以往的DC/DC轉(zhuǎn)換器，在不影響AM廣播頻段的2MHz工作時，從48V獲得3.3V低電壓時，需要先降至12V中間電壓，進(jìn)行2步(2個芯片)降壓。規(guī)格上需要支持從最高60V的電源降到最小2.5V的驅(qū)動電壓，所以假如用1個芯片降壓，則必須實(shí)現(xiàn)24:1這一非常高的降壓比。羅姆挑戰(zhàn)DC/DC轉(zhuǎn)換器的"單芯片化"這一高難關(guān)口，開發(fā)了超高速脈沖控制技術(shù)"Nano Pulse Control"。搭載此項(xiàng)技術(shù)，將開關(guān)導(dǎo)通時間縮短到了9ns。這在目前的電源IC中是世界最小的數(shù)值。并且，對這種極小的脈沖寬度能夠進(jìn)行穩(wěn)定控制，也是此項(xiàng)技術(shù)的一大特點(diǎn)。Nano Pulse Control技術(shù)當(dāng)前的代表產(chǎn)品是BD9V100MUF-C。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需要電源系統(tǒng)精準(zhǔn)耐用

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模居當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)市場的首位，《2017中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)白皮書》數(shù)據(jù)指出，預(yù)計(jì)在政策推動以及應(yīng)用需求帶動下，到2020年，中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在整體物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的占比將達(dá)到25%，規(guī)模將突破4500億元。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有以下幾個特點(diǎn)：全面感知、互聯(lián)傳輸、智能處理、自組織和自處理。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器的使用率極高，各種類型和功能的傳感器在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中隨處可見。隨著工業(yè)自動化進(jìn)程的進(jìn)入，設(shè)備智能化和小型化趨勢明顯。在這個趨勢下，許多傳感器很小，要使它們能夠工作只能使用一些能夠保持有限能量的小電池。因此，電源管理IC需要省之又省的使用這些有限的能源，需要將低功耗貫徹落實(shí)。

除了傳感器層面對電源能量使用的高要求，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，邊緣計(jì)算的概念被率先接受，這對系統(tǒng)的用電也提出了相應(yīng)的挑戰(zhàn)。系統(tǒng)斷電造成的可怕?lián)p失讓廠商不得不提早預(yù)防，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在設(shè)備端運(yùn)轉(zhuǎn)的意識越來越強(qiáng)。因此，嵌入式設(shè)備和傳感器通常需要具有有限的計(jì)算能力。從當(dāng)前的產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言，這些計(jì)算能力的電源支撐也需要在微小電池上運(yùn)行，所以和對傳感器供電相同，邊緣計(jì)算設(shè)備必須有效地利用電能，延長設(shè)備或者電源的更替周期。

為此，羅姆半導(dǎo)體的Nano系列提出了另一項(xiàng)技術(shù)——Nano Energy。Nano Energy技術(shù)通過減少IC本身的電流消耗來實(shí)現(xiàn)微電流的穩(wěn)定工作，能夠?yàn)榇钶d小型電池的設(shè)備提供長時間驅(qū)動。

如果只是單純的考慮降低消耗電流，可以采用提高電路的電阻值，但僅僅采用這個辦法會產(chǎn)生來自元件的漏電流、針對噪聲的靈敏度要提高、電路響應(yīng)速度低下等問題。羅姆半導(dǎo)體使降低消耗電流時發(fā)生的折中降至極限的同時，還開發(fā)了超輕負(fù)載狀態(tài)下徹底削減消耗電流的劃時代技術(shù)"Nano Energy"。現(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)了180nA這一業(yè)界最小的消耗電流。

將此項(xiàng)技術(shù)搭載于DC/DC轉(zhuǎn)換器"BD70522GUL"，無負(fù)載(應(yīng)用待機(jī))時與一般產(chǎn)品相比，電池驅(qū)動時間是以往產(chǎn)品的2倍。此外，在10μA至500mA這一業(yè)界最寬電流范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了90%以上的大功率轉(zhuǎn)換效率。同樣，如果沒有羅姆半導(dǎo)體獨(dú)有的垂直統(tǒng)合型生產(chǎn)體制下的"電路設(shè)計(jì)""布局""工藝"三大尖端技術(shù)的融合，是無法實(shí)現(xiàn)的。

總結(jié)

通過可穿戴設(shè)備、智能網(wǎng)聯(lián)汽車和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)三個典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景可以看出，物聯(lián)網(wǎng)的普及對電源管理技術(shù)提出了全新的要求。電源管理系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)小型化和集成化，在更小的芯片面積上需要能夠?qū)崿F(xiàn)更多的功能。并且，電源管理技術(shù)需要順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)低功耗的發(fā)展趨勢，需要讓系統(tǒng)用電更精準(zhǔn)節(jié)能，讓設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的周期更長久。當(dāng)然，隨著物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備數(shù)量的增多，電源供電需要更高的電壓值，高壓轉(zhuǎn)低壓并且能夠穩(wěn)定輸出對電源管理技術(shù)也提出新的挑戰(zhàn)。