整合、智慧、高效率並重 ADI打造新世代電源解決方案

智慧革新、高效驅動—ADI電源論壇 現場實況。ADI

5G、物聯網、電動車等新興應用崛起，市場對高效能電源解決方案需求日益迫切，傳統電源設計模式已無法完全滿足客戶挑戰，ADI深耕電源管理領域多年，隨著各種，持續投入功率半導體的研發與創新，在6/21舉辦的「智慧革新、高效驅動—ADI電源論壇」中，就由該公司多位產業專家，從不同角度剖析電源技術的最新發展。

ADI經理Allen Tsai指出，電源管理技術快速進展，首先是電壓規格已從傳統的 5V、3.3V 大幅提升至 12V、48V，甚至高達64V，此趨勢顯示市場對高功率、高效率電源的需求日益增加。其次是數位電源技術為電源管理帶來突破性進展，智慧化控制和動態調整技術已逐漸落地應用，第三是GaN在高頻、高效率應用中展現出巨大潛力，將成為電源解決方案的重要創新動力。從上述趨勢可看出電子產業對更先進、更靈活電源系統的需求已快速浮現。對此，ADI近期推出多款產品，包括具備超低EMI、高效率、高切換頻率和低熱耗的Silent Switcher，針對高功率密度應用提供最佳效率的GaN功率技術則，可提升密度與效能的µModule，適用於工業自動化和電動車等高功率場景的混合式轉換器。具備優異PSRR，適合醫療儀器和測試設備的超低雜訊LDO，此外數位電源管理則提供了數位控制遙測與故障紀錄功能。

在ADI的多項創新產品中，Allen Tsai特別介紹GaN。他表示此技術在功率電子領域擁有更高的功率密度、更高的開關頻率和更低的切換損耗等優勢。然而，GaN技術也需克服嚴格的閘極電壓控制需求和高導通損耗等挑戰。儘管如此，GaN技術仍被預計可應用於工業馬達、機器人、汽車LiDAR、資料中心、電信設備和再生能源等領域。目前ADI已推出多款創新GaN解決方案，其中，LT8418為100V半橋GaN驅動器，具智慧整合升壓開關，適用於多種應用和拓撲結構。該產品擁有低傳輸延遲和高dv/dt抗干擾度，在高頻DC-DC轉換器中表現卓越。另外LTC7890和LTC7891則是高效能DC-DC開關穩壓器控制器，其GaN驅動技術針對GaN FET進行了全面最佳化，可實現更高效、更可靠的功率轉換。

高效能產品與完善輔助工具 力助客戶縮短開發時程

電源設計輔助工具對設備開發至關重要，ADI的JW Chen表示，該公司旗下的LTspice 24與SCP兩款工具，近年持續優化各種功能，協助工程師快速有效的進行電源設計與模擬分析。其中LTspice 24更新重點包括效能提升、使用者介面改善支援DPI感知、狀態列優化、新圖示和背景、操作便利性增強新快捷鍵和動態小抄、FRA功能突破4端子探針、元件庫管理改進、波形檢視器優化、新增符號參數編輯器。日誌檔案更精簡，紀錄更詳細的版本和模擬選項資訊。整體提升使用體驗和分析效率。

小型模組化的電源階段建構平台SCP則引入標準化的板卡尺寸和連接規格，大幅提高設計的靈活性和相容性，SCP配置工具的推出，讓非專業人士也可快速設計出符合需求的電源軌，縮短精密儀器信號鏈的開發週期。SCP目前已有36種不同類型的板卡可供選擇，並仍持續推出新的板卡，以滿足市場多樣化需求。

酒駕問題長期影響社會，歐美近期制定出要求新車必須安裝駕駛者監控系統(DMS)的法令，從而帶動此科技發展，ADI Benson Lai指出，DMS已從高級車的專屬配備演變成標準配備，未來市場規模將大幅成長。DMS可辨識駕駛，自動調整車內設定，監測疲勞和健康狀況，有些還能用眼睛和手勢來控制。另一乘客監控系統（OMS）則專注於乘客的安全和舒適度。

針對DMS，ADI推出了具備高度競爭力的解決方案，相較於市場上的雙控制器設計架構，ADI的單控制器體積更小、安全性更高，效能也更強大。此外ADI的方案還整合了眼睛安全診斷、故障保護等功能，符合ASIL-B標準，效能方面，ADI解決方案的同步降壓LED驅動器具備低電磁干擾特性，並採用整合式的展頻技術以進一步降低電磁干擾。透過上述設計，ADI的產品優勢可滿足市場需求，提供駕駛者監控系統更先進的電源設計解決方案。

可確保電子系統獲得高品質、可靠電源供應的高效能電子設備，已被廣泛應用於各類型系統與設備，ADI Robin Kwek表示，高效能整合式電源系統的設計需克服面臨方案尺寸、元件選用、效率、暫態響應、電壓漣波與雜訊、溫度敏感度、回授迴路穩定性以及電路板布局等諸多挑戰，針對這些挑戰，新世代12V點載式電源方案應運而生。此方案採用P90技術，可大幅提升效率與密度，採高整合度雙輸出雙相數位介面設計，開關頻率最高可達2～3MHz，並支援寬輸入範圍。12V PoL產品系列中包含MAX20812、MAX20810、MAX20830等多款不同電流規格的產品，涵蓋樣品到即將量產的多個階段。ADI的高效能 PoL方案透過最小化方案尺寸、最佳化效率以及靈活設計選項，可滿足多元化的應用需求。為支援設計與評估，ADI也提供了多種工具與各種評估與設計參考板。協助工程師大幅簡化設計流程，更有效率的開發高效能電源方案。

完整電源解決方案 兼顧效能與可靠性

ADI Karl Audison Cabas緊接著介紹該公司的電池備援單元(Battery Backup Unit, BBU)與全面系統解決方案。他表示，ADI的電池備援單元是專為48V資料中心應用設計的完整系統解決方案。此BBU具3kW放電功率，可持續4分鐘，並提供250W充電功率。內建冷卻系統可確保穩定運作，強化的故障保護機制則讓系統更安全。BBU具備電池和背板的雙向斷開功能，採用11S6P鋰離子電池組且可依需求更換，內建先進的電池管理系統（BMS），包含狀態監測技術（SOC和SOH），此BBU符合OCP Rev. 1.3規格，適用於ORV3資料中心伺服器和超大規模資料中心，包括Meta、AWS、Google和Oracle等企業。

ADI的全方位系統解決方案涵蓋從電池備援單元模組到核心電源轉換器的所有元件，提供客戶高效穩定的電源方案。LT8228轉換器作為主要轉換器，內建雙向熱插拔電路，並可透過LT8551擴充，提供高達4.5kW的峰值功率運作。在放電和充電模式下，系統展現出優異的效能。在放電模式下，電池電壓範圍為33V至46.2V，背板電壓為47.5V至48V，連續負載0A至63.2A（3.0kW），啟動時間為2毫秒，效率超過97%。整個電池電壓運作範圍內的效率均超過97%。

充電模式的電池電壓範圍為44V至44.2V，背板電壓為49V至53V，連續負載0.5A至5A（250W），充電時間為3至6小時，滿載時效率超過95%。Karl Audison Cabas透露，ADI正設計5kW的解決方案，預計將採用四開關背對背控制器，以滿足更高的充電需求。他指出ADI的電池備援單元及全方位系統解決方案，提供市場高度整合且高效的電源管理系統，可滿足現代資料中心和超大規模資料中心的需求。透過使用先進的電池管理技術和高效的電源轉換器，ADI的解決方案不僅能提升系統的可靠性和安全性，還可有效提高儲能系統的充放電效率，提供客戶最佳電源解決方案。

低雜訊和高效能的電源設計在現代電子設備中扮演關鍵角色，尤其是在智慧型手機、NB和平板電視等高密度應用更為重要。ADIChester Chen提到，近年設備的小型化和高度整合趨勢，讓EMI控制更加棘手，特別是在醫療儀器和高階音響設備中，微小的電磁干擾都有可能影響測量結果或音質。

因此，優質的電源設計需要在不犧牲效率的前提下，有效降低EMI。對此，ADI致力投入Silent Switcher技術研發，並取得重大突破。第一代Silent Switcher技術透過分割和鏡像迴路來抵消磁場並減少寄生電感，可有效降低諧波能量。第二代Silent Switcher技術則整合了關鍵電容，提高使用便利性，避免了因PCB布局不當而導致的EMI問題。第三代Silent Switcher技術更進一步針對低頻雜訊進行最佳化，特別適用於高電流需求且對雜訊敏感的應用場景。

此外，ADI的uModule技術則提供了簡單易用的高效DC/DC解決方案。透過多個元件的整合，與運用銅柱凸塊覆晶(Copper Pillar Flip Chip)與高功率密度設計，進一步提升散熱效能。上述技術的結合，讓ADI的Silent Switcher與uModule可提供低EMI、高效率且小尺寸的電源解決方案，滿足現代電子設備的多元需求，確保穩定可靠的電源供應。整體而言，ADI的電源解決方案不僅有效降低了電子設備中的EMI，同時提升電源設計的效率與穩定性，此技術適用於多種對雜訊敏感的高精度應用，已成為現代電子設備不可或缺的技術。

從「智慧革新、高效驅動—ADI電源論壇」中的精采演講可看出，電源設計不僅影響設備效能和效率，更關乎系統可靠性和安全性。ADI在GaN技術、Silent Switcher、µModule等領域的創新，將可提供客戶全方位的電源解決方案，協助客戶應對各種電源設計挑戰，推動產業持續創新與進步。