?? 基于技術(shù)限制，硅基電池板的成本下降幅度不及預(yù)期，如何通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈的其他環(huán)節(jié)來(lái)彌補(bǔ)，進(jìn)而促進(jìn)效率的提升，或單位成本的下降，就是IC產(chǎn)業(yè)的重任，對(duì)此業(yè)界也正在進(jìn)行各種探索。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體充分利用其能源效率極高的電源管理技術(shù)，于不久前成功推出全新的SolarMagic技術(shù)。這種適用于現(xiàn)有及新一代太陽(yáng)能發(fā)電裝置的技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，例如電池板即使被陰影遮蔽或受板面污垢影響，其發(fā)電效率仍可大幅提高。

?? 這種技術(shù)的核心就是利用能量轉(zhuǎn)換的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)算法，從電池板獲取更高的能量。由于電池板以陣列的方式組合，任何一塊板出現(xiàn)泄露等問(wèn)題，就會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)?；谶@個(gè)問(wèn)題，國(guó)家半導(dǎo)體利用算法，將各個(gè)電池板相互獨(dú)立，當(dāng)部分單元處于陰影，灰塵覆蓋等情況下，允許其提供將少的能量，但確保其他電池單元能夠足額供能。另外，還通過(guò)對(duì)單元間的匹配等做出補(bǔ)償，使得來(lái)自各單元的能量最大化。該系統(tǒng)目前正處于試用測(cè)試階段，據(jù)了解測(cè)試效果喜人，遮蔽單元的效率可以提高40%以上，使整個(gè)系統(tǒng)效率提升12%左右。該系統(tǒng)計(jì)劃在今年的一季度實(shí)現(xiàn)商用。

圖1：即便在遮蔽的情況下，SolarMagic 技術(shù)也能夠使每個(gè)電池板單元都能輸出最多的太陽(yáng)能。

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)節(jié)能降耗

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?? 有時(shí)，業(yè)界也存在一個(gè)怪現(xiàn)象，一邊是電子產(chǎn)品制造商似乎沒(méi)有什么新產(chǎn)品可做，從而不斷地通過(guò)綁定為市場(chǎng)推出一些似乎并非必需的功能，而另一方面，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)里大有作為的地方卻沒(méi)人問(wèn)津(比如，占中國(guó)電力消耗一半的電機(jī)，其效率卻處于50%以下）。究其原因，是因?yàn)楹笳郀可娴讲煌袠I(yè)，產(chǎn)品的性質(zhì)有了變化，即從單一的電子產(chǎn)品發(fā)展到工程服務(wù)，即整體解決方案。雖然近幾年整體解決方案這個(gè)詞已是耳熟能詳，但還只是局限在電子系統(tǒng)本身。期望這種情況即將有所改變。

?? 展望未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是，解決方案必須從電子系統(tǒng)本身跨越到覆蓋各式各樣的工程領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)真正的系統(tǒng)整體解決方案。而作為半導(dǎo)體技術(shù)，又如何在整個(gè)系統(tǒng)中扮演這舉足輕重的角色？針對(duì)這一問(wèn)題，何賢斌認(rèn)為，無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家都要面對(duì)許多涉及舊技術(shù)換代更新的問(wèn)題。例如，原有的基建設(shè)備及相關(guān)裝置都采用能源效率較低的技術(shù)，將之全部更換并非容易。為了確保工程師可以順利更換新系統(tǒng)或改善其設(shè)計(jì)，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體特別為多種不同的應(yīng)用提供各種的高能源效率集成電路。以穩(wěn)壓器為例來(lái)說(shuō)，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的穩(wěn)壓器適用于廣闊的輸入電壓范圍，而且無(wú)需修改便可用于原有或全新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。此外，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器保證可以發(fā)揮卓越的性能，而且速度不同的型號(hào)都可引腳兼容，因此可以滿足不同設(shè)計(jì)的不同要求。另一方面，如何實(shí)現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)合節(jié)能，大家都在積極探索，像SolarMagic技術(shù)，實(shí)際上就是行業(yè)間完美工程結(jié)合的具體體現(xiàn)，何賢斌認(rèn)為。

?? 發(fā)光系統(tǒng)也是節(jié)能的一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。由于中央及地方政府大力支持節(jié)能減排，因此著眼于提升能源效率的工程可以輕易上馬，而裝設(shè)LED燈光系統(tǒng)更能起到全面節(jié)能的示范作用。目前，雖然LED的光衰、驅(qū)動(dòng)效率等方面仍待繼續(xù)改進(jìn)，業(yè)界許多人對(duì)該產(chǎn)業(yè)的成熟度也褒貶不一，但根據(jù)了解，制約LED推廣的最大難題，即散熱問(wèn)題已經(jīng)得到很大的改進(jìn)。

?? 對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)來(lái)說(shuō)，不少領(lǐng)先的模擬半導(dǎo)體廠商都推出了許多高效率的產(chǎn)品，如美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體推出的一系列高亮度、低功率LED驅(qū)動(dòng)器有許多優(yōu)點(diǎn)，能確保系統(tǒng)性能可靠，何賢斌認(rèn)為。

?? 英飛凌科技(中國(guó))有限公司副總裁兼執(zhí)行董事尹懷鹿也認(rèn)為傳統(tǒng)工業(yè)的節(jié)能與環(huán)保將是一個(gè)熱門話題。他說(shuō)：“降低能耗、提高能源利用率將是所有企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)?！庇w凌一直致力于提高工業(yè)、交通運(yùn)輸、消費(fèi)品和汽車的能源效率。英飛凌的產(chǎn)品能夠最大程度降低能源供應(yīng)各個(gè)環(huán)節(jié)(包括發(fā)電、輸電和用電)的功率損耗，最大程度節(jié)省能源，尹懷鹿介紹說(shuō)。前不久，英飛凌推出了具全球最低通態(tài)電阻的全新OptiMOS 3 MOSFET系列，新的OptiMOS?3?MOSFET系列為40V至80V低電阻MOSFET樹立了新標(biāo)桿。與最接近的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品相比，這些產(chǎn)品的通態(tài)電阻降幅高達(dá)50%。該系列產(chǎn)品適用于需要高效率和功率密度的功率轉(zhuǎn)換和管理應(yīng)用，包括眾多產(chǎn)品的SMPS(開關(guān)模式電源）、DC/DC轉(zhuǎn)換器和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等。這些產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)、家用電器、小型電動(dòng)車、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)、電信設(shè)備和電動(dòng)工具、電動(dòng)剪草機(jī)和風(fēng)扇等消費(fèi)類電子設(shè)備。

圖2：LTC6802-1多節(jié)電池的電池組監(jiān)視器典型應(yīng)用方框圖。

“綠色”汽車

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?? 在汽車領(lǐng)域，人們可能還對(duì)剛剛過(guò)去的每桶超過(guò)160美元的天價(jià)歷歷在目。但隨著化石燃料的存量不斷萎縮，這個(gè)價(jià)格乃至更高的價(jià)格會(huì)很快再度造訪消費(fèi)者。電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力都是未來(lái)的必然選擇。無(wú)論哪種動(dòng)力，電池組都出于系統(tǒng)的核心地位，然而，電池組的管理好壞決定著電池組的壽命乃至整車的性能。

?? 在汽車應(yīng)用中，基于許多優(yōu)點(diǎn)，鋰離子電池占據(jù)著統(tǒng)治地位。但鋰離子電池對(duì)過(guò)度充電或過(guò)度放電很敏感，因而必需對(duì)電池組中的每節(jié)電池進(jìn)行謹(jǐn)慎和系統(tǒng)的管理。只有這樣，才能充分發(fā)揮鋰離子電池組的優(yōu)勢(shì),并防止電池組在電壓偏離安全范圍時(shí)出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的損壞。但設(shè)計(jì)一個(gè)大型、高可靠性和使用時(shí)間持久的鋰離子電池組卻是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。要牽涉到在苛刻環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)精密檢測(cè)，過(guò)充控制，放電平衡等多種復(fù)雜技術(shù)，因而目前進(jìn)軍該領(lǐng)域的廠家還比較少。相信新的一年里業(yè)界將會(huì)推出更新的技術(shù)。

?? 最近，Linear公司推出了公司首款電池組監(jiān)測(cè)器——LTC6802。這款監(jiān)視器的特點(diǎn)是可以測(cè)量多達(dá)12個(gè)最高電壓為60V的串聯(lián)電池組。還可以通過(guò)重疊配置來(lái)支持1000V以上的電壓系統(tǒng)，精度誤差達(dá)到0.25%，從而具備較高的成本效益，可以滿足關(guān)鍵性電池組系統(tǒng)的監(jiān)視需求。該芯片系列分為兩款，分別支持低成本的串接菊鏈?zhǔn)絊PI和并聯(lián)型可尋址SPI。用戶可以根據(jù)應(yīng)用需求和車輛的等級(jí)來(lái)選擇。

?? 另外，該器件內(nèi)置了具固有FIR濾波處理電路的ΔΣ ADC，從而降低了驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)所產(chǎn)生的EMI干擾對(duì)測(cè)量的影響。該器件還內(nèi)置自診斷功能，并自帶串行端口，因而在支持高壓系統(tǒng)時(shí)可以省去芯片間的隔離光耦，進(jìn)一步降低了應(yīng)用成本。

?? 而對(duì)于電池的平衡放電問(wèn)題，Linear公司的信號(hào)調(diào)理產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Brain Black介紹說(shuō)：“該產(chǎn)品所支持的放電結(jié)構(gòu)有兩種，一種是片上內(nèi)置MOSFET和外部電阻器，另一種是外部的MOSFET和電阻器。核心是通過(guò)精密檢測(cè)為用戶提供精確信息，并不含CPU，故具體的放電模式和動(dòng)作都由用戶靈活選擇?！痹摦a(chǎn)品就在年底已經(jīng)剛剛面市。

?? 而對(duì)于汽車電子領(lǐng)域另外一家領(lǐng)先廠商-英飛凌科技，也一直將汽車電子解決方案作為公司業(yè)務(wù)中非常重要的部分。尹懷鹿認(rèn)為：全球日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)以及限排措施，大大推動(dòng)了汽車行業(yè)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求。隨著人們對(duì)降低燃油消耗，提高可靠性和安全性提出更加苛刻的要求，在汽車中引進(jìn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。該公司推出專為混合動(dòng)力車(HEV）電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的電子功率模塊。HybridPACK1(面向輕度混合動(dòng)力車）和HybridPACK2(面向完全混合動(dòng)力車）不但實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力車所要求的功率，并減少30%的空間占用，從而降低了HEV逆變器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本和復(fù)雜程度。

?? 通過(guò)工藝的改進(jìn)，HybridPACK2模塊的功率密度增加了120%以上。另外，該器件還具有低自感和優(yōu)異的熱阻性能。“故對(duì)完全混合動(dòng)力應(yīng)用來(lái)說(shuō)，HybridPACK2是一款優(yōu)異的模塊，它提供了高功率密度、低自感、低熱阻及最佳可靠性和最低成本”，尹懷鹿介紹說(shuō)。

“綠色”電力

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???即便是在產(chǎn)生能源的電力行業(yè)，依然也可以處處看到“綠色”的影子。根據(jù)中國(guó)工業(yè)與信息化部的資料，在各大傳統(tǒng)行業(yè)中，電力行業(yè)還是信息化程度最高的行業(yè)之一。電網(wǎng)的信息化改造不僅僅局限于信息的集成和智能化管理，也包括電力傳輸?shù)确椒矫婷?。以前，電力行業(yè)本身對(duì)能耗的意識(shí)不強(qiáng)，但今天，僅從中國(guó)電力行業(yè)對(duì)傳輸網(wǎng)中改造中，廣泛使用新一代的電力電容器，就不難看到對(duì)節(jié)能的重視度的不斷提高。

?? 在高壓直流傳輸電系統(tǒng)中，電力電容器起著至關(guān)重要的作用。目前，在中國(guó)市場(chǎng)上，愛(ài)普科斯是較大的電力電容(包括風(fēng)力）供應(yīng)商之一，愛(ài)普科斯公司的大中華區(qū)總裁簡(jiǎn)CEO Michael Pocsatko介紹說(shuō)。該公司的電力節(jié)能解決方案包括傳輸節(jié)能，配電節(jié)能，功率轉(zhuǎn)換節(jié)能以及耗能領(lǐng)域的節(jié)能。

?? 首先，電力的長(zhǎng)途輸送效率是電力節(jié)能的第一關(guān)。利用直流高壓輸送線路可較大幅度地提高發(fā)電機(jī)組的有功功率的輸出和線路傳輸效率。而直流傳輸就離不開高壓電力電容器。愛(ài)普科斯的MKV高壓電力電容器，安裝在換流器站中，用于電力濾波和能量?jī)?chǔ)存。利用該公司的高壓電容器后，可以實(shí)現(xiàn)20ms內(nèi)的無(wú)功補(bǔ)償，可以將功率因數(shù)大大提高，并且可把受端換流站逆變還原產(chǎn)生50赫茲正弦交流電的過(guò)程中所產(chǎn)生的高次諧波干擾降到更低，從而實(shí)現(xiàn)了目前世界上距離最長(zhǎng)(大于2000公里以上）的、傳輸容量高達(dá)6400兆瓦的高壓直流傳輸。

?? 在配電領(lǐng)域，愛(ài)普科斯可以提供完整的電能傳輸方案，產(chǎn)品包括功率因素補(bǔ)償電容器、晶閘管模塊、功率因數(shù)控制器、濾諧電抗器和抗電磁干擾濾波器等。這些解決方案降低了配電系統(tǒng)中的諧波失真，提高了系統(tǒng)的功率因素并提供了穩(wěn)定的電壓和頻率，從而提高了電網(wǎng)中所有載荷的能源使用效率，包括照明、空調(diào)和電梯。據(jù)悉，在剛剛結(jié)束的北京奧運(yùn)會(huì)上，該公司的電力傳輸解決方案也覆蓋了不少場(chǎng)館，包括鳥巢，青島帆船中心和北京摔跤館等?；谶@些解決方案，配電功率因數(shù)從從0.7提高到0.95，能耗減少了30%左右。