英飛凌科技和 Amber 宣布合作，將看到 Amber 的硅架構(gòu)電力數(shù)字控制技術(shù)商業(yè)化。主要應(yīng)用與Amber 的專利技術(shù)有關(guān)，例如用于智能斷路器、調(diào)光器的 AC/DC Enabler 和 AC Switch，以及英飛凌產(chǎn)品套件的新解決方案。Amber 首席執(zhí)行官 Thar Casey 和英飛凌科技開關(guān)電源高級總監(jiān) Steve Bakos 在接受 EEWeb 獨(dú)家采訪時討論了此次合作的商業(yè)和技術(shù)方面，雙方將圍繞數(shù)字電力控制市場與嵌入式智力。

“我們的目標(biāo)是利用固態(tài)技術(shù)并超越機(jī)電系統(tǒng)——笨重的電解電容器、磁性元件、變壓器和其他當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)的無源元件，”Casey 說?！笆聦?shí)證明，英飛凌及其 CoolMOS 功率 MOSFET 技術(shù)能夠勝任這項(xiàng)任務(wù)。我們的聯(lián)盟旨在將所有住宅和商業(yè)建筑中的每個電氣端點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂星度胧街悄艿默F(xiàn)代硅架構(gòu)。我們的技術(shù)組合和客戶群，以及英飛凌作為工業(yè)電源控制及其他領(lǐng)域最大的硅供應(yīng)商之一的技術(shù)組合和客戶群，為我們雙方提供了強(qiáng)大的固態(tài)電氣化機(jī)會。我們現(xiàn)在的目標(biāo)是擾亂市場，在建筑電網(wǎng)的每個部分集成基于硅的現(xiàn)代智能，例如調(diào)光開關(guān)和斷路器。我們也在為我們的技術(shù)尋找一條創(chuàng)新的道路，并致力于將英飛凌的技術(shù)與一些面向市場的新解決方案相結(jié)合?！?/p>

Bakos 指出，Amber 的創(chuàng)新技術(shù)與英飛凌的技術(shù)相結(jié)合，是解鎖這一市場的非常好的搭配?！拔覀冋J(rèn)為住宅開關(guān)、插座和斷路器市場潛力巨大，隨時可能被顛覆，”他說。“我們已經(jīng)研究了 Amber 的技術(shù)，我們相信，我們可以一起幫助他們推動這一轉(zhuǎn)變，不僅是我們的 MOSFET，還有我們的微控制器、安全 IC 和傳感器，可以幫助為這些應(yīng)用帶來智能。我認(rèn)為這是一個巨大的機(jī)會，我對此感到非常興奮?！?/p>

Amber 技術(shù)和 e-CoolMOS

電力數(shù)字控制的突破允許在建筑物中引入可升級的固件和機(jī)器學(xué)習(xí)嵌入式算法。帶有電子元件和硅芯片的固態(tài)架構(gòu)使得這一突破得以充分實(shí)現(xiàn)，使軟件智能可以直接融入電氣產(chǎn)品、電氣基礎(chǔ)設(shè)施，從而融入建筑結(jié)構(gòu)。

Amber 通過其獲得專利的 Amber AC/DC Enabler 和 Amber AC Switch 提供固態(tài)數(shù)字電力控制。AC/DC Enabler 是一種用于 AC/DC 轉(zhuǎn)換的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不需要磁性元件或高壓電解電容器，并且能夠產(chǎn)生高達(dá) 5 W 功率的穩(wěn)壓低噪聲 DC 輸出。

Amber AC Switch 是一款數(shù)字電源管理無弧開關(guān)，可消除笨重的繼電器和 TRIAC 調(diào)光器。它也是一種雙擲固態(tài)線路干擾斷路器，用于接地故障檢測斷路器和電弧故障斷路器。它采用 Infineon 的微控制器和 MOSFET 構(gòu)建，采用專有且堅(jiān)固的架構(gòu)配置，可完全保護(hù)免受電感、短路、電容過流、浪涌和過熱條件的影響。

圖 1：智能斷路器（來源：Amber）

圖 2：Amber AC/DC Enabler（來源：Amber）

“這些產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境可能非常困難，你不能失??；硅解決方案必須提供比現(xiàn)有解決方案更好的可靠性，”Bakos 說?！敖裉欤珹mber 正在使用專為此類應(yīng)用開發(fā)的 CoolMOS 7 超級結(jié) MOSFET [S7] 技術(shù)。與之前的 CoolMOS 系列相比，英飛凌的 CoolMOS 7 超級結(jié) MOSFET 技術(shù)在靜態(tài)開關(guān)應(yīng)用的整個負(fù)載范圍內(nèi)提供了效率優(yōu)勢。功率 MOSFET 的靜態(tài)開關(guān)應(yīng)用是功率 MOSFET 在低頻下開關(guān)的應(yīng)用，從每分鐘幾個周期到低千赫茲范圍。在這些應(yīng)用中，MOSFET 的開關(guān)功率損耗不太受關(guān)注，并且 MOSFET 的電氣特性的重點(diǎn)放在低傳導(dǎo)損耗和穩(wěn)健性上。展望未來，我們將著眼于如何為該應(yīng)用進(jìn)一步優(yōu)化 MOSFET 和碳化硅性能。這包括這些類型應(yīng)用的可靠性、封裝和成本優(yōu)化。”

S7 系列高壓超級結(jié) MOSFET 通過將 22-mΩ 芯片獨(dú)特地裝入創(chuàng)新的小型 TO 無引線 SMD 封裝中，為功率密度樹立了新的標(biāo)桿。它非常適合以低頻開關(guān) MOSFET 的應(yīng)用，例如有源橋式整流、逆變器級、浪涌繼電器、PLC、功率固態(tài)繼電器和固態(tài)斷路器。對于固態(tài)繼電器和固態(tài)斷路器設(shè)計，英飛凌的 CoolMOS S7 MOSFET 與 CoolMOS 系列的其他超結(jié) MOSFET、IGBT、OptiMOS 低壓和中壓 MOSFET、電流隔離柵極驅(qū)動器和光伏隔離器相輔相成.

圖 3：CoolMOS S7 解決方案（來源：英飛凌）

圖 4：智能固態(tài)斷路器（來源：英飛凌）

“我們?yōu)橹绷鲬?yīng)用、負(fù)載開關(guān)應(yīng)用等量身定制了 MOSFET，”Bakos 說?！拔覀儗⒗^續(xù)研究此應(yīng)用程序，以優(yōu)化此類 DC 應(yīng)用程序的性能。斷路器空間是一個挑戰(zhàn)，因?yàn)樗且粋€惡劣的電氣環(huán)境，但 Amber 的架構(gòu)通過主動感知和減輕浪涌和感應(yīng)負(fù)載尖峰等事件來馴服這種環(huán)境，以免它們引起問題，這與傳統(tǒng)的開關(guān)和斷路器不同，它們的設(shè)計只是為了嘗試在這些事件中幸存下來。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，Amber 的解決方案采用了最近 Cypress Semiconductor 收購的 PSoC 微控制器形式的一些智能，但這需要穩(wěn)壓直流電源，并且所有這些都需要外部磁性元件和電容器。挑戰(zhàn)在于，在斷路器、電燈開關(guān)或電源插座盒的極小、固定尺寸中，沒有空間容納這些額外的組件。這就是 Amber 的 Enabler IP 發(fā)揮作用的地方。它以非常小的和經(jīng)濟(jì)的占位面積提供穩(wěn)壓直流電源，無需笨重的磁性元件或電容器，為傳感器和無線通信等其他功能騰出空間并提供直流電源。通過使能器、PSoC 和 FET 實(shí)現(xiàn)單片 IC 的目標(biāo)在理論上可能是可行的，但實(shí)際上并不可行。但這并不排除將這個解決方案放在一個包中。我們將與 Amber 密切合作，利用我們廣泛的封裝專業(yè)知識來找出分區(qū)和封裝此解決方案的最佳方法，使其體積小但熱效率高。我們期待與 Amber 合作，幫助將這些解決方案變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并幫助改變住宅用電格局?！?/p>

Amber-英飛凌合作伙伴關(guān)系

Casey 和 Bakos 指出，從今年開始，合作包括兩個主要目標(biāo)。第一個將專注于升級特定產(chǎn)品類別的電源管理架構(gòu)，例如智能開關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)光器、插座等，采用 Amber 和英飛凌的硅基解決方案。所有相關(guān)應(yīng)用都將受益于小尺寸的智能和動態(tài)電源管理。第二個目標(biāo)將探索 Amber 的一些專有架構(gòu)與英飛凌的產(chǎn)品路線圖的集成，以在新市場的新解決方案方面創(chuàng)造機(jī)會。

Amber 和英飛凌都預(yù)見到了此次合作的許多機(jī)會。Bakos 指出，Amber 的架構(gòu)與英飛凌的許多電源控制和計算解決方案產(chǎn)品相匹配。用固態(tài)技術(shù)替代基于機(jī)械的組件已引起英飛凌的充分關(guān)注。Amber 的解決方案通過替換傳統(tǒng)笨重且昂貴的磁性和機(jī)械部件，降低了成本和空間，這是開關(guān)和電氣盒的主要因素。

“制造開關(guān)和插座等產(chǎn)品的公司的思維方式幾十年來一直是機(jī)電式的，或者更確切地說是一個多世紀(jì)以來，”凱西說。“但是，在過去的五年中，這種心態(tài)正在發(fā)生一些變化。當(dāng)你手里有一臺電腦或一部手機(jī)，你可以用它做任何事情，但同時你還在家里使用機(jī)電技術(shù)，比如插座和開關(guān)，那么就出了問題。能源也是如此：你必須知道你花了多少錢以及在哪里浪費(fèi)了它。這就是固態(tài)的意義所在，這就是智能的意義所在。當(dāng)你擁有一個擁有各種傳感器和算法的完整基地時，你就會意識到周圍的環(huán)境；你知道你的能量、能量管理和控制。Ul 和 IEC 越來越意識到固態(tài)開關(guān)。他們認(rèn)識到這是下一步。在美國，我們有 UL 489，它是固態(tài)斷路器的規(guī)范。然后在歐洲和世界其他地區(qū)，IEC 剛剛發(fā)布了他們的 2025 年固態(tài)斷路器草案。所以這仍然需要時間，我認(rèn)為現(xiàn)在，我們將通過這種合作創(chuàng)造強(qiáng)大的牽引力為市場?！?/p>

“毫無疑問，這是一個新興和不斷發(fā)展的市場，”巴科斯說?！皩袆?chuàng)新，將會有與我們的客戶一起發(fā)現(xiàn)和學(xué)習(xí)的東西，我們將繼續(xù)創(chuàng)新和塑造我們的技術(shù)以實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用。這將需要一些時間，但我們相信，與此同時，在改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)或斷路器的功能方面存在巨大的機(jī)會?！?/p>

Amber 在調(diào)查市場后指出，光開關(guān)調(diào)光解決方案是一個問題?！斑@將是我們的直接關(guān)注點(diǎn)：質(zhì)量更好、價格更實(shí)惠的調(diào)光器，尺寸更流線型，可以裝在盒子里，使用 MOSFET 技術(shù)，而不是像 TRIAC 那樣的任何舊技術(shù)，”Casey 說。“整個設(shè)備將通過智能和能源監(jiān)控與計量連接到房屋?！?/p>

Bakos 評論說，除了 MOSFET，英飛凌的一系列技術(shù)組合（包括傳感器和麥克風(fēng)）都可用于使架構(gòu)真正智能化?！癆mber 的解決方案通過我們的微型固態(tài)傳感技術(shù)為應(yīng)用程序騰出了空間，并提供了安全性，使系統(tǒng)不會被黑客入侵，”他說。

英飛凌和 Amber 堅(jiān)信這一重要合作將在多個方面產(chǎn)生實(shí)際影響。CoolMOS 是起點(diǎn)，但其他半導(dǎo)體解決方案將包括 Amber 的技術(shù)。