Druhá elektrická revoluce: Jak AmberSemi digitalizuje fyziku elektřiny a proč na tom záleží

Je to jen síla… nebo ano? S pokračujícím rozkvětem automatizace v domácnostech, na pracovištích a ve veřejných prostorách se inteligentní technologie v budovách v posledních několika letech vyvíjejí závratným tempem. Odvětví, které pohání tato různá zařízení a elektrické koncové body, ke kterým denně přistupují miliardy lidí v obytných, komerčních a dokonce i průmyslových budovách po celém světě, však paradoxně zůstává po celá desetiletí převážně stagnující. Proč ale sektor výkonové elektroniky tak zaostává za produkty, které podporuje? Jeden důvod: pomalé, neinspirativní inovace standardních průmyslových komponent z éry 1950. let, postrádající druh skutečných průlomových technologií, které posunuly tolik jiných kategorií kupředu do 21. století.

Dobré zprávy? Výkonová elektronika má příležitost konečně vyvinout (modernizovat) svou architekturu napájení a zásadně prolomit omezení, kterým čelí ze starších energetických produktů se status quo. Jak to? S přijetím moderních řešení s polovodičovými křemíkovými čipy, které digitálně řídí elektřinu, jsou nyní možné průlomové funkce. To zahrnuje schopnost extrahovat stejnosměrný proud přímo ze sítě střídavého proudu bez použití usměrňovacích můstků, transformátorů nebo filtrování, jako prostřednictvím integrovaného obvodu AC Direct DC Enabler od AmberSemi. Tato průlomová technologie polovodičového napájení umožňuje nové možnosti návrhu elektrických produktů a schopnosti umělé inteligence, které byly dříve nedosažitelné. A jakmile průmyslová odvětví dokončí přechod na polovodičová řešení, nikdy se nevrátí zpět, jako je tomu u kategorií, jako je konverze elektronkových televizorů na polovodičové televizory nebo rotující magnetické pevné disky počítačů na pevné disky.

Ve svém jádru je tento generační upgrade architektury a klasický Příběh polovodičů ze Silicon Valley. Jde o konsolidaci zastaralých technologií ze staré školy do maličkého křemíkového čipu, schopného nahradit funkci standardních elektromechanických součástek. A v tomto procesu umožňuje více funkcí a mnohem lepší provozní flexibilitu, to vše s menšími rozměry a vylepšenou spolehlivostí, která pochází z polovodičové architektury. Potenciální dopad této „druhé elektrické revoluce“, vedené společnostmi jako Amber Semiconductor, je však mnohem hlubší než pouhý další krok v iterativním postupu, který tento prostor po léta definoval. Pojďme se ponořit do specifik, jak tato technologie skutečně využije potenciál inovací.

Efektivita půdorysu, hustota výkonu a konfigurovatelnost

V dnešní době jsou funkce výrobců elektrických výrobků omezeny JAK dodávaným výkonem, tak faktory tvaru výrobku. Jakékoli zvýšení rozsahu funkcí si velmi pravděpodobně vyžádá zvětšení velikosti tvarového faktoru, což může být v nejlepším případě nákladné – v nejhorším ne životaschopné.

Průlom společnosti AmberSemi v oblasti digitálního řízení elektřiny, integrovaného do architektury polovodičových integrovaných obvodů, umožňuje kompaktnější a dynamičtější návrhy napájení a představuje generační upgrade architektury na energetickou technologii v celé oblasti elektrických produktů. A poskytuje takové schopnosti, aniž by vyžadoval odchylku od univerzálních tvarových faktorů konečných produktů. Dramaticky menší velikost systému, kterou umožňuje například Enabler IC AmberSemi, otevírá fyzický prostor pro více funkcí a/nebo štíhlejší tvarové faktory produktu, což může generovat úspory nákladů a poskytovat nespočet výhod. Enabler IC od AmberSemi je ve skutečnosti velikostně nejúčinnější v oboru a tvrdí, že má nejvyšší hustotu výkonu v oboru při 5 wattech na 0.18 in3 (1.66 cm3). To vytváří zvýšenou hustotu výkonu, díky čemuž je polovodičová architektura obzvláště přitažlivá v aplikacích, kde je omezený prostor, jako je přenosná elektronika, jističe, distribuční jednotky a dokonce i elektrická a tradiční vozidla na plyn.

Kromě konkurenčních průlomových výhod AC Direct DC Enabler (menší, modernější a programovatelnější) nabízí zařízení další funkce a konfigurovatelnost tím, že poskytuje přístup k interním programovatelným registrům prostřednictvím vestavěného sériového periferního rozhraní (SPI). Ve spojení s obecným mikrokontrolérem může AC Direct DC Enabler fungovat jako mnohem inteligentnější měnič energie, ale bez tradiční konverze spíše stejnosměrného odběru přímo ze sítě AC.

Spolehlivost a trvanlivost

Solid-state architektura umožňuje společnostem zabývajícím se výkonovou elektronikou dosáhnout vyšší úrovně spolehlivosti a odolnosti ve srovnání s tradičními řešeními.

Protože nemají žádné pohyblivé části, snižuje nebo dokonce eliminuje rizika spojená s mechanickým opotřebením, které se může nakonec stát nebezpečným. (Napájecí zdroje jsou obvykle tím, co u elektrických produktů selže jako první.) Tato odolnost se promítá do zvýšené životnosti systému – a koncového produktu – a snížených požadavků na údržbu, což má za následek nižší provozní náklady jak pro výrobce, tak pro koncové uživatele.

Dramaticky nižší počet součástí také přispívá ke zvýšení spolehlivosti a lepší udržitelnosti. Jedinečná technologie Enabler IC společnosti AmberSemi s až 2.5x menším počtem součástí pro dodávaný výkon oproti standardním napájecím zdrojům snižuje elektrické a tepelné namáhání kritických součástí, umožňuje efektivní odvod tepla a snižuje riziko selhání součástí v důsledku přehřátí. Nabízí dokonce možnost vyhnout se použití elektrolytů v případech, kdy je spolehlivost nanejvýš důležitá (jako u spínaných napájecích zdrojů). V důsledku všech těchto a dalších schopností mohou společnosti vyrábějící elektrické produkty využít spolehlivější a dlouhodobější napájení. řešení, která skutečně zvyšují kvalitu a hodnotu jejich produktů.

Flexibilita a škálovatelnost

Moderní řešení polovodičové architektury napájení, jako je například integrovaný obvod AC Direct DC Enabler od společnosti AmberSemi, umožňují konstruktérům změnit způsob, jakým přemýšlejí o tom, co je nyní u jejich produktů možné. Důvodem je, že polovodičová architektura a digitální správa elektřiny nabízí větší flexibilitu a škálovatelnost ve srovnání s tradičními řešeními výkonové elektroniky. Tato flexibilita otevírá konstruktérům nové možnosti optimalizovat své produkty pro specifické aplikace, splňovat širokou škálu požadavků zákazníků a přizpůsobovat se budoucím technologickým pokrokům – a to při zachování stejné architektury polovodičového systému/zařízení. Díky širokému rozsahu vstupního napětí 25–277 V AC umožňuje Enabler od společnosti AmberSemi použití jednoho návrhu v celém globálním portfoliu. V budoucích návrzích poskytne nezávislost technologie Amber na vstupním napětí ještě větší hodnotu pro průmyslové aplikace s vyšším napětím, ve kterých tradiční produkty stěžují.

Produkty jako Enabler IC SoC od AmberSemi navíc nabízejí příležitost pro konsolidovanou architekturu. Čipy lze snadno integrovat do různých generických a modulárních architektur návrhu, což umožňuje škálovatelnost a rozšiřování systému, kde architektura může být dynamičtější a má širší využití v oblasti napájení. Navíc jedinečně poskytuje globální kompatibilitu v rámci jednoho SoC. Konstruktéři mohou tuto funkci využít k vývoji řešení, která se dokážou přizpůsobit měnícím se požadavkům na napájení, čímž vytvoří potenciál pro snížení počtu skladových položek a umožní jim přizpůsobit se změnám v architektuře systému. Nakonec integrace moderní architektury správy napájení AMberSemi na bázi silikonového čipu poskytuje zákazníkům všestranná a do budoucna připravená řešení napájecích zdrojů a zároveň poskytuje příležitost pro efektivnější stopu koncového produktu s flexibilitou napájení, která také zahrnuje více funkcí.

Dynamická síla a udržitelnost

Kromě toho, že je menší, bezpečnější a spolehlivější, je výkon odvozený od AmberSemi Enabler IC mnohem dynamičtější, protože elektřina je řízena digitálně, což umožňuje podstatně větší kontrolu. Poskytuje dynamický výkon prostřednictvím softwaru, který umožňuje konfigurovatelné rozsahy výstupního napětí s automatickým přepínáním režimů pro optimalizaci účinnosti pro všechny výkonové výstupy.

Přijetím architektury polovodičových čipů mohou společnosti vyrábějící napájecí moduly aktivně podporovat přechod k udržitelnějšímu energetickému prostředí. Toho lze dosáhnout, protože architektura, jak bylo diskutováno výše, vyžaduje méně součástí a je odolnější – což snižuje potřebu náhradních dílů, které negativně přispívají k uhlíkové stopě prostřednictvím emisí z výroby.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Příležitost pro společnosti vyrábějící elektrické produkty upgradovat svá řešení napájení na polovodičové není jen dalším opakujícím se krokem v dlouhodobém vzoru technologického pokroku – je to generační architektonický průlom. Transformace v pevné fázi mění konstrukční kalkul elektrotechniky způsoby, které byly dříve považovány za nemožné. Historie nám říká, že jakmile kategorie trhu přejdou na polovodičové, převedou rychle a nikdy se neohlížejí zpět na staré staré technologické standardy. S inovacemi AmberSemi klepajícími na dveře elektrotechnického průmyslu může být úsvit druhé elektrické revoluce hned za rohem.