飛兆半導(dǎo)體工程師張強(qiáng)介紹功率半導(dǎo)體市場及應(yīng)用

日前，飛兆半導(dǎo)體工程師張強(qiáng)向媒體介紹了當(dāng)前功率半導(dǎo)體市場和飛兆半導(dǎo)體豐富的功率解決方案。他認(rèn)為，法規(guī)、政策和環(huán)保意識正在全球市場發(fā)展。主要包括以下方面：能效標(biāo)識和能源效率；馬達(dá)控制應(yīng)用中采用變頻技術(shù)；從傳統(tǒng)照明轉(zhuǎn)變到LED/CFL照明。以地區(qū)來看，包括歐盟的建筑物能效指令(Energy Performance of Building Directive，EPBD)，從2019年起所有新建筑物必須達(dá)到零能耗；歐盟的新能源標(biāo)識體系要求從2010年7月起禁止銷售B級以下的產(chǎn)品，2013/14年7月后僅可銷售A-20%和A-40%產(chǎn)品。美國收緊能源之星標(biāo)準(zhǔn)(如對于空調(diào), SEER12 [1]SEER16)。中國新能效標(biāo)識體系從2010 年6月起實施。日本從2006年起實施采用年度績效因素(Annual Performance Factor，APF)的‘領(lǐng)跑者’計劃。為此，清潔能源和IT的進(jìn)步正在創(chuàng)造全新的市場，如可再生能源、PV變頻器；智能電網(wǎng)、電動汽車充電器和智能電表等。

越來越多的能耗標(biāo)識

張強(qiáng)在介紹照明應(yīng)用時表示，照明的設(shè)計挑戰(zhàn)是提高能源效率，延長系統(tǒng)壽命，減少使用期成本。方法是用熒光燈、發(fā)光二極管(LED)、或高壓氣體放電燈(HID)代替白熾燈，從而顯著提高能效；采用集成電路等解決方案能夠減少元件數(shù)目和總體成本，簡化鎮(zhèn)流器設(shè)計，減少開關(guān)損耗及改進(jìn)調(diào)光能力。

LED細(xì)分市場

飛兆半導(dǎo)體的功率解決方案包括：鎮(zhèn)流器控制IC、綠色FPS™、IGBT、HVIC、功率MOSFET、PFC/PWM控制器、整流器、晶體管、STEALTH™ 二極管/齊納二極管、光耦合器、馬達(dá)、飛兆功率開關(guān)(FPS™)等，有助于提高能源效率，簡化設(shè)計，減少系統(tǒng)成本。例如采用電子控制的變頻電機(jī)可提供高達(dá)60%的能源效率；飛兆半導(dǎo)體智能功率模塊(Smart Power Modules，SPM®)等解決方案可讓設(shè)計人員可靠快速地進(jìn)入市場。

計算領(lǐng)域的設(shè)計挑戰(zhàn)是提高能源效率，改進(jìn)系統(tǒng)性能并減少尺寸/重量。飛兆半導(dǎo)體提供經(jīng)優(yōu)化的分立或集成功率管理/功率控制解決方案，解決來自電源、主機(jī)板或風(fēng)扇的高能耗電路問題。飛兆半導(dǎo)體的解決方案包括：TinyBuck™集成開關(guān)式穩(wěn)壓器、MOSFET(小和大功率)、MOSFET驅(qū)動器(DrMOS)、DC-DC控制器、數(shù)據(jù)交換機(jī)、邏輯器件、IntelliMAX™負(fù)載開關(guān)、二極管、晶體管、運(yùn)算放大器、背光變頻器、飛兆功率開關(guān)(FPSTM)、PFC IC等。

張強(qiáng)特別指出，在LED應(yīng)用中發(fā)熱對LED壽命的影響非常明顯。LED壽命非常取決于燈具能否保持冷卻狀態(tài)。長期處于高溫之下，LED壽命會嚴(yán)重縮短；大多數(shù)制造商建議工作溫度為85℃以達(dá)到較長壽命(100,000小時)；設(shè)計人員正嘗試獲得較大光輸出，這促使他們使用更大的電流，反過來會造成更高的工作溫度。由于低質(zhì)量產(chǎn)品泛濫，這些產(chǎn)品初期亮度高但使用壽命提前失效，使得行業(yè)聲譽(yù)處于險境。

LED照明的各種要求

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，飛兆半導(dǎo)體公司為大、中、小功率范圍LED照明應(yīng)用提供廣泛的LED照明解決方案。飛兆半導(dǎo)體解決方案的特點是在單一IC上高度集成各種元件，配合高效和先進(jìn)的電路拓?fù)�，廣泛應(yīng)用于1W或以上功率范圍照明應(yīng)用。飛兆半導(dǎo)體備可為大、中、小功率范圍的LED照明應(yīng)用提供高能效的多種拓?fù)浼夹g(shù)解決方案。這些解決方案具有高功率因數(shù)和低總體諧波失真，能夠延長系統(tǒng)使用壽命，并降低使用期間的成本，同時滿足國際能源法規(guī)的要求。

這些LED照明解決方案具有高集成度，可以幫助設(shè)計人員滿足苛刻的電路板空間要求，簡化產(chǎn)品設(shè)計并降低總體材料清單（BOM）成本。

飛兆半導(dǎo)體利用了照明和功率管理方面的核心專有技術(shù)，提供用于LED照明應(yīng)用的多種拓?fù)�，包括：初級端調(diào)節(jié)（PSR）反激式；單級功率因數(shù)校正（PFC）反激式；PFC+準(zhǔn)諧振（QR）反激式和LLC半橋解決方案。

PSR反激式解決方案瞄準(zhǔn)功率<20W的LED照明應(yīng)用：在這些設(shè)計中，燈具的尺寸較小，并且成本壓力很高。為了解決這一問題，飛兆半導(dǎo)體的PSR技術(shù)提供TRUECURRENT技術(shù)和獨特的專利技術(shù)，在包含MOSFET （1A/700VVDMOS）的多芯片封裝選件（7SOP/DIP）中達(dá)到領(lǐng)先的CV/CC性能。設(shè)計人員也可選擇PSR控制器加一個外部MOSFET的方案。通過使用針對5W到20W功率范圍LED燈的PSR反激式解決方案，設(shè)計人員能夠達(dá)到高能效（相比先前方法提高80%），并可省去次級反饋電路，降低材料清單成本，簡化設(shè)計和節(jié)省PCB空間。

飛兆半導(dǎo)體用于20W~50W應(yīng)用的單級PFC反激式解決方案：相比傳統(tǒng)的解決方案，這些照明應(yīng)用要求在有限的空間內(nèi)達(dá)到高功率因數(shù)，以及更高的效率和可靠性。

飛兆半導(dǎo)體為單級反激式設(shè)計提供一個CRM PFC 控制器， 適用于10W ~ 50W LED下射燈和20W~50W LEDL-light,這項高效方案能夠提供高功率因數(shù)和低THD性能，無需增添元件，從而減少了BOM數(shù)量。此外，這一方案無需大容量電容器，能夠進(jìn)一步延長系統(tǒng)壽命。

適合<100W功率范圍應(yīng)用的PFC+ QR反激式技術(shù)：設(shè)計人員采用標(biāo)準(zhǔn)解決方案，每每面臨BOM元件數(shù)量多、成本高和系統(tǒng)效率低的問題。有見于此，飛兆半導(dǎo)體提供一個具有高系統(tǒng)效率和高可靠性的QR反激式解決方案，并使用CRMPFC前端以獲得高功率因數(shù)和低THD.通過集成，這一拓?fù)淠軌驕p少BOM數(shù)量，降低成本并節(jié)省空間，可讓設(shè)計人員實現(xiàn)小型應(yīng)用設(shè)計。PFC+QR反激式技術(shù)非常適用于平板燈、LED街燈、工業(yè)用燈、舞臺燈、外墻燈和招牌燈應(yīng)用。

為了簡化LED燈具設(shè)計，飛兆半導(dǎo)體LED解決方案減少了額外器件以節(jié)省PCB空間，為終端應(yīng)用提供了高可靠性，高效率并降低了使用期間的成本。此外，飛兆半導(dǎo)體提供所需的系統(tǒng)專有技術(shù)和設(shè)計工具，幫助設(shè)計人員將其LEDIC產(chǎn)品更快地推向市場。

用于<400W照明應(yīng)用的LLC半橋解決方案：這些應(yīng)用一般具有BOM器件數(shù)量多、成本高、系統(tǒng)效率低且可靠性差，以及設(shè)計復(fù)雜等問題。為解決這些應(yīng)用難題，飛兆半導(dǎo)體推出LLC半橋解決方案，將內(nèi)置MOSFET、快速恢復(fù)二極管（trr=120ns） 和高端柵極驅(qū)動器三個芯片集成在一個封裝中。這個設(shè)計方案具有高達(dá)300kHz的工作頻率，并在輕負(fù)載條件下通過脈沖跳躍（pulseskipping）來限制頻率。LLC半橋解決方案具有高系統(tǒng)效率，高可靠性，同時降低了BOM成本并簡化了設(shè)計，該方案適用于LED街燈照明，工業(yè)用燈，舞臺燈，外墻燈和招牌燈設(shè)計。

飛兆半導(dǎo)體為所有類型的照明應(yīng)用提供解決方案，包括線性熒光燈鎮(zhèn)流器、緊湊型熒光燈鎮(zhèn)流器、LED和HID,其產(chǎn)品系列范圍廣泛，從分立元器件到包含PFC控制器、鎮(zhèn)流器控制IC、高壓柵極驅(qū)動器和MOSFET的集成式解決方案。飛兆半導(dǎo)體致力于推動節(jié)約能源和滿足較嚴(yán)苛的能效法規(guī)要求，開發(fā)出一系列創(chuàng)新產(chǎn)品，能夠較大限度地提升性能，同時減少電路板空間需求，降低設(shè)計復(fù)雜性和系統(tǒng)成本。而且，飛兆半導(dǎo)體擁有由在線支持工具、現(xiàn)場應(yīng)用工程師及多個配備功率工程師的區(qū)域中心組成的全球功率資源中心（GlobalPower ResourceSM Center），建立客戶產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)支持的行業(yè)典范。