工業4.0浪潮正席卷全球制造業向更高發展階段邁進，而這一過程離不開基礎之一的電源技術的支持。在近日ADI于北京舉辦的一場精彩絕倫的Power Workshop上，ADI電源產品中國區市場總監梁再信（Lorry）全面為我們詮釋了ADI對市場需求變化的深刻洞察以及公司如何應對市場挑戰。尤其在談及占據ADI電源業務超過40%的工業應用領域時，Lorry一開場便著重強調：“工業4.0真正的本質和基礎，考慮更多的是如何提供實時的控制、軟件可配制的I/O，以及所有這些設備的可靠性、安全性和健康運行等?！?/p>

工業4.0應用要實現更高的生產率會需要滿足以下幾個方面的創新需求：柔性、效率、通信、安全性、可靠性。然而，任何工業產品的應用都離不開電源。在低EMI、高功效、小體積這三個維度，ADI能夠提供非常強大的支持以及一系列創新產品來滿足不同工業應用領域電源的安全性和可靠性要求。

圖1：ADI Power By Linear“三大維度”助力工業4.0過渡

從輸入端就開始降噪、降EMI，提升系統整體效率和可靠性

在諸如馬達控制等典型的工業控制系統中，在輸入端的EMI、噪聲對整個系統的穩定性都非常關鍵，與此同時因為現在的系統功耗也是一個問題，為了做合路，過去都會用到二極管，對于高電流的應用來講，用普通的二極管會有很多的弊端，ADI創新地推出了理想二極管方案，并為提升整個系統的安全性和提高效率上做了非常多的工作。

下圖中的正高電壓理想二極管控制器LTC4357用于驅動一個外部 N 溝道 MOSFET 以取代一個肖特基二極管，可實現非常低的壓差（MOSFET管的導通電阻是非常低）,極大提高效率，從而能夠有效幫助降低功耗、熱耗散、電壓損失并縮減 PC 板面積（無需散熱片），并提高了可靠性，增強了系統整體效率。

具可調電流限值的雙通道 4A 理想二極管LTC4415 則包含兩個單片式電源通路 (PowerPath?) 理想二極管，各能提供高達 4A 的電流，并具 50mΩ 的典型正向導通電阻。在低電流條件下，二極管電壓降在正向導通期間被調節至 15mV，從而擴大了電源工作范圍并確保在電源切換過程中不會產生振蕩。從 OUT 流至 IN 的反向電流小于 1μA，因而使得該器件非常適合于電源“或”應用。

圖2：輸入側的創新——理想二極管

在工業領域，EMI是繞不開的問題，我們無法想象在一個大批量機器人的工廠，因為EMI的問題，系統死機了，造成的影響是非常巨大的。系統死機的原因有很多種，其中電磁干擾就是一個重要的原因。

對于很難實現的電源超低EMI這一點，Lorry舉例了采用Silent Switcher技術的最新一代LT8614芯片。它不僅通過兩個反向的電流環路優化磁場閉合路徑，同時通過系統環路優化將SW上升沿的振鈴控制得非常小，再加上其高度優化的封裝工藝，其EMI相當低。除此之外，它還極大降低了紋波，解決了噪聲問題，將系統的可靠性、穩定性都能做得非常不錯。

圖3：Silent Switcher實現超低EMI開關電源

Lorry介紹說：“在中國機器人、工業控制領域，甚至在汽車領域，大部分客戶對Silent Switcher技術都非常感興趣，因為在過去，幾乎所有工業客戶或者汽車客戶，光是要解決EMI的認證問題都要通過半年的時間去做整改，通過之后才可以上市。Silent Switcher技術的出現，幫我們客戶節省了大半年的時間。”

μModule：“小即是大”

而在小體積、高性能上，ADI以μModule為主的寬泛高性能模塊電源模塊產品組合則給業界帶來一次又一次“小即是大”的驚喜，并且在ADI的電源產品里是非常齊全的系列。

例如，為了處理在特別的工業應用場所電壓波動大的情況，ADI特別推出了非常寬電壓的隔離電源（如下圖，其電源寬為20V到540V）。同時為了減小工業客戶和板卡設計空間，ADI還特別設計出高集成度電源模塊。這可以極大地節省客戶在器件的采購、生產的可靠性以及物料上的成本。

圖4：寬電壓范圍隔離電源輕松應用工業環境電壓波動大的情況

從工業來講，現在工業設計的密度和板卡的復雜程度越來越高，而且在工業設計里面，人機界面、控制、回路、軟件的可靠性、系統的穩定性所花的功夫會越來越多，如何降低客戶在工業領域和板卡設計時的難度，加快產品設計的迭代速度，如何幫助客戶縮減電源電路板的尺寸和電路設計的復雜程度？一個復雜的系統對工程師來講是非常麻煩的，ADI在10年前出了劃時代的電源模塊產品μModule，將過去非常復雜的電源系統集成在一個模塊里，客戶不需要關注電源的噪聲、紋波，只需像LDO那樣簡單拿過來用就可以了，效率也非常高。

在工業領域，小體積正是人們推動的一個方向，Lorry例舉了LTM4622，這個超薄的雙通道、超薄、2.5A 或單 5A 降壓型 DC/DC μModule 穩壓器體積只有6.25mmX6.25mmX1.8mm，提供非常好的性能和輸出。而另一個更高集成度的例子是LTM4668,也是針對工業領域，尺寸是 6.25mmX6.25mm，厚度只有2.1mm。電壓在基于電流反饋模型對整個環路做控制，ADI把不同的輸出并聯在一起，可以得到不同電流的組合。

圖5：Module超薄電源模塊幫助減小PCB占位和集成更多功能。

這樣做的好處是什么？第一對廣大的工業客戶和板卡設計來講，不需要準備那么多的器件。從器件的采購、生產的可靠性、物料來講都可以幫助客戶進行節省，對工程師來講，這是非常靈活的應用和組合。

總之，從工業領域來講，上述這些優良的集成電路封裝工藝和模塊化技術能極大地幫助ADI的客戶靈活地設計系統，進一步提升在系統上的安全性和可靠性，使得ADI的工業產品也更加穩定。