GSMA在9月最新發(fā)布的《2018年全球移動趨勢報告》揭示：5G已經到來。到2025年，5G將占全球移動連接的15%。5G/IoT機會正在向企業(yè)轉移。5G和物聯網將在企業(yè)領域開辟一系列新的機會，從現在到2025年，將再增加100億個工業(yè)物聯網連接。

圖1：5G已來。到2025年，5G將占全球移動連接的15%。

眾所周知，從2G、3G、4G到5G，不管是射頻信號鏈器件還是電源器件，每一次通信系統(tǒng)的迭代里面都有ADI的重度參與。ADI電源產品中國區(qū)市場總監(jiān)梁再信(Lorry)在最近的一次媒體交流會上談到，5G和萬物互聯時代其實對電源技術也提出了新的要求和挑戰(zhàn)，例如對于基站電源來說，到了5G時代，要求則會變得更為苛刻，無論是效率還是可靠性都需要有更大增強。而無電池持續(xù)供電則是很多物聯網節(jié)點應用場景大規(guī)模落地的前提條件。那么我們來看看，創(chuàng)新的電源技術是否已經準備好迎接新時代的到來?

應對5G通信的高功率密度、高穩(wěn)定性挑戰(zhàn)

正如一些業(yè)內專家指出的，未來5G基站的分布可能會更加密集以及分散，因此通訊電源的尺寸以及功率都會比以前更小些，但總體的功率密度以及轉化率、效率都要有所提升。

對此，Lorry表示，從30年前開始，電源效率就不斷提高，但業(yè)界大概提高到94%的時候就推不動了，主要原因是電感損耗逐步降低，但MOSFET的損耗卻在增加。而現在，上述問題已得到很好解決，ADI已經推出的效率最高可達99%的電源轉換器。

例如，LT8610A/LT8610AB是緊湊、高效率、高速、同步、單片式、降壓型開關穩(wěn)壓器，僅消耗 2.5μA的靜態(tài)電流。與LT8610相比，這兩款器件均具有較高的最大輸出電流(3.5A) 和較快的最小接通時間(30ns)。LT8610A 具有與LT8610 相同的低紋波突發(fā)模式性能，而 LT8610AB 則擁有更高的輕負載效率。

圖2：LT8610AB具備更高的輕負載效率。

當下的5G通信系統(tǒng)需要非常高的功率密度，因此，芯片的功耗和轉換效率面臨較大的調整。Lorry介紹說：“傳統(tǒng)的DC/DC電源，因為MOSFET的開關損耗和電感轉換損耗的存在，效率沒有辦法在當前構架下取得突破性進展，ADI在研發(fā)了一種沒有電感的變換器LTC7820，可以將效率提升到99%。但是因為典型工作原理是將輸入電壓對折降壓變換，不能調整輸出電壓，因此ADI又開發(fā)了一個混合型的開關電源LTC7821，綜合了無電感高效變換器和高性能降壓電路的優(yōu)點，加以其它技術與原理應用，在輸出電壓可以隨意調整的同時，依然將效率保持在97%以上。”

ADI在通信應用的電源技術創(chuàng)新和調整方面還做了很多其它的改進。比如結合理想二極管的優(yōu)點支持熱插拔，能夠讓通信系統(tǒng)實現更低壓差，更高效率和更高穩(wěn)定性。

圖4：理想二極管和熱插拔控制器結合為通信系統(tǒng)提高更好的穩(wěn)定性。

還有，通過帶數字接口的電源管理系統(tǒng)可以記錄每一路的電源狀態(tài)、電壓、電流、溫度等，甚至可以控制輸出的電壓。尤其當系統(tǒng)不穩(wěn)定時，可以通過PSM得知電路故障所在。因此，PSM的測量和輸出的調整功能在通信領域越來越受到重用。

圖5：帶數字接口的電源監(jiān)控系統(tǒng)(PSM)。

針對通信應用，ADI開發(fā)了一系列帶有PSM數字接口的電源模塊，方便處理器與電源管理芯片的通信與狀態(tài)記錄，同時支持遠程調試。梁再信說道：“PSM功能越來越得到重視，因為在通信系統(tǒng)中，電源軌可能要多達十幾路，通過PSM對每路的監(jiān)控，了解工作狀況。同時，在通信板卡出廠前的測試時，都需要把每路電源電壓同時上調可下調，如果采用PSM技術，可實現自動測試，自動輸出調整，簡化產品的測試過程。”

圖6：ADI帶PSM的大電流 µModule穩(wěn)壓器發(fā)展路線圖。

除了PSM，POE(Power over Ethernet)在通信領域的應用也非常的廣，POE可以通過網線傳輸數據和電源。目前ADI已經推出包括13W、25.5W、71W以及90W的LTPoE++解決方案。Lorry分享到：“90W還不是終點，ADI現在已經推出了150瓦的POE解決方案，可藉由單根CAT5 cable即可滿足MIMO/5G/Small Cell等應用。此方案最大的好處是可以對通信的應用和布局提供高達150瓦的功率。面對大功率的遠端設備供電，150瓦可以提供非常完美的解決方案，這也是我們在通信方面強有力的一個技術平臺。”

圖7：ADI提供高達150W的POE解決方案。

能量采集技術創(chuàng)新實現無電池物聯網節(jié)點

針對智能穿戴式設備以及更多物聯網終端節(jié)點的持續(xù)方便供電問題，ADI做了非常多的探索，能不能把振動、溫差、光、磁場等變成需要的能源呢?為此ADI也推出了一系列創(chuàng)新產品，如圖8。

圖8：ADI提供齊全的能量采集器件。

以LTC3108舉例，LTC3108 是一款高度集成的 DC/DC 轉換器，非常適合于收集和管理來自諸如 TEG (熱電發(fā)生器)、熱電堆和小型太陽能電池等極低輸入電壓電源的剩余能量。溫差產生的電能是微弱的，傳統(tǒng)開關電源沒有辦法轉換成3.3V甚至5V，而ADI可以做到。

而在振動方面，可應用LTC3588毫微功率能量收集電源，支持振動換能，0.25G、40Hz的振動片，就可以實現250μA的電能，產品集成了一個低損失全波橋式整流器和一個高效率降壓型轉換器，以造就一款專為高輸出阻抗能源 (例如：壓電換能器) 而優(yōu)化的完整能量收集解決方案。

圖9：ADI電磁能量收集方案原型。

目前ADI在電磁能源收集領域也做了一些嘗試，仿照機械手表，制作了一個電磁場收集參考方案，通過振動就可以產生電能。

Lorry總結道：“Power By Linear這個子品牌體現了ADI功率產品未來的發(fā)展方向，絕不僅僅只針對下一代通信和物聯網應用，還將迎接更多熱門行業(yè)應用需求發(fā)展。我們考慮的是如何創(chuàng)新，如何提供高性能方案，并能夠提供全球最好的技術支持以及最好的可靠性和穩(wěn)定性，幫助客戶在更多熱點和新性市場去拓展自己的創(chuàng)新版圖。”