保护、控制和传感:Littelfuse让5G通信和数据中心更加可靠、节能和安全

日期:2020-11-30


PSDC主编   刘洪
 

 
Littelfuse首次亮相PCIM Asia,会上,记者连线采访了Littelfuse电子事业部销售经理Hebert Wang和FAE经理Andrew Jiang,他们分享了公司近年来的出色业绩,特别是战略收购IXYS后的情况,介绍了针对5G通信和数据中心功率控制和电路保护的持续投入和完整的保护、控制和传感产品线。
 
不仅仅是保护
提起Littelfuse,之前给人的印象是一家专攻电路保护,为全球客户服务超过90年的领军企业,随着与IXYS有机整合的完成,公司拓宽了产品线,实现了1+1大于2的预期效果,2019年年销售额达到15亿美元。
Hebert Wang表示:“Littelfuse有很丰富的运营经验,熟悉运作路径,补足了IXYS的短板。整合后的公司有了很多改变,运作部门都在国内,在中国有后道工厂,生产和服务更加快捷,模块进入了亚洲,未来更有优势。”
Andrew Jiang 补充说:“IXYS原来的业务是新能源、工业、医疗占营收的80%左右,但是,现在消费和工业应用的界限越来越模糊。公司重组后更注重市场应用和成本,整合非常有创意性,IXYS原来做半导体,Littelfuse做电路保护,完全互补,没有二选一的产品。之前IXYS的模块生产线在欧洲,整合后立刻投资在菲律宾建了模块工厂。Littelfuse的发力让产品线运营成本更低,还减少了关税。”
现在,Littelfuse已成为专注于为5G通信、数据中心开发商和运营商,以及其他许多市场提供过电流保护、瞬态电压抑制、传感器、功率转换元件和碳化硅等先进器件的半导体供应商,为这些设施的高效可靠运行保驾护航。
当今的数据中心需要处理从几百万台移动设备和构成物联网的其他装置收集的天量数据。为使这些设施正常运行,数据中心的运营者需要先进的电路保护、传感技术和功率管理元件。
 

Littelfuse的保护、控制和传感
 
在保护方面,Littelfuse拥有行业最广泛的电路保护产品,包括许多业界首屈一指的解决方案;行业标准的专业知识和应用测试能力(UL、IEC、ITU、AEC-Q等),可以使设备更安全、更可靠。这些解决方案涵盖可再生能源、工业自动化、数据中心、消费电子、移动和可穿戴设备、医疗保健、楼宇自动化、汽车、家电等。
 

行业最广泛的电路保护产品
 
功率控制方面,Littelfuse拥有功率半导体技术的广泛组合,包括解决功率转换的宽频谱问题的广泛的分立器件和功率模块;封装形式多种多样,如行业标准封装、创新封装和热管理解决方案;适用于多兆瓦电力系统的标准子组件,以及标准和定制产品。
 

功率半导体技术的广泛组合
 
传感方面,Littelfuse拥有标准和定制的磁性和温度解决方案。磁感应中的簧片、霍尔效应及裸片和封装的磁性致动器处于全球领先地位;温度传感器包括广泛的热敏电阻、电阻式温度检测器、数字温度指示器及组件;深厚的应用知识、磁性和机械建模专业知识支持定制传感器设计;多种应用解决方案涵盖家电、智能仪表、电池管理、汽车、电动汽车、暖通空调等。
 

标准和定制的磁性和温度解决方案
 
打造通向云方案的高速公路
Hebert Wang介绍说,随着5G和数据中心高性能计算需求的增加,每个机架需要的电力越来越多,设备运维的考验也越来严峻。这就需要不断提升半导体器件的性能、效率,实现小型化。为此,Littelfuse不断为5G通信功率控制和电路保护加码。他认为,5G(包括4G)功率器件的机会主要是PSU(48V输出电源装置)和DCPD(DC分配器)。
 

5G(4G)典型功率图
 
在中国市场,Littelfuse电信电源PSU的重点项目是48100(输出48V/100A)、4850(输出48V/50A)、4830(输出48V/30A)和4815(输出48V/15A)等。
 

电信电源引入PSU(4G/5G
 
据介绍,PSU4850是Littelfuse的重点项目,其低成本版本的PSU 4850效率可达88-92%;高效型PSU 4850的为效率96-98%。
 

低成本版本的PSU 4850
 

高效型PSU 4850
 
X系列MOSFET(超级结)现在已做到1000V,用于通信输出同步整流的X4系列150V和200V MOSFET已经成功应用于5G电源;用于通信LLC的新一代X3系列 650V MOSFET明年将实现量产,相比于现在的X2系列,X3 MOSFET可以满足客户对更高效率的要求。作为IXYS明星产品的二极管可以有效节省电路板面积。在驱动大功率方面,低压门驱动器600系列工作电压做到了35V,电流高达30A。另外,新推出的9A碳化硅MOSFET和IGBT光隔离门驱动器IX4351的驱动电压为+30V/-10V,通过了AECQ认证,具有软关机去饱和检测功能。
 
让通信设备更加安全可靠
如何保护AC电源一直是5G通信和数据中心的一个挑战。Littelfuse的电流保护、瞬态电压抑制、传感器可以帮助这些设施实现高效可靠的运行。具体功能包括:L-N之间的差动保护、L&N-PE共模保护和防止经MOV到PE的电流泄漏路径(零能量待机能耗)。
 

AC电源的保护
 
为了实现防雷保护,最新的TSS Crowbar电源解决方案,将新型压敏电阻和TSS管串联使用,能大大的降低残压,提高MOSFET,电容等的耐压能力。从而以提高电源的可靠性。
 

TSS Crowbar电源解决方案
 
除了传统产品,新推出的HMOV更耐高温(125℃),可满足通信电源的严苛要求。
 

耐高温HMOV
 
5G系统的挑战不同于4G,模块功率越来越大,耗电也更多,保险丝也要更大电流。目前,市场上针对高功率需求的产品很少有3000W以上的小型保险丝。而420VDC和250VAC的607系列保险丝体积小(10Xmm),最大电流到63A,能满足功率6000W电源需求。
 

606和607系列保险丝
 
此外,还有传统产品504/505保险丝(6 mm x 32mm尺寸),具有同样高的AC/DC电压。504系列高I2t;505系列高分断。487保险丝最大25A(405系列);477保险丝最大25A(417系列),均支持双输入。
在DC电源保护电路中,针对RRU DC馈线的特点,DC端口尤其应采取以下DC保护措施:来自RRU的馈线电缆应具有直流SPD,然后接入DC电源柜;电源线应采用屏蔽电缆,并与馈通窗口外的接地棒(MEB)连接;如有需要,可根据所示电路图安装DC电涌保护电路。
 

DC电源保护电路
     
大功率AK和LTKAK系列可以用来替代压敏电阻。其优点是可以实现高性能、低箝位电压和小尺寸。
 

大功率AK和LTKAK系列
     
      新推出的125℃贴片压敏电阻,具有4500A高浪涌容量,SMD封装,可以代替传统压敏电阻实现小型化。
此外,还有几款贴片保险丝,小尺寸881和881F系列,最大100A电流,最大75V电压,1500A分断;低成本的456SD/463系列最大额定电流为50A;456系列为低I2t,463系列为高I2t;以及针对模块电源的1206小体积的501系列。
      10-20kA的气体放电管(GDT)DC60系列采用多层叠压技术,防雷等级更高,可以替代压敏电阻,适合高浪涌容量和差模保护的防雷应用。
 
关于碳化硅归驱动难
采访中还谈到了碳化硅器件的驱动问题。如果解决不好,将会影响碳化硅器件的可靠性,使其性能大打折扣。他们认为,驱动与MOSFET的特性相关。现在碳化硅MOSFET的生产工艺水准使得碳化硅门极电压不够稳定,开启时需要更高的驱动电压,关断时由于门极阈值电压向下漂移,还需要加负电压。现在整个业界大部分是18V驱动,比较好的可以做到15V。碳化硅的特性要求使用专用IC来驱动。Littelfuse的IX4351驱动IC自带负压,技术非常领先。
那么驱动是不是一定要器件厂商自己做呢?他们认为,中国的电动汽车、高端电源应用已成为主流。但新型器件对工程师来说应用经验很少,需要有专用的驱动来解决问题。一些厂商专门做驱动会对工程师有很大的帮助,术业有专攻未尝不是一件好事。
 
www.littelfuse.com

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