講義下載
-
New ultra-low power DC/DC converter extend the battery life of IoT systems
Texas Instruments
Business Lead
Eric Yao -
New generation of hybrid power charger for mobile computing device
O2Micro Electronic Inc
Senior FAE Manager
Gerry Huang
我們提供本研討會主講者同意授權的演講檔案，歡迎參與來賓下載。
如果遇到檔案無法下載，請檢查您的電腦是否有以下狀況，而造成下載問題：
- 輸入email、密碼時，請注意是否多了空白鍵。
- 若收到兩組帳號email時 (本人email、第二聯絡email) 請優先使用 本人email做為帳號。
- 網路安全性是否設定過高
- 請關閉快顯封鎖程式
- 是否裝了某些外掛工具列 (例如Yahoo或百度工具欄)
- 公司內部防火牆或安全機制 (有些企業內部會規定不能下載任何檔案，或公司內部某些區域不能連至外部網站)
- 如果是因為公司內部防火牆或安全機制，建議您使用公司以外的電腦下載。當您檢視上列各項，仍遇到下載問題，歡迎來信諮詢。
企劃專輯
從手機到電動車 無線充電擴大應用領域
無線充電技術與時俱進，且相關應用愈來愈多，畢竟大家都希望能擺脫線纜的牽絆。無線充電是指不需透過電線或電纜傳輸電力的技術，此技術由發射器和接收器兩個部分組成。
在無線充電技術的進展過程中，標準之爭始終是熱門議題，Qi標準和AirFuel聯盟內的其他各種規格彼此競爭主流且互不相容，這個問題不徹底解決，無線充電的進一步普及就有待商榷。
自由及遠距，無線充電追求目標
另一個無線充電技術的重要發展方向，是希望無線充電能更為「自由」。也就是說，現在的無線充電多是基於線圈的電感和電容充電，充電距離
解決5G手機與基地台功耗問題 交大團隊全力投入封包追蹤技術
從2019年起，5G開始落地進入商轉，各類創新應用也不斷浮現，與過去的行動通訊相較，5G的應用更為多元，這也讓電源管理成為5G時代手機設計的嚴峻挑戰，為協助廠商解決此一問題，近年來交通大學電機工程學系特聘教授兼系主任陳科宏團隊全力投入封包追蹤(Envelope Tracking；ET)技術，降低5G手機的功耗。
行動通訊進展快速，大約每10年就會更替一次標準，而每次更替也都帶來全新的進化，3G讓行動網路普及，4G是影音傳輸與在地化服務，這兩次的進化不僅讓手機功能更強大，電源耗損速度也同步提升，到了5G時代，資料傳輸量陡然提升10倍，現有的電源管理架構已無法因應
因應物聯網與穿戴式設備需求 美信電源IC強化整合設計
物聯網系統與穿戴式裝置的興起帶動新一波IT產業成長，由於這兩種設備的特色迥異於其他電子產品，對設備的體積、效能與成本都有進一步要求，因此設備內部所使用的各種元件必須隨之配合，在電源方面更是如此，美信公司(Maxim)台灣技術總監黃大峯指出，相較於一般設備，物聯網與穿戴式裝置需要更長的待機時間、更高整合度與電源效率。
這幾年穿戴式設備、耳戴式設備、感測器、智慧家居等市場快速啟動，這類型產品的共通點是設備內部的空間受限，而且對電源管理有高度需求，對此美信推出了高整合、高效率與小體積的SIMO PMIC。黃大峯表示，與市場上同類型傳統架構
DC/DC靜態功耗僅有60nA TI以超低功耗滿足物聯網需求
物聯網近年來成為全球趨勢，其涵蓋的範圍極廣，多數設備往往是全年無休的24小時運作，此一特色對設備的電源設計帶來嚴峻考驗。德州儀器(TI)指出，一般而言功耗越低的裝置，能使物聯網系統擁有更長的運作時間。在一些物聯網應用中(例如智慧水錶)，採用不可充電的電池作為電源，這些電池的運作時間需要長達5至10年，這使得整個系統必須擁有非常高的電源轉換效率，不然終端客戶會需要時常更換電池，增加維護成本來保持系統的穩定運作。
對於物聯網系統供電的DC/DC電源轉換晶片的功耗設計來說，在輕負載(10uA~1mA)或系統待機時必須有非常高的電源轉換效率。DC/DC轉換器的靜態功耗
羅姆打造物聯網與穿戴式市場專屬電源方案
物聯網、穿戴式裝置普及速度加快，而這類型裝置對電源IC都有高度要求，物聯網主要特點是系統會將各類設備散置在各處，因此其充電不易，穿戴式裝置則是體積有限，除了必須要有低耗電設計外，也要同時具備快速充電特色，針對這些需求，羅姆半導體(ROHM)長期聚焦於電源IC技術，對這兩大市場也有對應產品。
針對物聯網與穿戴式需求，羅姆半導體旗下Nano Energy系列的BD70522GUL已有全球最小、僅達180nA的消耗電流，其待機時間為一般產品的1.4倍，對採用鈕扣電池的各種小型設備來說，此微小電流將可大幅提升其續航力，產品待機使用期可達10年。
高整合與高效率兼具 Silicon Labs搶攻物聯網PoE市場
聯網技術的應用繁多，近年來物聯網概念的帶動，則讓各類設備、物品的聯網功能越快速普及，而為了簡化聯網設備的架構，PoE(Power over Ethernet)所扮演的角色越來越重要，Silicon Labs台灣區業務經理鄭祥平指出，Ethernet Cable兼具數據傳輸與供電兩大特色的PoE，被視為物聯網時代的必要通訊技術，而隨著各種應用的不斷出現，設備對PoE在電壓、體積與整合度等方面，也有與以往不同的需求。
鄭祥平表示，Silicon Labs的PoE技術問世已超過10年，早期主要應用於安全監控攝影機，當年IP化開始成為安全監控技術的新主流，PoE可解決散置於各處攝
新產品高達100W輸出功率 PI以整合與效率布局USB PD市場
AC/DC功率轉換技術進展快速，系統設計人員需即時因應市場變動，尤其Compact USB PD更是目前市場成長者之一，在尺寸與高功率之間取得平衡，始終是設備廠商設計時的嚴峻挑戰，為協助設備業者回應市場需求，電源IC大廠PI(Power Integrations )延續過去的InnoSwitch3的優勢，近期推出輸出功率從65W提升至100W的新產品，其高效率與高整合度，將可大幅優化USB PD的電源供應器(Power Adapter)設計。
InnoSwitch3的產品線規格完整，其尺寸從2~7一應俱全，近期進一步推出8、9、10等新尺寸，其輸出可達100W
論壇報導
物聯網及5G來臨 推動電源創新設計
物聯網時代來臨，智慧裝置無所不在，所有的科技美好體驗，皆需從良好的電源設計出發。有鑑於此，DIGITIME每年皆舉辦「電源技術論壇」，為業界帶來最新的電源設計新知及技術。
電源論壇歷年的講師陣容皆十分堅強，此次更邀集包括交大電機系陳科宏教授，以及來自Maxim、TI、ROHM、Silicon Labs、Power Integrations、ITECH、O2Micro在內的業界專家，分享各自專精領域的最新進展。
此次論壇議題圍繞5G及物聯網，探討這兩大趨勢如何推動半導體材料、電源管理IC及電源模組的創新，並且探討如何落實電源的微型化、高整
5G手機功耗高 寄望氮化鎵解方
邁入5G-IoT高頻時代，相關設備及手機的功耗挑戰愈形嚴苛。解決功耗難題的途徑或是從材料、或是從電源管理技術著手。交通大學電機工程學系特聘教授兼系主任陳科宏致力研究5G電源管理技術，他提到「封包追蹤(Envelope Tracking；ET)」技術在5G手機電源管理中扮演重要角色。
陳科宏進一步說明指出，過去在3G和4G通訊時代，手機供電出現的電壓差很小，因此由功率放大器(PA)自行處理即可，然而到了5G通訊，平均能量與峰值能量的差異可能高達8~9dB，也就是峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio；PAPR)較高，導致效率降低，由功率放大器自行
智慧裝置小型化 單電感PMIC方案受歡迎
智慧型裝置體積的縮小，是許多智慧型裝置的共同議題。對於電源管理方案廠商而言，如何在尺寸愈來愈小的情況下達到電源高效率，這是極大的挑戰。
美信(Maxim Integrated)>資深應用工程師賴宏偉指出，智慧型裝置的PCB尺寸被壓縮，甚至電路板形狀可能會出現菱形等非傳統的方正形狀；再加上小型化裝置無法加大電池，因此電源管理方案除了提高電源管理效率外，本身的體積也得夠小、耗電要盡量降低，此外，由於內部空間小，雜訊問題也要好好解決。針對以上這些林林總總的問題，Maxim提供一站式的解決方案SIMO PMIC，可協助客戶輕鬆實現智慧型裝置的高效率電源管理。SIMO PMI
超低功耗開關穩壓器 減少電池用量
物聯網(IoT)的出現，對許多相關技術帶來衝擊，而無論應用為何，物聯網裝置都需要供電，且許多存在於智慧家庭、智慧建築的物聯網裝置是採用電池供電，因此裝置的電源設計成為首要議題，業者苦心開發足以匹配的電源方案，盡其所能提高電源管理效率。
德州儀器(TI)業務經理Eric Yao提到，過去，低壓差線性穩壓器(LDO)由於靜態功耗很低，因此是電源管理要角，但是隨著負載愈來愈重，線性電源已不能滿足需求，由開關式電源取代線性電源已是大勢所趨。
TI新近推出的超低功耗開關穩壓器TPS62840，正是為此而生。Eric Yao強調，此產品的最大突破，就
獨家節能技術 降低電源IC消耗電流
電子裝置對於小型化和節能化的追求，促使電源技術不斷精進。智慧型手機的多功能化及穿戴裝置的普及，已為電源技術帶來諸多挑戰，現在，僅靠設備之間進行無線通訊的IoT設備更帶來新的議題，基本訴求就是——讓鈕扣電池持續運作10年。
根據此市場趨勢和發展方向，ROHM很早就開始著手開發能大幅降低電源IC消耗電流的技術。這項專利技術就是Nano Energy，透過此項技術，電源IC本身電流消耗可以降低，使得微小電流時的運作更加穩定。
羅姆半導體台灣技術中心經理李昆芳進一步說明，降低消耗電流，所遇到的幾個挑戰是元件的洩漏電流、雜訊的敏感度、電路反應速度等
高整合PoE電源方案 支援高功率物聯網應用
許多有關物聯網裝置的討論，多集中在電池供電部分，然而，包括IP攝影機、智慧照明燈具、多功能視訊IP電話、先進802.11無線存取點和智慧家電等，這些應用更適合以PoE的方式供電，在解決供電問題的同時，還能大幅降低佈線的複雜度。
PoE(Power Over Ethernet)是一種可在乙太網路中，透過雙絞線來傳輸電力與資料到裝置上的技術。改良的IEEE 802.3at-2009 PoE標準，亦即PoE+，則能為設備提供高達30瓦的電功率，可以滿足諸多要求更高功率的應用，例如具備轉動、變焦和加熱元件的最新電機定位IP攝影機，就會對電源造成嚴重的負載，而PoE+技
氮化鎵電源IC當道 取代矽電晶體
在電源管理領域，基於氮化鎵(GaN)的電源管理元件扮演的角色分量日重，因為相較於矽，GaN具有更佳的效率且尺寸能進一步縮小。預期矽電晶體將快速轉換為GaN，Power Integration(PI)此前已積極布局基於GaN的新型電源IC。PI高級市場部經理李子俊指出，InnoSwitch3的氮化鎵系列產品推出，使得PI成為離線式切換開關IC市場的技術佼佼者。
PI持續力推GaN技術，希望能將這項技術推廣到更多的應用中，例如行動裝置的USB PD充電應用。新的USB PD充電標準搭配Type-C連接器，可以為各種行動裝置提供高達100W的功率，而隨著手機品牌商企
善用電池模擬及測試 加速物聯網產品開發
物聯網和行動裝置的普及，帶動產業對於低功耗的持續追求，相應此一趨勢，高功率密度電池的模擬及測試的重要性日漸增加。在這個領域，專業測試設備研發製造商愛德克斯(ITECH)推出的IT6400系列雙極性直流電源電池模擬器，堪稱是明星產品。
愛德克斯電子產品應用工程師宋辰辰說明指出，IT6400系列雙極性電源的功率可達150W、電流擴展至±10A，電壓則擴展至±60V，不僅輸出範圍大為提高，且電流解析度也提高到1nA，可以滿足從nA到安培級的動態供電需求，適合應用於可攜式電池供電產品測試、行動電源測試，以及LED測試等領域。
IT6400系列不僅
朝中高功率發展 無線充電應用更廣
行動裝置愈來愈多，隨著手機、筆記型電腦、穿戴裝置等產品數量的快速增加，線纜糾結的問題愈來愈讓人無法忍受，對於無線充電技術的期待日漸加深。智慧型手機紛紛提供無線充電功能，而隨著無線充電技術進展至支援中、高功率，市場上將會看到越來越多的筆記型電腦、穿戴式裝置、家電用品，甚至是電動汽車等設備皆能夠支援無線充電。
恩智浦半導體(NXP)是無線充電技術的領導廠商之一，該公司行銷經理Silvan Ho表示，無線充電聯盟(Wireless Power Consortium；WPC)的Qi標準已在5W~15W等低功率無線充電市場中取得領先地位，且隨著中高功率無線充電標準的確立
筆電充電IC 響應速度要夠快
網路無遠弗屆，促使行動辦公風潮興起。無處不能辦公的前提，除了要有網路之外，方便攜帶的筆記型電腦也是必要條件。如同其他行動裝置，筆記型電腦始終在追求輕薄化，然而同時還得提供即時的效能。在這樣看似矛盾的要求下，用於筆記型電腦的充電IC，必須能夠在系統重載的情況下，使電池和適配器同時為系統供電(Hybrid Power)，以滿足系統對電能的需求。
很重要的，電池供電響應速度必須夠快，才不會導致系統電壓下降，且不會讓適配器在短暫過載情況下，導致過載保護，甚至是系統死機。此外，響應速度夠快，能使電池的充電效率更高，速度更快。因此，充電IC的選擇，必須考量響應速度。
