西恩迪蓄电池谈通过高压创新重新定义电源管理：

如今，为了给新系统供电，我们对电能的需求越来越大，新系统很多是移动的，它们提高了我们的生活水平。与此同时，环保问题要求我们更加高效地使用能源。 

虽然这些挑战需要我们使用多种政治和经济手段来有效应对，不过有一种技术手段正日益显示出其重要性。高压创新手段能够使电能的传输和转换更加高效，从而降低电源和终端设备间的功率损耗。

这些创新手段为发电方式带来改变，例如引入可再生能源，并且提升电机和制冷设备等耗电量较大设备的节电性能。这使得能源效率稳步上升，降低成本，并减少温室气体排放。

即使是微小的效率提升也能带来显著的影响。美国能源信息署（EIA）在其2015年中期预测中估测：到2040年美国的发电量将增加24%——每年增加约1%。EIA还预测，美国的发电量中，有大约6%的电能浪费在供电和配置方面——近几年每年浪费的电量超过1400万兆瓦时。通过提高效率，节省一部分浪费电量，便可降低所需的总发电量。

为什么将重点放在高压上？

电压的变化范围很大，发电厂的电压可以高达几万伏，区域输电线路上则低至不足1伏，这些电压由嵌入式处理器等高速数字组件在内部使用。在配电线路上分布着很多中间电压电平，对消费者来说，最熟悉的是110/120伏和220/240伏电压。 对于住宅、商业、工业和汽车应用而言，高压的范围从几十伏到几百伏不等；包括从比电子电路高出一点的电平到运输和工业设备中所使用的电平。

据市场调查公司IHS的研究数据，在所有电压电平上运行的电源管理集成电路代表对集成电路供应商的巨大需求——这一领域每年金额高达300亿美元。全新的集成电路产品市场不断涌现，比如说AC/DC转换器、逆变器、双向转换器和DC/DC转换器。能够提供高集成度、高功率密度以及高智能化的集成电路解决方案可以进而提高系统的整体性能。

功率转换是黄金发展领域，因为从电厂到终端应用，每一次电压转换都涉及功率损耗。另外，在相同条件下，输电过程中低压的功率损耗高于高压。出于这些原因，最有效的方法就是，在使用最大限度降低功耗的转换方法对高压进行降压操作之前，尽可能地使高压接近甚至直接进入终端设备。设备和用户附近存在高压时，也需要对机器和人体采取额外的保护措施。

“设备”一词往往让人联想到工厂车间，实际上，诸如电机、机器人和中央控制系统等工业应用也是电源创新的重要领域。目前，全球的各个行业都在经历智能自动化转型，这次转型的到来如此之快，以至于一些人将其称为“第四次工业革命”（前三次分别为蒸汽机、大规模生产和早期自动化）或工业4.0。在这次转型中，所谓的“智能工厂”起到了决定性作用，它代表了更高的机器智能性和更强的系统通信能力。智能工厂的首要目标是通过使用更少的能量实现更多的功能，提高生产力，并降低成本。

为了满足这一要求，TI计划设计集成众多电源组件的单芯片解决方案，在成本和性能方面更加实用。不论何时，如果由于使用了不同工艺进行功能构建，从而使全系统集成过于昂贵，或者无法实现的话，那么将两个或更多器件集成到MCM中就是一种可行的解决方案。除了节省空间之外，系统级的单芯片和MCM解决方案可提高功率密度，并且减少了对绕组和散热片等无源材料的需要。这种解决方案还简化了设计，因为其可消除或最大限度地降低让电源设变得十分困难的复杂内部阻抗。

隔离。单芯片和MCM集成面临的一个巨大挑战就是如何进行隔离。传统电源使用变压器进行隔离，变压器是位于集成电路外部的庞大组件。然而，处于开发当中的全新的隔离方法将免除外部变压器，直接从芯片或MCM内部对系统进行隔离。为了用户安全和设备保护，这一点很重要，增强型隔离是系统正常运行所需基本隔离的2倍或者更多。随着这些提供隔离的集成方法在市面上不断出现，它们将对于节省空间的电源解决方案变得必不可少。

高频可编程控制器。如果没有精确控制，即使最好的栅极驱动器和电源开关对于SMPS来说，也毫无价值；否则，计时中的细微方差将会很快放大为巨大方差，从而降低系统效率。至少，新型SMPS设计的高频需要高性能状态机提供的数字控制。创新型软件工具帮助电源设计人员理解如何使用C2000 MCU或UCD3138数字控制器，开发数控SMPS系统的闭环控制功能，从而简化从传统模拟控制方法到数字控制的转换工作。

高级封装。集成电源解决方案要求创新型单芯片和MCM封装，以应对高压运行产生的电气性能完整性和热应力要求。封装专家们必须了解的问题有：材料的类型、接合技术以及防止器件性能退化的保护方法。封装性能会由于高压至低压区域的电荷扩散、高电流密度造成的电迁移或者因此必须从封装中去除的热量而下降。由器件使用寿命内的热机械应力以及其他原因造成的破裂也会导致性能退化。高功率水平时上述问题会被放大，尤其是当集成电路被应用于工厂车间、汽车或其他恶劣环境时。TI正在通过广泛的材料评估、综合性测试以及与材料供应商主动接触和交流来应对上述挑战。