Друга електрична революція: Як AmberSemi цифрує фізику електрики та чому це має значення

Це просто потужність… чи ні? З продовжуванням розвитку автоматизації в будинках, на робочих місцях та в громадських просторах, технології розумних будівель продовжують розвиватися зі швидкістю, що ламає рекорди за останні кілька років. Однак галузь, яка живить ці різні пристрої та електричні кінцеві точки, до яких щодня звертаються мільярди людей у житлових, комерційних та навіть промислових будівлях по всьому світу, іронічно залишилася в основному застійною протягом десятиліть. Але чому галузь силової електроніки відставала так далеко позаду самих продуктів, які вона підтримує? Одна з причин: повільна, нецікава інновація до стандартних компонентів галузі 1950-х років, яка не має справжніх проривних технологічних інновацій, які спонукали так багато інших категорій вперед у 21 століття.

Добра новина? Є можливість для силової електроніки нарешті модернізувати свою архітектуру потужності та фундаментально подолати обмеження, з якими вони зіштовхуються через спадкові продукти потужності. Як так? З прийняттям сучасних, твердотільних кремнієвих рішень, які цифрово керують електрикою, тепер можливі проривні функції. Це включає в себе можливість витягувати постійний струм безпосередньо з змінного струму без використання містокових випрямлячів, трансформаторів або фільтрів, як у випадку з AmberSemi’s AC Direct DC Enabler IC. Ця проривна твердотільна технологія потужності дозволяє створити нові можливості проектування електричних продуктів та можливості штучного інтелекту, які раніше були недосяжні. І як тільки галузі завершать перехід на твердотільні рішення, вони ніколи не повернуться назад, як у випадках з телевізорами з трубками, які перейшли на твердотільні телевізори, або комп’ютерами зі спінними магнітними жорсткими дисками, які перейшли на твердотільні жорсткі диски.

У своєму ядрі ця генераційна архітектурна модернізація – це класична історія про кремнієвий вал у Кремнієвій долині. Це консолідація старомодних, застарілих технологій у маленький кремнієвий чип, який може замінити функцію стандартних електромеханічних компонентів. І, в процесі, це дозволяє більше можливостей функцій та значно кращу оперативну гнучкість, все з меншим розміром сліду та покращеною надійністю, яка виходить з твердотільної архітектури. Однак потенційний вплив цієї “другої електричної революції”, яку очолюють компанії, такі як Amber Semiconductor, значно глибший, ніж просто ще один крок у ітеративному прогресі, який визначав цю галузь протягом років. Давайте глибше розглянемо особливості цієї технології, яка справді розблокує потенціал інновацій.

Ефективність сліду, густина потужності та конфігурованість

Сьогодні компанії електричних продуктів обмежені як потужністю, так і форм-факторами продуктів. Будь-яке збільшення обсягу функцій дуже ймовірно вимагатиме збільшення розміру форм-фактора, що може бути дорогим у кращому випадку – недосяжним у гіршому.

Прорив AmberSemi у сфері цифрового контролю електрики, інтегрованого в архітектуру напівпровідникового інтегрального схеми, дозволяє створити компактніші, більш динамічні проекти потужності та представляє собою генераційну архітектурну модернізацію технології потужності по всьому ландшафту електричних продуктів. І це надає такі можливості без відхилення від універсальних форм-факторів кінцевих продуктів. Драматично менший розмір системи, забезпечений чипом AmberSemi’s Enabler IC, наприклад, відкриває фізичний простір для更多 функцій та/або тонших форм-факторів продуктів, що може генерувати економію коштів та надавати безліч переваг. Насправді, чип AmberSemi’s Enabler IC є найбільш ефективним за розміром та претендує на найвищу густину потужності в галузі – 5 Ватт на 0,18 дюйма³ (1,66 см³). Це створює підвищену густину потужності, роблячи твердотільну архітектуру особливо привабливою у застосуваннях, де обмежений простір, таких як портативна електроніка, коробки автоматичних вимикачів, блоки розподілу потужності та навіть електричні та традиційні газові транспортні засоби.

Крім конкурентних проривних переваг чипа AC Direct DC Enabler (менший, сучасніший та більш програмний), пристрій пропонує додаткові функціональні можливості та конфігурованість, забезпечуючи доступ до внутрішніх програмованих реєстрів через вбудований інтерфейс послідовного периферійного інтерфейсу (SPI). У поєднанні з загальним мікроконтролером чип AC Direct DC Enabler може функціонувати як значно більш інтелектуальний перетворювач потужності, проте без традиційного перетворення, а з безпосереднім витягуванням постійного струму з змінного струму.

Надійність та тривалість

Твердотільна архітектура дозволяє компаніям з електроніки досягти вищого рівня надійності та тривалості порівняно з традиційними рішеннями.

Оскільки в них немає рухомих частин, це зменшує або навіть усуває ризики, пов’язані з механічним зношуванням, які можуть в кінцевому підсумку стати небезпечними. (Джерела живлення зазвичай першими виходять з ладу в електричних продуктах.) Ця тривалість перекладується у збільшення терміну служби системи та кінцевого продукту та зменшення вимог до технічного обслуговування, що призводить до зниження експлуатаційних витрат як для виробників, так і для кінцевих користувачів.

Драматично менша кількість компонентів також сприяє підвищенню надійності, а також покращенню стійкості. З до 2,5 разів меншою кількістю компонентів для переданої потужності порівняно зі стандартними джерелами живлення, унікальна технологія чипа AmberSemi’s Enabler IC зменшує електричний та термічний стрес критичних компонентів, забезпечуючи ефективне розсіювання тепла та зниження ризику виходу з ладу компонентів через перегрів. Це навіть надає можливість уникнути використання електролітичних конденсаторів у випадках, коли надійність має найбільше значення (як у джерелах живлення з комутацією). Як результат усіх цих можливостей, компанії електричних продуктів можуть використовувати більш надійні та довговічні рішення з живленням, які справді підвищують якість та вартість їхніх продуктів.

Гнучкість та масштабованість

Сучасні твердотільні рішення архітектури потужності, такі як чип AmberSemi’s AC Direct DC Enabler IC, дозволяють змінити спосіб мислення інженерів-конструкторів про те, що тепер можливе у їхніх продуктах. Причина цього полягає в тому, що твердотільна архітектура та цифрове керування електрикою пропонують більшу гнучкість та масштабованість порівняно з традиційними рішеннями електроніки. Ця гнучкість відкриває нові можливості для інженерів-конструкторів оптимізувати свої продукти для конкретних застосунків, задовольнити широкий спектр вимог клієнтів та пристосуватися до майбутніх технологічних досягнень – при збереженні тієї ж твердотільної системної архітектури/пристрою. З широким діапазоном входної напруги 25-277 ВАЧ чип AmberSemi’s Enabler дозволяє використовувати один проект по всьому глобальному портфелю. У майбутніх проектах незалежність входної напруги технології Amber забезпечить ще більшу цінність для промислових застосунків з вищою напругою, де традиційні продукти мають труднощі.

Крім того, продукти, такі як чип AmberSemi’s Enabler IC SoC, пропонують можливість консолідованої архітектури. Чипи можна легко інтегрувати у різні загальні та модульні архітектури проектування, забезпечуючи масштабованість та розширення системи, де архітектура може бути більш динамічною та мати ширші застосування потужності. Крім того, це забезпечує унікальну глобальну сумісність у рамках одного SoC. Інженери-конструктори можуть використовувати цю функцію для розробки рішень, які можуть адаптуватися до змінних вимог до потужності, створюючи потенціал для скорочення кількості моделей продукції та дозволяючи їм бути адаптивними до змін у системній архітектурі. В кінцевому підсумку, інтеграція сучасної архітектури керування потужністю на основі кремнієвих чипів AmberSemi забезпечує клієнтам універсальні та майбутні рішення з живленням, а також дозволяє створити потокові сліди кінцевих продуктів з гнучкістю потужності, щоб включити ще більше функцій..

Динамічна потужність та стійкість

Крім того, що потужність менша, безпечніша та більш надійна, потужність, отримана з чипа AmberSemi’s Enabler IC, значно більш динамічна, оскільки електрика керується цифрово, що забезпечує суттєво більший контроль. Це забезпечує динамічну потужність через програмне забезпечення, дозволяючи конфігуровані діапазони вихідної напруги з автоматичним перемиканням режимів для оптимізації ефективності для всіх виходів потужності.

Приймаючи твердотільну архітектуру чипа, компанії з модулів потужності можуть активно підтримувати перехід до більш сталого енергетичного ландшафту. Це можна досягти тому, що архітектура, як згадувалося вище, вимагає менше компонентів та більш тривала – зменшуючи потребу у заміні деталей, які негативно впливають на вуглецевий слід через викиди під час виробництва.

Висновок

Можливість для компаній електричних продуктів модернізувати свої рішення з живлення до твердотільних не просто ще один ітеративний крок у довгостроковому шаблоні технологічного прогресу – це генераційний архітектурний прорив. Твердотільна трансформація змінює розрахунок дизайну електротехніки способами, які раніше вважалися неможливими. Історія свідчить про те, що як тільки ринки категорій переходять на твердотільні рішення, вони швидко конвертуються та ніколи не повертаються до застарілих стандартів старої технології. З інноваціями AmberSemi, які стукають у двері галузі електричних продуктів, світанок другої електричної революції може бути просто за рогом.