有助于開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)可配置遠(yuǎn)程I/O單元,將傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器儀表與高層級(jí)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的融合。

在工業(yè)環(huán)境中,低功耗、穩(wěn)定可靠的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于部署與維護(hù)的便利性正在成為更多工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)連接補(bǔ)充選項(xiàng),ADI提供的2.4GHz頻段的SmartMesh IP網(wǎng)絡(luò)就是其中的卓越代表。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)最大的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了達(dá)到99.999%的高數(shù)據(jù)傳輸可靠性Mesh網(wǎng)絡(luò),并且功耗極低。同時(shí),SmartMesh還是一個(gè)時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò),可以做到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間精確同步,便于很多需要同步的場(chǎng)合。由于其高可靠性,非常適合于對(duì)網(wǎng)路傳輸可靠性要求很高且希望免維護(hù)使用的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合。對(duì)于SmartMesh IP,ADI不僅提供高性能的芯片和產(chǎn)品化的模組,甚至可以為客戶提供全套解決方案。SmartMesh網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)被應(yīng)用于全球數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動(dòng)化、風(fēng)力發(fā)電、輸油管線、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。

新基建下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最大的價(jià)值便是工業(yè)應(yīng)用的落地其中包括激增的高質(zhì)量傳感器、可靠連接和數(shù)據(jù)分析,不斷提高的智能節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化程度對(duì)傳感器進(jìn)行精密數(shù)據(jù)捕捉與位置跟蹤要求也與日俱增。近些年越來(lái)越多被提及的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)CBM則引入了以振動(dòng)監(jiān)測(cè)為核心的技術(shù),把旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng)狀態(tài)采集分析以進(jìn)行產(chǎn)品性能、生產(chǎn)效率與附加值的進(jìn)一步提升,這是最具現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義也最容易落地的應(yīng)用。

人工智能

人工智能發(fā)展到今天,已經(jīng)廣泛應(yīng)用到我們生活的方方面面,ADI的工業(yè)設(shè)備監(jiān)測(cè)解決方案中就有用到人工智能。其中,ADI的OtoSense體系結(jié)構(gòu)就是一款人工智能驅(qū)動(dòng)的傳感和解譯平臺(tái),能夠?qū)崟r(shí)在線和離線獲取、學(xué)習(xí)并感知邊緣的任何單向信號(hào)(聲音、振動(dòng)、壓力、電流、溫度等),用于連續(xù)狀態(tài)監(jiān)控和按需診斷,能夠在問(wèn)題變得嚴(yán)重之前確定工廠機(jī)器或汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的潛在問(wèn)題。為進(jìn)一步加強(qiáng)基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案,ADI還收購(gòu)了專門從事電機(jī)和發(fā)電機(jī)預(yù)測(cè)性維護(hù)的公司Test Motors,將ADI原有的工業(yè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)解決方案技術(shù),以及OtoSense的人工智能平臺(tái)傳感解譯軟件與Test Motors的監(jiān)控功能相結(jié)合,創(chuàng)建更優(yōu)化的解決方案,通過(guò)捕獲更廣泛的潛在故障為機(jī)器提供更先進(jìn)、全面的健康狀況監(jiān)測(cè)。

要實(shí)現(xiàn)人工智能,數(shù)據(jù)采集很重要。OtoSense的人工智能平臺(tái)依賴于包括高性能MEMS加速度計(jì)在內(nèi)的各種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。例如ADXL100x系列單軸加速度計(jì)針對(duì)工業(yè)狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)用而優(yōu)化,測(cè)量帶寬高達(dá)50 kHz,g值范圍高達(dá)±100 g,并且擁有超低的噪聲性能,旋轉(zhuǎn)機(jī)械中發(fā)生的主要故障都在ADXL100x系列狀態(tài)監(jiān)控加速度計(jì)的測(cè)量范圍以內(nèi)。而集成的模塊產(chǎn)品ADcmXL3021還將高性能振動(dòng)檢測(cè)和各種信號(hào)處理功能相結(jié)合,可以跟蹤許多機(jī)器平臺(tái)上的振動(dòng)信號(hào),可簡(jiǎn)化狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的智能傳感器節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)周期。

數(shù)據(jù)中心

穩(wěn)定可靠電源供應(yīng)能力是新基建數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的一大痛點(diǎn),特別是在狹小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)各類處理器,像ASIC、CPU、FPGA低至0.6-0.8伏的核心電壓與50-800安培超高電流高穩(wěn)定性供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的極具挑戰(zhàn)性,需要頂級(jí)的電源的高可靠性和高效的DCDC轉(zhuǎn)換解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

ADI的μModule? (微型模塊) 產(chǎn)品是完整的系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP) 解決方案,可最大限度縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,并解決工業(yè)和醫(yī)療系統(tǒng)中常見(jiàn)的電路板空間和安裝密度問(wèn)題。這些 μModule 產(chǎn)品是完整的電源管理解決方案,其在緊湊的表面貼裝型 BGA 或 LGA 封裝中內(nèi)置了集成化 DC/DC 控制器、功率晶體管、輸入和輸出電容器、補(bǔ)償組件和電感器。在設(shè)計(jì)中采用 ADI 的 μModule 產(chǎn)品,最多能使完成設(shè)計(jì)過(guò)程所需的時(shí)間銳減 50%(取決于設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度)。μModule 系列將組件選擇、優(yōu)化和布局的設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)從設(shè)計(jì)師轉(zhuǎn)移到了器件身上,從而縮短了總體設(shè)計(jì)時(shí)間和系統(tǒng)故障排除過(guò)程,并最終加快了產(chǎn)品上市速度。

以μModule 產(chǎn)品系列中的LTM4700 降壓型 DC/DC 電源穩(wěn)壓器為例:LTM4700兼具同類產(chǎn)品最高功率和用以降低數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施冷卻要求的高能效,使得數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商能夠提高其服務(wù)器的密度和性能;可提供雙路 50A 或單路 100A 配置,采用的創(chuàng)新封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在服務(wù)器密度增加以及數(shù)據(jù)中心吞吐量和計(jì)算能力提升下,對(duì)系統(tǒng)尺寸和冷卻成本的影響微乎其微;LTM4700 在 4.5V 至 16V 的輸入范圍內(nèi)工作,其輸出電壓在 0.5V 至 1.8V 的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)字控制;集成式 A/D 轉(zhuǎn)換器、D/A 轉(zhuǎn)換器和 EEPROM 使得用戶能夠采用一個(gè) I2C PMBus 接口對(duì)電源參數(shù)進(jìn)行數(shù)字監(jiān)視、記錄和控制;開(kāi)關(guān)頻率同步至一個(gè)頻率范圍為 200kHz 至 1MHz 的外部時(shí)鐘,以滿足那些對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用;等等。LTM4700 還擁有針對(duì)過(guò)壓和欠壓、過(guò)流和過(guò)溫等故障情況的自保護(hù)和負(fù)載保護(hù)功能。

新能源充電樁

半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步讓功率器件開(kāi)關(guān)頻率得到快速有效提升,從而讓充電樁得以實(shí)現(xiàn)更大功率充電。IGBT從過(guò)去的20k左右提升到現(xiàn)在的40k到50k,而氮化鎵(GaN)和碳化硅(SIC)MOSFET器件可以達(dá)到更高的開(kāi)關(guān)頻率。然而,驅(qū)動(dòng)方式是達(dá)到這些開(kāi)關(guān)器件所需開(kāi)關(guān)頻率的關(guān)鍵,而開(kāi)關(guān)頻率決定著系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本、尺寸與效率之間的最佳平衡。更高開(kāi)關(guān)頻率對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)器的要求越來(lái)越高,采用的柵極驅(qū)動(dòng)器的傳輸延遲、死區(qū)時(shí)間、共模瞬變抗擾度(CMTI)等指標(biāo)對(duì)提升充電樁功率和效率產(chǎn)生關(guān)鍵的影響。

為了操作MOSFET/IGBT,通常須將一個(gè)電壓施加于柵極,使用專門驅(qū)動(dòng)器向功率器件的柵極施加電壓并提供驅(qū)動(dòng)電流。隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器的隔離性能、共模瞬變抗擾度、總傳播傳輸延遲等指標(biāo)將決定直流模塊的整體功率、效率和系統(tǒng)尺寸,正確選擇這類解決方案非常關(guān)鍵。與傳統(tǒng)的基于光學(xué)隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器相比,ADI提供的iCoupler隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器提供了良好的柵極驅(qū)動(dòng)特性和隔離性能。

傳統(tǒng)光耦合隔離的方式傳輸延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)(例如150—200納秒),而iCoupler柵極驅(qū)動(dòng)器傳輸延時(shí)在50—60個(gè)納秒左右,從而大降低減小了傳輸延遲,并且傳輸延時(shí)一致性更好,更低的傳輸延遲和延時(shí)一致性有助于提高開(kāi)關(guān)頻率和效率。此外,隔離柵極驅(qū)動(dòng)器的死區(qū)時(shí)間也是關(guān)鍵特性之一,更低的死區(qū)時(shí)間將有效降低損耗。對(duì)于大規(guī)模部署的充電樁來(lái)說(shuō),即使零點(diǎn)幾個(gè)百分點(diǎn)效率提升都具有很大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

以ADI最新的iCoupler柵極驅(qū)動(dòng)器ADuM4136為例:ADuM4136可實(shí)現(xiàn)150 kV/μs的共模瞬變抗擾度(CMTI),以數(shù)百kHz的開(kāi)關(guān)頻率驅(qū)動(dòng)SiC MOSFET;加上去飽和保護(hù)等快速故障管理功能,設(shè)計(jì)人員可以正確驅(qū)動(dòng)高達(dá)1200 V的單個(gè)或并聯(lián)SiC MOSFET。iCoupler磁隔離的固有優(yōu)勢(shì)使得這些特性明顯優(yōu)于光隔離柵極驅(qū)動(dòng)器,可以確保充電機(jī)在不犧牲效率的情況下,在功率變換器中實(shí)現(xiàn)超高的功率密度。

此外,從功能安全和用戶人生和財(cái)產(chǎn)安全來(lái)說(shuō),良好的隔離性能也非常關(guān)鍵。充電樁的充電機(jī)功能電路中的隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器發(fā)揮的隔離功能就非常關(guān)鍵,實(shí)現(xiàn)充電模塊中功能電路之間的電氣分離,使得它們之間不存在直接導(dǎo)通路徑,從而提升安全性能。

特高壓

特高壓輸電不僅僅是建成一條輸送線路,它還需要很多的變電站(針對(duì)交流輸電)及換流站(針對(duì)直流輸電)來(lái)保證電壓等級(jí)的變換電力輸送的安全可靠,同時(shí)可以對(duì)不同類型的終端客戶做到按需分配電力及交直流的切換。這就需要非常多的設(shè)備和控制系統(tǒng),簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)一次設(shè)備(直接連接高電壓大電流,像變壓器、開(kāi)關(guān)和換流器等)和二次設(shè)備(用來(lái)監(jiān)測(cè)和控制一次設(shè)備的智能控制設(shè)備),一次設(shè)備更多的是金屬和絕緣材料;而二次設(shè)備則是監(jiān)測(cè)和控制一次設(shè)備的,它提供了更多的智能選項(xiàng)。

在電力二次設(shè)備中由智能感知技術(shù)來(lái)感知電壓電流及外部環(huán)境的變化,根據(jù)需求和具體的變化,由控制技術(shù)來(lái)完成對(duì)于故障的切除及保護(hù)、電力運(yùn)行的測(cè)量控制及保護(hù)、日常的維護(hù)及保養(yǎng)等各類工作。智能感知或者說(shuō)精確的檢測(cè)到電壓電流的變化是整個(gè)控制及保護(hù)的關(guān)鍵,而對(duì)感知數(shù)據(jù)能及時(shí)做出判斷并能快速發(fā)出控制指令的智能器件是不可缺的,能夠把各種各類傳感信號(hào)和不同設(shè)備及電站的信號(hào)統(tǒng)一協(xié)調(diào)起來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)及通信要求也會(huì)越來(lái)越多,半導(dǎo)體技術(shù)在這里扮演了重要的角色,集成電路可以把模擬的電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行調(diào)理,由微控制器來(lái)完成邏輯判斷并發(fā)出控制命令,并能將各類收集整理好的信號(hào)輸送到其它裝置及設(shè)備中,由多種半導(dǎo)體芯片組成的信號(hào)鏈可以滿足智能設(shè)備所有的功能要求。

相對(duì)于高電壓大電流的一次設(shè)備來(lái)講,二次智能設(shè)備會(huì)有更多的變化及快速的技術(shù)演進(jìn)。例如,對(duì)于電力設(shè)備的電壓電流檢測(cè),傳感器通常采用電壓和電流互感器(PT/CT),信號(hào)調(diào)理從早期的運(yùn)放加12位ADC,到信號(hào)調(diào)理集成加多通道同步采樣16位ADC,只用了幾年的時(shí)間,而且還一直在不停的演進(jìn)中。目前在電力二次智能設(shè)備中用的最多是由ADI提供的AD7606及AD7606B,它的多通道同步采樣、高輸入阻抗及內(nèi)嵌信號(hào)調(diào)理、滿足單電源供電雙極性輸入、高轉(zhuǎn)換精度及更高的輸入電壓容忍度等特性,都會(huì)給電力應(yīng)用特別是在特高壓應(yīng)用以最好的支撐。未來(lái)對(duì)于半導(dǎo)體集成電路的需求會(huì)越來(lái)越高,更高的精度、更高的集成度、更簡(jiǎn)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、更高的可靠性及兼容性等要求都會(huì)在今后的幾年或幾十年里促進(jìn)半導(dǎo)體芯片技術(shù)不斷地提高與完善。這也會(huì)促進(jìn)與改善整個(gè)特高壓技術(shù)的不斷完善,在提高安全可靠的技術(shù)的同時(shí)能讓特高壓技術(shù)更好地滿足未來(lái)的需求。

當(dāng)前的新基建,新能源汽車充電樁、儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、高鐵和城市軌道交通等也都成為新的投資熱點(diǎn),它們都需要能源及電力的強(qiáng)有力的支持,特高壓輸送的電力將會(huì)直接應(yīng)用在這些領(lǐng)域。而這些領(lǐng)域?qū)τ诎雽?dǎo)體芯片的需求同樣強(qiáng)烈,技術(shù)演進(jìn)及安全可靠的要求同樣迫切,ADI作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司,可以提供多種高性能芯片來(lái)滿足各類應(yīng)用的需求,并將竭盡全力去支持不斷發(fā)展變化的特高壓技術(shù)及各類相關(guān)的應(yīng)用。


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