在“2017慕尼黑上海电子展”上,Vicor展位古人头攒动,
EV电源:380V直达3.8V,体积只有1/4
最炫的爆品当属电动汽车(EV)上的运用。如图1,该产品的神奇之处是可以从380V直接转到3.8V,1.8千瓦的功率。图1上图是Vicor代理商做的2000W的电源方案,在业界非常领先。但今年下半年,将推出如图1下面的新产品,1800W,只有上面产品尺寸的1/4!

图1 Vicor今年下半年将推出体积更小的车载模块(图中下半部分)

目前,Vicor在本土车厂已有几家主要客户测试过,他们对Vicor的工程样品非常满意,可以在不险些增加原来系统体积的情形下,增加一个高性能的DCDC功能。比较竞争对手,竞争对手产品的体积都做不到这么小。
为何Vicor能做出这样极高密度的产品?由于采取了Vicor独占的拓扑构造,包括硬件、软件及生产工艺方面的诀窍。大略地说,Vicor的DD/DC集成方案是内部的两级拓扑,前级是零电压开关的升降压转换器,后级是零电压零电流的母线转换器构造。值得解释的是,一样平常的电源转换器都是两级构造,而Vicor与一样平常产品对应的是单级变换,因此Vicor的上风是本钱较低。但单级效率不太随意马虎提升,因此Vicor现在的DC/DC已经是两级,使效率和密度都上去了。
其余,这次展会有推出ZVS buck boost(零电压开关升降压)转换器PI3740,是业界唯一采取软开关技能的升降压芯片。支持8~60V宽电压输入范围,10~50V输出,根据不同的输入电压,功率可从50~140W。采取零电压开关可以明显降落开关损耗,开关频率可以做到1MHz以上的高频。比较之下,友商1的12V-12V是150kHz,友商2是300~400kHz。这次推出的PI3740与之前的buck boost产品构成了一个完全的升降压产品系列。可以应对从汽车到一样平常工业用场的电池输入运用处景,功率从50~800W不等。
数据中央:48V直转CPU
数据中央也是Vicor的亮点。Vicor的分比式架构FPA已经为Intel VR13 48V做了很多年产品。2016年3月9日,谷歌发布基于48V的方案,并在OCP(开放打算项目)上宣告采取了Vicor方案。其余,在今年召开的Facebook OCT会上,已有客户明确提出采取48V方案。于此同时,海内也有一些厂商在做48转CPU方案了。
相信一旦运用起来,市场是很大的。
目前本土会有试用48V转CPU方案。国外已出货几百万片(例如谷歌等)。实际上,海内的天蝎2.5已包括48V电源, 但是48V转12V,估量天蝎3.0今年会发布,有可能直接接到CPU,有可能有48V母线选项。
与此同时,电源一线厂商也纷纭跟进,推出48V转CPU方案,或正在市场预研。但是“Vicor是业界唯一成熟的48V转CPU的方案。”陈历忠称。
详细地,Intel的VR13是对CPU的电压调度(VR)规范,涉及动态相应、电压调度精度、负载线变革等,指标非常严格,近乎苛刻。以是入围Intel VR13的朋友圈已经实属不易,而Vicor是圈中唯一一家成熟运用的48V方案。
为何48V转CPU受到谷歌、facebook、BAT等青睐?实际上,48V转CPU的电压效率,与12V转CPU的效率差不多,但是输入48V进来,反向的损耗或母线排上的损耗减少会很多,电流只有其1/4。
日本一家企业已采取了Vicor的方案。谷歌的核心搜索引擎做事器均已采取Vicor电源。谷歌的核心搜索引擎做事器已100%采取Vicor电源。实际上,谷歌低端做事器上还有12V方案,电源架构是12V和48V母线。48V的上风是PoE(负载点)电压非常低。而传统的AC-12V,再从12V-CPU,两级转换效率较低,因此比较费电。
由于W=I2R,线上损耗减少很多。
系留无人机
系留无人机常日须要700~800V电压,须要空中勾留韶光长,希望载荷大,一些半导体公司有整套方案,诸如MCU、DC-DC、电机驱动等,但800V电力驱动转换到24V/48V,须要用到Vicor的模块。后端可以采取Vicor的ZVS降压芯片转换为掌握电路所需电源。
Vicor的模块只有30g,可以输出600W,重量轻、效率高、密度大。只管有的无人机厂商会采取MOSFET自己设计,但Vicor方案性价比较高。
LED显示
随着LED显示屏对厚度的哀求越来越高,薄屏易于安装,安装可靠。传统LED显示屏从AC转5V,然后5V直接供给LED屏,驱动单个LED。在这种构造中,ACDC电源比较厚,如果采取大功率5V/12V母线,线上的压降比较大。因此海内一流厂商开始考虑利用集中的AC转48V的DC电源,屏间母线为48V,再从48V通过DCDC转换成5V。这种构造其厚度小,样损耗小,是大屏的发展方向。这次展示的LED显示系统采取的是PFM从AC转为48V,再采取48V转5V的ZVS buck直接为屏供电。
5G GAN发射装置
新型材料GAN是热门,Vicor是如何布局的?
GAN的运用分为两块:GAN功率器件;GAN发射射频装置。后者对Vicor有巨大机会。由于GaN功放的电压较LDOMOS要高,输入电压根据不同的工况会哀求改变。Vicor的ZVS buck boost可以为GaN供电,而且也可以用ZVS buck从GaN系统的48V供电母线直接转为负载点电压。结合ZVS buck, ZVS buck boost和48V直接到负载点的FPA方案,在5G中有很大的潜力。
功率器件方面,GAN的开关损耗很低,适宜小型化。但Vicor目前用硅片做的等级与GAN的性能差不多。Vicor凭借的是业界领先的软开关技能。
Vicor的特点是什么?
Vicor以砖式或模块电源有名。比较于很多IPM(智能功率模块)和功率器件等产品,Vicor做的是模块化电源系统。而IPM,常日是功率器件或电源器件与掌握芯片的集成。比较后者,Vicor的砖式或模块的集成度更高,里面有功率器件、掌握芯片与很多旗子暗记调理电路,利用独特的拓扑构造,实现高密度、高效和高可靠性。
在制造方面,Vicor在美国马萨诸塞州制造,生产全部外包。
公司定位通信、工业等高可靠性领域。
Vicor到底在做什么?
至此笔者理解了,Vicor是用其他公司的功率芯片或仿照芯片,用自己的拓扑构造做设计,做出的电源模块用起来更方便,特点是:密度更高、效率更高、可靠性更高。
系统设计的难度挺大,听说Vicor的CEO本身便是名极客,拥有大量的电源核心专利,涉及从拓扑到电路,到封装以及生产各个方面。在此多提一句,CHiP和VIA的紧张差异是,VIA是精于散热的金属双面散热。其余,有趣的是,CHiP不是芯片,而是像芯片形状的一个完全的电源系统模块。










