Druhá elektrická revolúcia: Ako AmberSemi digitalizuje fyziku elektriny a prečo na tom záleží

Je to len sila...alebo nie? S neustálym rozkvetom automatizácie v domácnostiach, na pracoviskách a vo verejných priestoroch sa inteligentné technológie v budovách v posledných rokoch neustále vyvíjajú závratným tempom. Odvetvie, ktoré poháňa tieto rôzne zariadenia a elektrické koncové body, ku ktorým denne pristupujú miliardy ľudí v obytných, komerčných a dokonca aj priemyselných budovách po celom svete, však paradoxne zostáva do značnej miery stagnujúce už celé desaťročia. Prečo však sektor výkonovej elektroniky tak ďaleko zaostáva za produktmi, ktoré podporuje? Jeden dôvod: pomalá, neinšpirujúca inovácia štandardných komponentov z 1950. rokov 21. storočia, ktorým chýba ten druh skutočne prevratných technologických prelomov, ktoré posunuli toľko iných kategórií vpred do XNUMX. storočia.

Dobrá správa? Je tu príležitosť pre výkonovú elektroniku konečne vyvinúť (modernizovať) svoju výkonovú architektúru a zásadne prelomiť obmedzenia, ktorým čelia zo starších energetických produktov so status quo. Ako to? Vďaka prijatiu moderných riešení s polovodičovými silikónovými čipmi, ktoré digitálne riadia elektrinu, sú teraz možné prelomové funkcie. To zahŕňa schopnosť extrahovať jednosmerný prúd priamo zo siete striedavého prúdu bez použitia usmerňovacích mostíkov, transformátorov alebo filtrovania, ako napríklad prostredníctvom integrovaného obvodu AC Direct DC Enabler od AmberSemi. Táto prelomová technológia polovodičového napájania umožňuje nové možnosti dizajnu elektrických produktov a schopnosti AI, ktoré boli predtým nedosiahnuteľné. A keď priemyselné odvetvia dokončia prechod na polovodičové riešenia, nikdy sa nevrátia späť, ako je to v prípade kategórií, ako je konverzia trubicových televízorov na polovodičové televízory alebo rotujúce magnetické pevné disky počítačov na polovodičové pevné disky.

Vo svojom jadre je tento generačný upgrade architektúry a klasický Príbeh polovodičov zo Silicon Valley. Je to konsolidácia starej školy, zastaraných technológií do malého kremíkového čipu, ktorý je schopný nahradiť funkciu štandardných elektromechanických komponentov. A v tomto procese umožňuje viac funkcií a oveľa lepšiu prevádzkovú flexibilitu, to všetko s menším rozmerom a vylepšenou spoľahlivosťou, ktorá pochádza z polovodičovej architektúry. Potenciálny vplyv tejto „druhej elektrickej revolúcie“, ktorú vedú spoločnosti ako Amber Semiconductor, je však oveľa hlbší ako len ďalší krok v iteratívnom postupe, ktorý tento priestor definoval už roky. Poďme sa ponoriť do špecifík toho, ako táto technológia skutočne využije potenciál inovácií.

Efektivita stopy, hustota výkonu a konfigurovateľnosť

Spoločnosti s elektrickými výrobkami sú dnes obmedzené tak dodávaným výkonom, ako aj faktormi tvaru produktu. Akékoľvek zvýšenie rozsahu funkcií si s vysokou pravdepodobnosťou vyžiada zvýšenie veľkosti tvarového faktora, čo môže byť v najlepšom prípade nákladné – v najhoršom prípade nerealizovateľné.

Prielom v digitálnom riadení elektrickej energie od AmberSemi, integrovaný do architektúry polovodičových integrovaných obvodov, umožňuje kompaktnejšie, dynamickejšie návrhy napájania a predstavuje generačnú architektúru modernizácie napájacej technológie v celej oblasti elektrických produktov. A poskytuje takéto schopnosti bez toho, aby vyžadoval odchýlku od univerzálnych tvarových faktorov konečných produktov. Výrazne menšia veľkosť systému, ktorú umožňuje napríklad Enabler IC od AmberSemi, otvára fyzický priestor pre viac funkcií a/alebo štíhlejšie tvarové faktory produktu, čo môže generovať úspory nákladov a poskytnúť nespočetné množstvo výhod. Enabler IC od AmberSemi je v skutočnosti veľkostne najefektívnejší a má najvyššiu hustotu výkonu v odvetví pri 5 wattoch na 0.18 in3 (1.66 cm3). To vytvára zvýšenú hustotu výkonu, vďaka čomu je polovodičová architektúra obzvlášť príťažlivá v aplikáciách s obmedzeným priestorom, ako sú prenosná elektronika, ističe, jednotky na rozvod energie a dokonca aj elektrické a tradičné vozidlá poháňané plynom.

Okrem konkurenčných prelomových výhod AC Direct DC Enabler (menší, modernejší a viac programovateľný), zariadenie ponúka ďalšie funkcie a konfigurovateľnosť poskytovaním prístupu k interným programovateľným registrom prostredníctvom zabudovaného sériového periférneho rozhrania (SPI). Ak je AC Direct DC Enabler spárovaný so všeobecným mikrokontrolérom, môže fungovať ako oveľa inteligentnejší menič energie, avšak bez tradičnej konverzie, skôr DC extrakcie priamo z AC siete.

Spoľahlivosť a trvanlivosť

Solid-state architektúra umožňuje spoločnostiam v oblasti výkonovej elektroniky dosiahnuť vyššiu úroveň spoľahlivosti a odolnosti v porovnaní s tradičnými riešeniami.

Keďže nemajú žiadne pohyblivé časti, znižuje alebo dokonca eliminuje riziká spojené s mechanickým opotrebovaním, ktoré sa môže stať nebezpečným. (Napájacie zdroje sú zvyčajne to, čo v elektrických produktoch zlyhá ako prvé.) Táto odolnosť sa premieta do zvýšenej životnosti systému – a koncového produktu – a znížených požiadaviek na údržbu, čo vedie k nižším prevádzkovým nákladom pre výrobcov aj koncových používateľov.

Výrazne nižší počet komponentov tiež prispieva k zvýšenej spoľahlivosti, ako aj zlepšenej udržateľnosti. Jedinečná technológia Enabler IC od AmberSemi s až 2.5x menším počtom komponentov pre dodávaný výkon v porovnaní so štandardnými napájacími zdrojmi znižuje elektrické a tepelné namáhanie kritických komponentov, umožňuje efektívne odvádzanie tepla a znižuje riziko zlyhania komponentov v dôsledku prehriatia. Dokonca ponúka možnosť vyhnúť sa používaniu elektrolytov v prípadoch, kde je spoľahlivosť najdôležitejšia (ako pri spínaných zdrojoch napájania.) V dôsledku všetkých týchto a ďalších schopností môžu spoločnosti vyrábajúce elektrické produkty využívať spoľahlivejšie a dlhodobejšie napájanie. riešenia, ktoré skutočne zvyšujú kvalitu a hodnotu ich produktov.

Flexibilita a škálovateľnosť

Moderné riešenia polovodičovej architektúry napájania, ako je AC Direct DC Enabler IC od AmberSemi, umožňujú zmenu dizajnérskych inžinierov, ktorí premýšľajú o tom, čo je teraz možné v ich produktoch. Dôvodom je, že polovodičová architektúra a digitálny manažment elektriny ponúka väčšiu flexibilitu a škálovateľnosť v porovnaní s tradičnými riešeniami výkonovej elektroniky. . Táto flexibilita otvára konštruktérom nové možnosti optimalizácie ich produktov pre špecifické aplikácie, splnenie širokej škály požiadaviek zákazníkov a prispôsobenie sa budúcim technologickým pokrokom – pri zachovaní rovnakej polovodičovej architektúry/zariadenia. So širokým rozsahom vstupného napätia 25-277VAC Enabler AmberSemi umožňuje použitie jediného dizajnu v rámci globálneho portfólia. V budúcich návrhoch poskytne nezávislosť technológie Amber na vstupnom napätí ešte väčšiu hodnotu pre priemyselné aplikácie s vyšším napätím, v ktorých tradičné produkty zápasia.

Produkty ako Enabler IC SoC od AmberSemi navyše ponúkajú príležitosť pre konsolidovanú architektúru. Čipy sa dajú ľahko integrovať do rôznych generických a modulárnych architektúr návrhu, čo umožňuje škálovateľnosť a rozšírenie systému, kde architektúra môže byť dynamickejšia a má širšie uplatnenie. Okrem toho jedinečne poskytuje globálnu kompatibilitu v rámci jedného SoC. Konštruktéri môžu využiť túto funkciu na vývoj riešení, ktoré sa dokážu prispôsobiť rôznym požiadavkám na napájanie, čím sa vytvorí potenciál na redukciu SKU a umožní sa im prispôsobiť sa zmenám v architektúre systému. Nakoniec integrácia modernej architektúry správy napájania AMberSemi na báze kremíkových čipov poskytuje zákazníkom všestranné a na budúcnosť pripravené riešenia napájacích zdrojov a zároveň poskytuje príležitosť na zjednodušenie hľadania koncového produktu s flexibilitou napájania, ktorá zahŕňa aj viac funkcií.

Dynamická sila a udržateľnosť

Okrem toho, že je menší, bezpečnejší a spoľahlivejší, výkon odvodený od AmberSemi Enabler IC je oveľa dynamickejší, pretože elektrina je riadená digitálne, čo umožňuje podstatne väčšiu kontrolu. Poskytuje dynamický výkon prostredníctvom softvéru, ktorý umožňuje konfigurovateľné rozsahy výstupného napätia s automatickým prepínaním režimov na optimalizáciu účinnosti pre všetky výkonové výstupy.

Prijatím architektúry polovodičových čipov môžu spoločnosti napájacích modulov aktívne podporovať prechod na udržateľnejšie energetické prostredie. Dá sa to dosiahnuť, pretože architektúra, ako je uvedené vyššie, vyžaduje menej komponentov a je odolnejšia – čím sa znižuje potreba náhradných dielov, ktoré negatívne prispievajú k uhlíkovej stope prostredníctvom emisií z výroby.

záver

Príležitosť pre spoločnosti vyrábajúce elektrické produkty upgradovať svoje riešenia napájania na polovodičové nie je len ďalším opakovaným krokom v dlhodobom vzore technologického pokroku – je to generačný prelom v architektúre. Transformácia v pevnej fáze mení konštrukčný kalkul elektrotechniky spôsobmi, ktoré sa predtým považovali za nemožné. História nám hovorí, že akonáhle sa kategórie trhu presunú na polovodičové, rýchlo sa konvertujú a nikdy sa nepozerajú späť na staré staré technologické štandardy. Keďže inovácie spoločnosti AmberSemi klopú na dvere odvetvia elektrotechnických výrobkov, môže byť úsvit druhej elektrickej revolúcie hneď za rohom.