2010/12/02-李建志

 

資源匱乏讓全球人民意識到，除經濟發展外，更應該要重視環境保護。因此，在高喊「節約能源」的大環境下，就會塑造出許多標榜節能的產物，與從照明LED到替代能源的太陽光電，都已經被業界討論好幾年，但兩者卻因為技術上無法突破尚未普及化，目前都無法發揮最大效益。然而節約能源的概念是「不浪費資源」，人們生活中無時無刻都充斥的電器用品，如何有效管理電源，讓一度電發揮最大效益，使電源控管IC成了科技新寵兒。

電源控制、管理IC(Power Management IC)大部分使用於電源供應器(Power Supply)，是所有電子產品必備關鍵零組件，主要用途為提供電子產品穩定且適當電壓供應，電源供應器的好壞也會直接影響電子產品使用壽命。其實電源控管IC早已運用在電子產品，不過以往控制重點是如何能達到穩壓效果，隨著節能熱潮，現在電源控管IC研發重點變成當產品不需要用電時，電源控管IC要將電力輸出控制到最小而減少電力浪費。

舉消費性電子產品的例子來說，手機電池在座充上完成充電，電池已不需電力輸入時，此時電源控管IC的任務就是要把電力輸出控制到最小，一來不浪費電、二來可以保護電池；從LCD螢幕產品觀察，雖然電視中影片的場景是黑的，但事實上面板後方的FCCL(冷陰極管)仍持續保持持續發光，並不會依影片亮度對應調整，所以並未達到真正節能與省電。然而，優秀的電源控管IC應該要隨著電器用品使用狀況動態調整電力輸入，從源頭開始省電，這種節能控管方式也是電源控管IC的未來目標。

絕大部分的電源控管IC仍以類比方式設計，誠如上述所言，未來在電源控制上必須是「省電的」、「適用的」與「聰明的」，加上近年來可攜式消費性電子產品快速成長，電源的基本要求是「輕薄、高效能、高可靠度」，隨著這樣的趨勢前進，看來電源控制數位化與可程式化勢必成為電源控管IC研發重點。

類比式控制IC優點是成本低、電路簡單、反應速度快，但缺點是通常僅能提供特定功能，使用介面簡單、不適合複雜電源系統整合，控制迴路補償不易調整。而數位化的好處就是電源可程式化，其電源準位細分為不同刻度，稱之為電壓刻度(voltage scaling)，如此一來電子產品無論使用或是待機，電源控制IC可依不同狀態供給不同電量。另外，也因為數位化後可提供共同電源控制設計平台，可簡化設計流程，易於控制迴路調整與測試、縮短設計時間。具有相同的硬體架構但卻可透過軟體方式進行不同應用，因此設計易於標準化，進一步降低生產成本。所以，無論從成本面看或是節能趨勢觀察，電源控制的數位化勢在必行。

電源數位控制IC設計廠商IWATT亞太區業務總監謝忠勳表示，目前電源控管IC仍以類比設計較多，但類比產品需加上光耦器才能讓訊號處理更佳、電源控制更精準，但加了光耦器會讓電子產品成本跟體積增加，無法迎合現今消費性電子強調輕薄短小的開發需求，謝忠勳說電源控制IC廠商都知道數位控制的優點，不過由於類比和數位是不同設計領域，技術跨越不易，目前IWATT在小功率的電源控制IC廠商中算是領先者。

近年話題沸騰的LED TV也是迎合省電趨勢，將原本的FCCL換成LED，EPA’s Energy Star 5.0更是訂下準則，強制規定2012年5月1日以後生產的電視消耗功率要在108W以下，今年出產的LED TV消耗的功率大約是200W上下，距離108W仍有一段距離，謝忠勳認為要降低LED TV消耗功率可從2個重點下手，一是電源控制IC、二是提高LED燈的亮度。讓LCD TV不用太多燈條就能發揮作用。數位控制的好處是開機時就可偵測LED條燈條需的電流量，再依不同需求供給每條燈條需的電流，用此法達到不浪費電源的準則，而IWATT目前控制IC已經可同時控制64條燈條，技術領先同業。

應用數位/類比IC設計技術於電源控制IC的發展，將成為電源控制IC的重要趨勢，電源控制IC將會朝向數位化、可程式化、與智慧化方向持續發展，數位電源控制技術不僅可以達到更好的電源穩壓控制與系統整合功能，更重要的是，藉由數位電源控制介面，電源可與應用整合提供更多更好的服務功能，數位電源因為電源管理需求而產生，也會因為其電源服務(power service)功能擴大其應用，而誰能搶得先機，等於誰先進入了這片藍海市場。