观点

联连网汽车持续推动创新

作者：Diodes 公司模拟产品 - 欧洲与汽车营销经理 Simon Ramsdale   汽车市场正经历一场有关联网汽车的革命。对产业而言，它代表了分析与行动的整合，其中的本机数据将转换为远程信息，而驾驶辅助功能则成为 ADAS。对消费者而言，其范围超越此抽象的实作定义；联网汽车将有助于克服目前城市环境中驾驶所面临的一些大的实际问题，例如寻找停车位、在繁忙的街道中进行自适应导航，或利用科技以避免城市之间主要道路的拥塞，以及提高驾驶与行人的安全。   虽然联网功能对于提升所有道路用户的整体体验与安全性至关重要，但终极目标是全自动驾驶车，这只有透过高速数据通讯才能实现。 随着车对物 (V2X) 通讯的持续发展，包括车对车、车对行人、车对装置以及车对电网，藉由越来越多的 ADAS 功能的推动，汽车中所产生、传输及处理的数据量正以指数性增加。涉及的资料量极为庞大；一些分析师估计，一辆自动驾驶车每天将产生超过 4GB 的资料，但我们可以假设即使是非自动驾驶的联网汽车每天也会达到 1GB 以上。   为汽车产业开发的现有通讯管道，例如 CAN、FlexRay 及 MOST，将继续为车载通讯提供骨干，但预期不会用它们来处理大量增加的时间关键数据。采用 ADAS 与自动驾驶必须大幅提高处理效能，特别是使用机器视觉系统时，因为这部分的数据极为重要。为维持传输速率，汽车产业正在转向新的高速数据总线与通讯协议，以响应更快速的网络与通讯基础设施，这些类型通常出现在高效能计算 (HPC)。这包括 PCI Express (PCIe) 与 USB 3.…

强化工业物联网的连接功能

作者：Diodes 公司欧洲产品应用经理 Colin Davies IoT 是推动「EoT」(万物电子化) 现象的力量。IoT 只是意味着对象拥有 Web 可寻址的连结；利用此相互链接性，可推动电子业的巨大浪潮。 家庭自动化涵盖暖气、照明、安全及能源监控，并可透过手表、智能型手机、平板电脑及计算机等各种互连装置，从远程进行控制。 大量数据的在线储存与存取加上高速联机，使得在线娱乐与社交媒体平台改变我们的浏览习惯。要立即满足需求，必须有高速数据传输速率，这正是 Diodes 公司提供解决方案的领域。 所有 IOT 联网装置共通的问题是安全与保密，范围从个人资料遗失到失去对发电站的控制。IOT 联网装置相互进行通讯的意愿，必须以应用于软硬件层级且更复杂的安全解决方案来解决。 光学、距离、温度、全球定位系统 (GPS) 以及特别是微机电系统 (MEM) 等各种传感器的使用越来越多，意味着可以远程监视与控制的「事物」也更多。电子科技是促成 EOT 的技术，但差别在于越来越抽象的软件。 Diodes 的优势始终在于开发高效率电源管理技术，所有 IoT 系统皆需要这些技术，以达到极长的运作时间与极高的效率。Diodes 在提供涵盖电源管理与保护电路的上述技术拥有良好的成果，而近期的并购也让我们能够掌握高速数据传输领域的技术。这表示我们现在能为过去 Diodes 未能服务的应用领域，提供具有竞争力的解决方案。      智慧计量公用事业 (天然气、自来水及电力) 的监控与报告已透过 IoT 获得提升；具备…

符合联网世界的优化需求

作者：Diodes 公司 EMEA 销售部门副总裁 Oliver Woyke 图 1   电子产业对于变化一向很熟悉，但目前我们正在经历整个产业的重新定义，其中电子是一种促成技术，由持续增加的联通功能推动。 大数据与物联网正在影响着现代生活的每个领域，虽然便利性似乎是关键驱动因素，但真正的诱因是提高效率。即便是全球规模的微小改进也会带来巨大的节省，这为我们将住家、办公室、城市及汽车变得更有智慧而必须投入的巨额投资，提供了必要的经济利益。 联通功能是上述变化重要的证据，但实际上我们可以感受到极小组件所带来的影响。若要感受到其影响，必须在整个设计中保持效率；高效率电源管理将是使广泛使用的联网装置成为可行的重要推动因素。 这些趋势也以不太明显的方式影响着供应链。制造商现在能够也愿意选择符合其特定需求的组件，以提供优化解决方案。这意味着随着越来越多的应用成为互联世界的一部分，电子组件供货商的整体市场正在扩大，而非创造利基机会的环境。想象一下，您的住家、办公室或工厂中的每个「事物」都能感知其状况，并将相关信息传递给云端服务；这就是我们正在创造的世界。如此将透过多种方式改变客户关系。更紧密追踪资产的能力将为客户提供后勤洞察，例如让他们能够更佳管理自己的生产计划。 若要满足此层级优化解决方案的需求，需要一种能胜任其任务的设计、制造及创新的方法。这需要一家具有全球视野与本地知识的公司，其还能够响应市场发展与客户需求。2019 年，Diodes 将庆祝其成立 60 周年，以及在 2017 年超过 10 亿美元的营收门坎。作为一家在全球拥有 7,600 多名员工及多个制造厂的公司，Diodes 公司了解目前正在发生的变化。 凭借其包括汽车、工业、消费性产品、通讯及运算等所有主要市场的均衡产品组合，您很难找到没有采用 Diodes 组件的产品。 图 2：Diodes 公司的产品组合 Diodes 致力于发展其产品组合、扩大其应用领域，并在封装领域不断创新，Diodes 计划同时进行有机成长与透过收购成长，并在未来几年将收入增加一倍以上，以迎接新的挑战。 图 3：电子组件制造商需要为更广泛的市场提供更多选择，同时满足对优化解决方案的需求 联网汽车的出现推动了 ADAS、远程信息及信息娱乐领域的创新，Diodes 于 2015 年透过策略性收购 Pericom…

LDO 为嵌入式电子装置提供参考指南

作者：资深技术营销与计划经理朱文龙 我们每个人偶尔都需要发泄一下，但通常我们知道何时该适可而止；我们可以自我管理自己的行为，因为我们是负责任的成年人。另一方面，谈论到孩子的行为时，他们通常可以有一、两次犯错的机会，因为这也是学习过程的一部分，这也许是一些成年人讨厌自己身为大人的原因。 尽管嵌入式电子装置有许多充满巧思的设计，我们并不能说它们真的「学会」了如何自我调节自己的行为。我们的电路就像自己的孩子，它们在做某些事情时可能真的很聪明，然而在其他方面则仍然需要一些帮助。 那些会考验我们自我调节自我行为能力的，通常是我们无法控制的因素，对电子电路而言也是如此。意想不到的东西才会造成问题，当我们谈论到电源时，这一点也许再明显不过了。 对于敏感的模拟和数字电子装置而言，电源的扰动可能会引起主要问题。之后，集成电路是在抽象层运作，它以相对于电源供应器的电压位准代表「真实世界」的参数。如果电源供应器的动作开始不正确，而我们又没有任何办法可以调节它的话，整个系统的完整性就会出现问题。 减轻电源扰动的影响 尽管一个五岁的孩子在玩具店里崩溃可能让人非常尴尬，但通常不会造成任何长期持续性的损害。然而，当一部电子装置突然决定它不想再控制那台大机器时，恐怕就不能这么说了。在一个连网世界中，即使看起来似乎无关紧要的事情 (例如遗失了几字节的数据)，也有可能产生严重的后果。 那么我们该怎样保护自己的「孩子」不受未知事物所影响？这个问题让父母和工程师在夜里无法入眠。在宏观层次，我们将可靠的电源供应视为理所当然，家庭和办公室很少遭遇停电之苦，但如果真的发生了，我们有备援系统 (例如不断电系统) 可以让生活照常运行，至少短时间内是如此。 在微观层次也是如此，只是其形式变成维持电容器和电池备用电源。但这些并不一定总是能保护敏感电路遭遇电源位准的突发、频繁或持续的变化，这才是真正严重的问题。在这里调节就必须介入了。 标准做法会在电源转换阶段实施调节，当中间总线和负载点等概念获得接受后，在比较靠近使用点的地方实施调节，已经变得愈来愈常见和必要。即使如此，一些小型系统仍可倚赖绕行整个 PCB 电路板，将电源供应给许多装置的单一调节电源线。当晶体管密度和 IC 容量增加时，会需要更多电力，通常是在活动爆发期 (很像五岁孩子需要更多关注，却根本无暇顾及)。这些活动爆发期会对电源线产生严重的影响，造成压降和瞬态，使得从同一条电源线供电的所有装置操作全部中断。 LDO 协助我们一同表现出色 真正的问题在于连接到电源总线的每一部装置都有自己的需求，而且它们很少相互协调。例如，如果某个装置知道自己即将进入一段活动高峰期，有 100 毫秒的时间需要增加 10% 的电力，它可以要求与电源相连的其他装置进入低功率模式，或通知电源调节器增加可用的总功率。目前有一些研发朝这个方向在进行，然而对于大部分的零件而言，这种情况仍然是不可行的，因此开发人员改为求助于低压差稳压器 (或 LDO) 来提供解决方案。 LDO 针对可能遭遇扰动的电源线提供局部调节。LDO 通常只服务一个或少数几个组件，将稳定的恒定电压或电流提供给可变负载。负载的变化并不会造成电源电压下降，因为 LDO 的输入电压和输出电压之间有足够的空间，可以维持稳压。LDO 通常是线性的，并完全整合于小型封装内，这表示它们可以放在负载附近，并可大量使用，即使在小型 PCB 板上亦然。类似 AP7381 的装置，其设计目的是为 USB 端口提供恒定电压，例如当装置开启电源时，负载可能会接上及移除数次。在这种情况下，良好的电源电压抑制比 (PSRR) 也是很重要的；AP7381…

如何避免在开发 LED 电源解决方案时选择困难

作者：LED 资深营销经理阮立飞 您是否会害怕和某些人一起吃晚餐，因为您恰巧知道当他们看着菜单时，实际上完全无法决定要点什么菜？尽管这可能让人很恼火，但请不要责备他们，因为他们可能正遭受心理学家 Barry Schwarz 所谓的「选择的吊诡」所苦。当我们面前有太多选择时，我们会不知所措，并开始怀疑自己的决定，也就是说，如果我们至少能选择一个的话。 菜单工程师 (是的，他们确实存在) 承认确实如此，实际上他们的改善之道是让菜单上的品项数降到最低，同时巧妙地诱导您选择高档次的选项。有一些商业诀窍会让我们这么做，例如使用负空间、将物品摆放在某个位置、将昂贵的商品与定价相对合理的商品并列，以及添加让人垂涎三尺的照片 (您喜欢的汉堡，在美好的一天)。 一些研究显示：如果您将两件相当的商品放在架子上，大部分的人会选择最便宜的，然而如果您提供三件商品，他们会选择中等价位的选项。消费模式心理学是一口很深的井，有许多东西可以汲取，所含括的内容远远不止定价；它包罗万象，包括架子的高度、人工照明的亮度、环境温度和背景音乐等等。事实上，为了达成交易，可以利用所有感官；或许这正是在线购物愈来愈吸引人的原因。在潜意识中，显然我们知道在在线购物时不会受到这么多营销手法的干扰，然而这股潮流正无情地改变中。 那么面对难以抉择的情况时会如何妨碍我们开发电源解决方案呢？ 简而言之，有许多选项可供选择，对于任何不完全熟悉所有拓扑形态的工程师而言，这种提议可能令人生畏。对于任何需要电源转换与调节的特定应用，拓扑形态的选择都占有一席之地。虽然午餐要吃什么的决定可能会受变幻莫测的时尚所影响，选择正确的电源解决方案更有可能受限于法规，因为在目前几乎所有国家的环境政策中，电力的永续使用都是主要考虑。 LED 照明这项现代技术，为了符合世界各地的政府设定的目标，已经有了很长远的进展。虽然 LED 照明与传统形式的照明差别极大，但它们的电源需求相当明确。事实上，它们需要恒定的电流，所需的功率等级通常远低于现有的照明设备，这就是能达成高能量效率的原因。然而，如果电源转换解决方案没有优化，这些效率增益可能会损失，这就是让设计工程师感到忧虑的地方。要多少电力才足够？ 如果希望比白炽灯泡 (这并不困难) 更有效率，使用任何类型的转换和调节方式真的可行吗？ 答案当然是「否」。照明通常受到严格管理，当我们谈论制定 LED 照明设备的规格时，政府并没有天马行空，不切实际。有许许多多的标准、规格和指引文件讨论 LED 照明的效率、维护和使用寿命。任何设计灯具的人，都需要将正确的讯息量提供给打算使用该灯具的合约厂商，让他们也能符合规章和建筑法规。选择正确的电源解决方案是必要的。 有两个指标在整体效率中扮演重要角色，就是 THD (总谐波失真) 和 PFC (功率因子校正)，在这个领域中，正确的控制器可以提供可观的优势。以 AL1788 AC/DC 控制器为例，它使用外部 MOSFET，并使用一次侧调节 (PSR)，可支持准谐振模式下的波谷切换。它能提供的 PFC 超过 0.…

LDO 为忙乱的世界带来稳定

作者：WenLong Zhu - SLL 事业部 这个世界有时或许看似非常忙乱，但稳定性对于敏感的电子装置而言极为重要。想象一只鸭子正在穿越池塘，牠在水面以上的部分看似平静，但水面下的脚则有节奏地使劲划水。鸭子越用力地划水，就越快耗尽力气而需要停下来。电子电路也是如此，当稳压器为了维持稳定的电压而更努力地运作时，将耗用更多电力。因此，关键在于使用能全程充分利用可用电力的稳压器。 有越来越多的装置利用电池电力运作，物联网中就有许多这类装置。虽然这看似将减少对于稳压器的需求，但实际上并非如此，因为电池是不稳定的装置。电池通常宣称供应 1. 5V，但实际上会供应 1. 8V 一段时间，然后快速降低至大约 1.

创新的深沟制程让功率转换的效率提升

作者：二极管事业部总监 Timothy Chen 博士，Diodes Incorporated   电源与效率逐渐成为高电压产品应用的代名词。电源管理电路是由转换阶段的效率以及耗损能源的成本来衡量，因为损耗经常以热能的形式出现，必须花费额外的成本来散热。 几乎所有应用都需要进行某种形式的电源管理或转换，无论是交流转直流、直流对直流，或在某些情况下是直流转交流 (例如太阳能发电场)。在每个阶段都有可能出现低能源效率的状况，而电压越高，损耗也越高。在许多情况下，降压的电压差可能会非常大，需要好几个级数，每一级都会产生能源效率的损耗。 为了解决电源管理中的效率问题，半导体产业已聚焦于极低的晶体管层级。针对功率晶体管双极采用 FET 技术之后，下一步就是发展出能提供更多优势的制程。其发展成果就是沟槽 (Trench) 技术，后来在功率半导体中广泛采用，取代了平面技术。相对于平面晶体管的「平坦」形式，沟槽技术采用「三维」的立体方式来制造晶体管。在逻辑等低电压产品应用中，平面技术仍占有主导地位，但如果是电源装置应用，沟槽技术的效能在切换参数和电流处理方面优于前者。这主要是因为沟槽技术具备较低的导通电阻；这项功能在功率切换方面拥有许多优点。 除了开关晶体管之外，许多管理或转换高电压的应用也需要功率二极管。事实上，二极管能用来当作阻隔、反向保护和整流器装置，因此成为所有离散半导体中很多功能的一种。在功率应用中所需二极管的范围可能会很广泛，因此，重点在于选用的产品要尽可能提供极高的工作效率。 新兴应用领域的一个例子就是固态照明。由于本身效率佳，有越来越多LEDs 灯用于取代卤素或白炽灯泡，但 LED 灯实质上属于二极管，因此只能以一个方向导电。当然，传统灯具电路是透过交流电流运作，因此若要使用 LED 灯，就必须将供电源整流为半波。显而易见的解决方案，就是使用整流二极管来改变负半周期的极性，不过，为了不牺牲使用 LED 灯的优点，必须使用能提供极佳效率的二极管。 Diodes 的 超级势垒整流器 (Super Barrier Rectifier) 系列采用该公司专有的深沟 (Deep Trench) 制程，并发展成为能提供极低的低顺向压降 (仅 0.…

车内的联机能力正在提升驾驶体验

作者：ASIC 连接 (Connect ASIC) 产品营销经理 Jen Lee，Diodes Incorporated   从驾驶人的角度来看，长久以来，操作车辆所需的知识没什么改变，但整体的驾驶体验却产生了极大的变化。这清楚显示了人们如何看待自己的车子；车辆不只是一种交通工具，而已经成为生活中不可或缺的一部分。 在 20 世纪末期，车子被人们当作家中的另一个房间，也就是在两地间移动时可以放松的地方。到了 21 世纪，这种形象再次改变了；人们看待车子的角度，从舒适的「空房间」逐渐转为交互式平台。 过去十年左右，我们看到了信息与娱乐的结合创造出信息娱乐，带来先进驾驶辅助系统 (ADAS) 的兴起及自驾车的未来展望。为了推动并促进这项发展，汽车制造商正在孕育连网车的概念。这不只能让现有系统以更有效率的方式共同运作，也能够联机至更大的网络，建立整个由车辆组成的基础架构或适用于车辆的基础架构。汽车现在常被称为「新因特网」，不只是因为所包含的数据量，也因为在使用各种广泛的通讯协议来统筹多个联机时，所牵涉到的复杂度越来越高。 在短时间内，可预见车内连网系统产生的所有数据将实时串流到云端，而数据量也不断在增加。这项趋势将同时开创车内与车外的新商机。 支持连网车所需的技术，将取决于散布在车子周围、更加强大的处理器，搭配多个高速接口。要在安全可靠的网络中相互链接，将需要包含 HD 摄影机的智能传感器、安全系统、舒适度控制与诊断装置。这项重大挑战将会需要更广泛的通讯解决方案，其中有些方案是专为车用环境开发的，例如：CAN、LIN、MOST 与 Flexray。其他包括以太网络和 PCI Express 等的通讯方案也正迁移到汽车产业中；这些方案在连网车中都占有一席之地。 在所有正在使用的通讯协议中，PCI Express® (PCIe®) 是具发展潜力的一种，这项技术有高带宽和稳健的拓朴，能满足连网车这种高带宽的新型系统。不过，当越来越多的电子控制模块 (ECM) 加入 PCIe 接口时，这也会对主机能处理的 PCIe 接口数量带来压力…

在即插即用的世界中提供端口的防护功能

作者：电源接口与音频事业部总监 John Fang，Diodes Incorporated   我们生活在一个即插即用的世界里，似乎可以随意连接电子装置或中断连接，无需担心两种装置连接时是否会发生问题。当然，这是一个透过各种标准推动的世界；就是这些标准让制造商做出的产品能在连接时共同运作。但这也是一个可能遭到滥用或无意间误用的世界。 成功的一套标准，或许就是通用串行总线 (USB) 了。一开始是连接 PC 与周边装置的便利解决方案，现在已经发展成为能支持种类极为广泛的产品，其中许多产品是透过 USB 端口来供电，而且经常无需使用 USB 总线的通讯功能。 当 PC 等电气装置同时做为周边装置的电源时，就会产生设计上的额外考虑。设计人员需要思考的是，如何以安全可靠的方式为装置本身及周边装置供电。由于现今 USB 端口十分普及，因此，在设计产品时利用各端口提供的 5V (可高至 5A) 电力已成为普遍做法。作为「热插入」技术，在连接装置和中断连接装置之前，不需先行隔离 USB 端口的电源，这种便利性也助长了 USB 端口的流行。 虽然装置都会有应符合的标准，但对于设计不良的产品来说，就算符合标准也无法提供适当的保护。只要具备正确接头，任何装置都能插入 USB 端口，而供电装置可能因选择了不良设计而受到影响。 USB 标准之所以简单，部分原因在于，供电之前装置间无需先交换信息；也就是这项功能，让灯光或风扇等装置能透过 USB 端口运作。会这样的原因非常简单；如果在供电之前要先进行交握，周边装置中就必须备有另一个电源，才能支持装置彼此进行通讯。这个需求的确有可能透过 NFC…

让灯光以适当亮度保持开启

By Allan Lin – LED Lighting Business Unit Director

The benefits of Solid-State Lighting (SSL) drive the continued replacement of more traditional incandescent and fluorescent lighting, and the reasons are clear. SSLs offer significant power savings and longer lifetimes; they can easily be four times more power efficient in terms of light output and last up to five times longer than incandescent lighting.