——Cirrus Logic EXL部門高級市場經(jīng)理David Biven介紹性能與價格均超越模擬PFC數(shù)字PFC IC等產(chǎn)品

Cirrus Logic EXL部門高級市場經(jīng)理David Biven介紹性能與價格均超越模擬PFC數(shù)字PFC IC，以及改善了智能手機(jī)音頻體驗的智能音頻編解碼器和可實現(xiàn)較佳閑置電流消耗性能D類揚聲器放大器

隨著全球法規(guī)都在推動提高公用電網(wǎng)的整體效率，世界各地的許多電子應(yīng)用都需要采用PFC。模擬PFC芯片已經(jīng)黔驢技窮，不能滿足日益嚴(yán)格的法規(guī)要求和能效標(biāo)準(zhǔn)，而新的數(shù)字解決方案可以實現(xiàn)持續(xù)的性能和功能改進(jìn)，以滿足未來市場的需求。

圖1：數(shù)字PFC是未來的趨勢

 

Darnell Research的高級研究分析師Linnea Brush指出：“從長期來看，全球針對能效的監(jiān)管將變得越來越具有挑戰(zhàn)性。我們期望，PFC市場也將從模擬過渡到數(shù)字PFC產(chǎn)品，正如很多其他市場向數(shù)字化過渡一樣。”

據(jù)IMS Research高級研究分析師Ryan Sanderson介紹，隨著全球監(jiān)管機(jī)構(gòu)推動消費產(chǎn)品實現(xiàn)更高能效，預(yù)計PFC市場總體規(guī)模將從2009年的12億拓展到2013年的24億。

 

超越了模擬的PFC產(chǎn)品

Cirrus Logic公司剛剛為不斷增長的能源相關(guān)市場開發(fā)了一個全新的產(chǎn)品線，推出了行業(yè)首批數(shù)字功率因數(shù)校正（PFC）控制器IC，無論在性能還是價格上都超越了模擬PFC產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)模擬PFC產(chǎn)品，CS1500和CS1600為電源和照明鎮(zhèn)流系統(tǒng)設(shè)計人員帶來了更高的性能和簡化的設(shè)計。兩款I(lǐng)C的定價與模擬PFC接近，同時可將物料總成本降低高達(dá)0.25美元。

CS1500和CS1600采用全新的EXL Core™ 架構(gòu)，以及公司現(xiàn)有的53種專利或正在申請專利的數(shù)字算法技術(shù)。EXL Core 是一個數(shù)字技術(shù)平臺，是 Cirrus Logic公司開發(fā)創(chuàng)新解決方案，幫助客戶創(chuàng)造極具成本效益、更智能、更環(huán)保能源產(chǎn)品的核心。

相比模擬PFC，這兩款產(chǎn)品可以智能地應(yīng)對日趨復(fù)雜的電源管理挑戰(zhàn)。憑借正在申請專利的數(shù)字噪聲整形技術(shù)，CS1500和CS1600均可使用小尺寸的EMI濾波器，減少對價格高昂的額外元件和電路的需求。此外，這些數(shù)字IC可提高所有負(fù)載條件下的能效，輕載條件下的性能優(yōu)勢尤為明顯，并可將外部元件數(shù)量減少30%以上，簡化系統(tǒng)設(shè)計。

圖2：EXL Core

 

數(shù)字能量控制的創(chuàng)新

CS1600是一個高性能的變頻間斷模式、主動數(shù)字功率因數(shù)校正（PFC）控制器。它采用了Cirrus Logic的EXL Core™ 技術(shù)，帶來了數(shù)字能量控制的創(chuàng)新，提升了性能并解決了電子照明鎮(zhèn)流器的系統(tǒng)設(shè)計挑戰(zhàn)。

CS1600獨特的數(shù)字架構(gòu)可以減少EMI濾波器的尺寸，無需許多被動元件，實現(xiàn)較低的PFC系統(tǒng)成本。

可變導(dǎo)通時間/變頻算法用來實現(xiàn)接近的單位功率因數(shù)，并擴(kuò)展EMI頻譜，從而降低傳導(dǎo)EMI的濾波要求。反饋回路是通過IC內(nèi)一個集成的補償網(wǎng)絡(luò)封環(huán)的，從而不需要使用額外的外部元件。保護(hù)功能（如過壓、過流、過功率、開路和短路保護(hù)、過溫及掉電）有助于在異常瞬態(tài)條件下保護(hù)器件。

CS1600的特點：

• 電子鎮(zhèn)流器較低的PFC系統(tǒng)成本

• 數(shù)字噪聲整形可減少EMI信號

• 變頻非連續(xù)傳導(dǎo)模式的高系統(tǒng)效率

• 集成的反饋補償

• PFC FET禁用接近輸入（Disabled Near Input）零電壓交越

 

器件其他信息

CS1500和CS1600是數(shù)字控制、不連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）、有源功率因數(shù)校正IC，目標(biāo)應(yīng)用為額定功率高達(dá)300瓦的電源。CS1500旨在滿足筆記本適配器、數(shù)字電視和PC電源等電源要求，而CS1600則針對電子照明鎮(zhèn)流。

圖3：用于照明應(yīng)用的PFC控制IC

 

CS1500和CS1600采用8引腳SOIC封裝，已開始供貨，每100萬片的批量單價為0.3美元。

CDB1600是一個PFC開發(fā)板，配備了Cirrus Logic的CS1600數(shù)字PFC控制器。測試點是用來穩(wěn)定分析的一個電感電流測量回路和一個信號注入路徑，包括提高可用性和設(shè)計優(yōu)化。

圖4：采用CS1600的開發(fā)板

 

CRD1600是一個完整的鎮(zhèn)流器參考設(shè)計，采用Cirrus Logic的CS1600數(shù)字PFC控制器。該設(shè)計基于一個超薄鎮(zhèn)流器外形和為2個T5燈管優(yōu)化的。

圖5：采用CS1600的參考設(shè)計

 

Cirrus Logic正在為被模擬解決方案壟斷的應(yīng)用帶來突破性的數(shù)字技術(shù)。在此之前，沒有企業(yè)能夠成功開發(fā)出比模擬PFC性能更高、成本更低的數(shù)字PFC控制器。

 

將便攜音頻優(yōu)勢拓展至移動和智能手機(jī)市場

在面向智能手機(jī)應(yīng)用的創(chuàng)新型 IC 產(chǎn)品取得初步成功之后，Cirrus Logic又將標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品線拓展至智能手機(jī)和移動消費電子應(yīng)用。

CS42L73 是一款專為智能手機(jī)設(shè)計的高質(zhì)量、超低功耗的音頻編解碼器，而 CS35L0X 是針對移動通信和便攜式設(shè)備開發(fā)的模擬輸入、混合 D 類揚聲器放大器。憑借公司在便攜式音頻產(chǎn)品領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位，這些產(chǎn)品可以幫助設(shè)計人員解決多個系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，包括延長電池壽命、改善音頻質(zhì)量、簡化信號管理和降低 EMI，同時實現(xiàn)產(chǎn)品小型化。

圖6：CS35L0X

圖7：CS42L73

 

整合了電腦、手機(jī)和個人媒體播放器功能于一個設(shè)備的智能手機(jī)正越來越肩負(fù)起有效管理更多互動功能和豐富內(nèi)容的責(zé)任。這些應(yīng)用對更高的處理性能和系統(tǒng)用電量提出了越來越高的要求——同時，消費者也希望實現(xiàn)更長的電池壽命。通過卸載音頻相關(guān)的任務(wù)，如信號路由和處理，通常預(yù)留給應(yīng)用處理器，CS42L73 編解碼器有助于高耗電的智能手機(jī)節(jié)約電力并延長電池壽命。iSuppli 的分析師預(yù)計，到 2014 年，智能手機(jī)銷售將接近翻倍，達(dá)到 49.7 億部。

Cirrus Logic 正在為移動通信市場的廣大客戶拓展產(chǎn)品線。其戰(zhàn)略是持續(xù)開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品，如 CS42L73 和 CS35L0X，解決智能手機(jī)和便攜式設(shè)備的實際問題，尤其是要降低系統(tǒng)功耗，同時保持高音頻質(zhì)量。

CS42L73 具備三個串行音頻接口和異步采樣率轉(zhuǎn)換器，可以管理各種多格式音頻信號的復(fù)雜路由、處理和混音任務(wù)，如語音、音樂 MP3、鈴聲和流音頻，同時提高系統(tǒng)總體效率。在語音通話中，其額定功耗低至 4 毫瓦，是市場上所有采用異步采樣率轉(zhuǎn)換器和信號路徑數(shù)字混音引擎產(chǎn)品中較低功耗的產(chǎn)品。其耳機(jī)的立體聲播放性能更為優(yōu)異，因為 CS42L73 的功耗僅為3.5 毫瓦。

CS42L73 采用了基于先進(jìn)的高質(zhì)量和多位 △-∑ 架構(gòu)的 2 個模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和 4 個數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）。DAC 可以驅(qū)動五個輸出，包括地居中的立體聲 H 類耳機(jī)和線路驅(qū)動器、耳承驅(qū)動器和低 EMI 免提揚聲器驅(qū)動器。模擬前端可通過可編程增益放大器和自動電平控制支持線路和麥克風(fēng)輸入。模擬麥克風(fēng)還集成了兩個前置放大器和偏置電源，以及針對兩個數(shù)字麥克風(fēng)的接口。

 

進(jìn)一步降低功耗，改善音頻性能

為了應(yīng)對在保持低噪聲和低功耗的同時實現(xiàn)移動手機(jī)應(yīng)用高質(zhì)量音頻的多重挑戰(zhàn)，Cirrus Logic 還開發(fā)了 CS35L00 (+6/+12 dB增益)、CS35L01 (+6 dB增益)和CS35L03 (+12 dB增益)混合 D 類音頻放大器。這個放大器系列采用先進(jìn)的閉環(huán) △-∑ 架構(gòu)和正在申請專利的混合 D 類技術(shù)，整合了 D 類效率和輸出功率，以及只有 AB 放大器具有的低待機(jī)電流消耗和較小的EMI。

CS35L00 系列放大器僅消耗 0.9 毫安的靜態(tài)電流，比較接近的競爭產(chǎn)品低 40% 以上。這種優(yōu)勢主要得益于已申請專利的技術(shù)，即調(diào)整放大器電壓軌，以適應(yīng)放大的信號，并避免放大器閑置或輸出信號為低幅時的電力。CS35L00 整合了專有的動態(tài)輸出開關(guān)頻率調(diào)整和邊緣控制，可以實現(xiàn)極優(yōu)的 EMI 性能、功耗和音頻質(zhì)量。這些 IC 不僅面向智能手機(jī)和普通手機(jī)市場，也面向其他消費應(yīng)用，如筆記本電腦、無線耳機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、攝像機(jī)和便攜式游戲設(shè)備。

展望未來，Cirrus Logic正在為數(shù)字能源控制產(chǎn)品開發(fā)一個宏偉發(fā)展藍(lán)圖，并致力于利用推動我們長期增長的針對新市場的創(chuàng)新信號處理技術(shù)應(yīng)對現(xiàn)實世界的挑戰(zhàn)。

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