柔性混合电子产品面临着巨大的障碍,但该技术正在朝着巨大的机遇迈进。两家电池初创公司展示了有希望的工作。 塑料基板上的印刷和传统芯片和迹线的混合使设备能够弯曲和拉伸,并且可以廉价和快速地制造。但是制造这种设备的过程仍然不成熟。
作为 EV(电动汽车)领域最大的数字隔离 IC 技术供应商,Silicon Labs 十多年来一直密切关注并参与该市场。在过去的一年里,我们看到这个市场的增长达到了前所未有的水平。根据麦肯锡的电动汽车指数,电动汽车的趋势似乎正在转变,因为去年标志着全球电动汽车销量首次超过 100 万辆。甚至 BP、壳牌和道达尔等石油和天然气公司现在也在大力投资电动汽车和电池技术,今年春天,戴姆勒卡车公司的首席执行官宣布“商用车后内燃机时代的开始就在这里”。
小规模能量收集可能是为小型电路供电的有吸引力且可行的选择。它是“免费的”或接近免费的,这是一个引人注目的场景。结果,出现了许多有趣的收获相关项目,通常由大学完成,因为商业可能性在很远的未来(如果有的话),在寻找额外资助时,收获是一个很好的话题。
互联网之后的物联网无疑预示着更大的发展机遇,众多科技巨头不谋而合纷纷布局物联网领域。有机构预测,到2020年联网设备的总数将达到甚至超过500亿,物联网将把家庭中的很多设备囊括进来,其中小到智能恒温器,可穿戴设备名大到智能电冰箱,蓄势已久的物联网爆发在即。下图汇总了各家机构和公司对物联网市场规模的预测。
节能举措是能量收集设备市场增长的关键驱动力。公司正在考虑一系列能量收集所需的工具,以满足不断增长的能源需求。 对环境的日益关注和节能的愿望是支持社会更深层次接受技术的一些因素。与物联网、楼宇自动化相关的应用以及对节能的强烈需求将成为能量收集市场的驱动力。鉴于汽车对清洁能源的需求不断增长,汽车行业将成为另一个关键市场。
Infineon Technologies 和 Amber Solutions 正在合作将 Amber 的技术商业化,该技术旨在通过硅架构对电力进行数字控制。
随着硅达到功率器件的理论性能限制,电力电子行业一直在向宽带隙材料(WBG) 过渡。基于碳化硅 (SiC) 和氮化镓技术的 WBG 功率半导体器件提供的设计优势可提高应用性能,包括:低漏电流、显着降低的功率损耗、更高的功率密度、更高的工作频率以及耐受更高工作温度的能力. 使用比纯硅等效器件更小的器件尺寸,所有这些都是可能的。稳健性和更高的可靠性是其他重要属性,从而提高了设备的总预期寿命和运行稳定性。
多伦多——MRAM 用备用电池取代 SRAM 的雄心可能会与 Microchip Technology 最新的 EERAM 产品形式的老旧存储器竞争。 该公司最近推出了一个新的独立串行外设接口 (SPI) EERAM 系列。它针对的是涉及重复任务数据记录的应用程序,并且需要在处理过程中断电时自动恢复内容的能力。此功能有用的示例包括制造设备和智能电表。
在电动汽车和混合动力电动汽车等应用中,随着直流电流随着开关频率的增加而增加,对直流电源总线的性能要求不仅仅是 IR 压降(即电压降)和热方面的考虑。由于设计需求和以碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 开关为代表的宽带隙器件 (WBG) 的使用增加,该总线现在必须在数百千赫兹的较高频率下具有非常低的电感。
Microchip 推出了新的 RT PolarFire FPGA,经过优化,可满足对航天器高速数据控制系统的最苛刻要求,同时尽可能降低功耗和发热。 在使用受限的下行链路带宽之前,太空活动越来越需要高性能计算来处理数据。Microchip 表示,与专用集成电路 (ASIC) 相比,RT PolarFire FPGA 以显着降低的成本和更快的设计周期提供了重要的空间性能特性。与使用静态随机存取存储器 (SRAM) 的替代方案相比,它还显着降低了功耗,进一步消除了辐射引起的配置噪声。
了解集成电路(无论是微控制器、FPGA 还是处理器)的热性能对于避免可能导致电路故障的过热一直至关重要。电子系统的小型化和产生大量热量的元件(如 LED)的扩散,使得热分析作为保证产品良好功能和可靠性的工具越来越重要。
我一直对小型能量收集项目感兴趣。毕竟,这似乎是一种几乎理想的“物有所值”的安排。获得合适的传感器、电源管理 IC (PMIC)、储能组件(可充电电池或超级电容器),当我们需要为远程节点、物联网设备或其他低功耗设备供电时,一切就绪。当然,也有风能、太阳能、地热能等大规模的收获,但这些项目的规模非常不同,而小规模的收获似乎更加个人化和非侵入性。
谈到电源——电源、稳压器、转换器——现在最常提到的第一个参数是“效率”。虽然更高的效率当然是一件好事,但设计人员知道还有许多其他重要标准,例如输入调节、输出调节和输出纹波(仅举几例)。这些只是性能因素——更高的效率还必须与供应规模、成本、复杂性和其他属性进行权衡。
LED 技术为各种大功率照明应用打开了大门。图 1中的电路可以让我们知道交流电源何时可用。从交流线路驱动功率 LED 需要转换器或类似装置。在该电路中,无源IC极大地简化了整体设计。我们还可以简化电路以使用直流电源运行,这样我们就可以使用汽车电池在夜间提供照明。
LED 比白炽灯更高效,使用寿命延长 100 倍,但它们需要专门的电子驱动电路来避免过压情况。主要操作参数相对简单:保持通过 LED 的电流恒定并低于指定的最大值。