PMIC减轻了功率密度和能源效率之间的权衡
文章作者:Majeed Ahmad
新的集成稳压器可以实现DC/DC转换，无需离散组件。
一种集成电压调节器(IVR)，电源管理芯片的一个新类别，声称已经缓解了多年来在功率密度和能源效率之间的平衡。使半导体该公司于2014年与三名资深模拟技术人员共同创建了一个5×5 mm的占地面积，既可以消除离散组件，也可以集成离散组件。
在一个典型的电源管理IC (PMIC)解决方案中，许多离散组件使其速度慢、成本高、体积大。该公司的EP70xx pmic系列被称为集成稳压器，具有三输出DC/DC电源，无需外部元件(图1)。
图1这两个功率器件的比较显示PMIC提供11 a输出和Empower的集成稳压器提供10 a输出。来源:使半导体
这种新的功率芯片基于Empower公司的数字可配置硬件平台，通过在一个集成电路中使用多个电源，简化了DC/DC转换器的采用。全球销售和市场高级副总裁。
Empower是如何消除所有的分立组件，并使芯片在一个很小的形状因子中进行配置和编程，可以放置在系统的任何地方?Shultis说，虽然有一些电容技术可以实现尺寸的微型化，特别是基于cmos的电容，但真正的创新是消除磁性。“感应器IP是秘方，”他说。
Empower公司的首席执行官、总裁兼创始人蒂姆•菲利普斯(Tim Phillips)表示，当你想把东西变小时，感应器一直是个问题。“因此，通过消除磁性元件和多层陶瓷电容器(MLCCs)，整个封装比典型电力系统中使用的电感器小3到5倍。”
菲利普斯补充说，过去五年来，电力行业一直在解决功率密度问题，主要是通过堆叠芯片，这导致了成本和设计简单性的权衡。然而，菲利普斯表示，目前行业在开关频率上遇到了瓶颈，因为这开始影响效率。“它不可能在不失去效率的情况下再增加密度。”
数据中心是唾手可得的果实
当谈到交换速度和电源效率之间的权衡时，数据中心就是一个恰当的例子，Shultis称其为公司新电源芯片唾手可得的果实。为什么?当所有人都在关注提高数据速率时，工程师们却不知道如何处理电力消耗。"目前，数据中心正试图通过热管理和液体冷却等强力技术来管理电力，" Shultis补充道。
数据中心在散热方面已经达到了极限。换句话说，无论是网络接口卡(nic)、服务器还是光纤收发器，数据中心的功耗都达到了极限。例如，服务器驱动数据中心40%的电力。
所以，虽然像光纤收发器这样密度极高的微型设备无法避开电源管理，但更糟糕的是，电源供应变得太大了。因此，由于它们的规模，它们离负载点太远了。
然而，如果系统设计者能够在耗电处理器旁边进行电源管理，将显著提高能源效率。Phillips说:“EP70xx芯片非常小，可以集成在负载旁边，为设计师提供最大密度，同时消除分布损耗。”
此外，该芯片还具有动态调整处理器电压的能力;它可以在20秒内瞬间将电压从0.5 v扩展到1V。现在，它通常在30 μs内完成(图2)。这相当于在处理器方面节省了能源，而芯片消除了过渡时间，这是一个有损事件。
图2新芯片的超快动态电压缩放功能使处理器能够在纳秒内改变功率状态。来源:使半导体
与soc Co-packaging
在展示数据中心作为主要证据的同时，Empower高管强调，EP70xx芯片更小的占地面积、功率密度和动态电压缩放功能也适用于AI、5G和手机设计。万博投注网址DC/DC转换现在已经进入每个单一市场，EP70xx芯片为设计师简化了这一过程。
设计人员可以简单地将芯片放置在PCB上，没有分立的组件，使用图形用户界面(GUI)选择设置，并通过I加载它2C / I3C端口。他们不必担心输入输出滤波器的设计、反馈电阻和环路补偿。
Shultis说，将该芯片集成到芯片系统(soc)中有很多兴趣，因为它非常小，可以安装在处理器衬底的底部。“它非常薄，甚至可以集成在外壳的底部，”他说。
EP70xx系列集成稳压器由9个器件组成，可用于各种电流配置。样品和演示板是可用的，而全面生产计划在年底。
马吉德艾哈迈德是执行编辑经济日报他从事电子设计行业已经超过20年。
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