Enpirion电源解决方案——再现Altera技术新高峰

导语  2014年11月13日，Altera®公司召开媒体见面会，重点介绍Enpirion技术相关电源解决方案及其在FPGA、PowerSoC等方面的应用及技术突破。此次媒体见面会是“Altera 2014年度技术巡展”的一部分，主题为“Silicon Convergence前沿硅片融合”，重点是Altera业界领先的第10代最新FPGA和SoC，包括Stratix® 10 FPGA和SoC、Arria® 10 FPGA和SoC，以及MAX® 10 FPGA等。会上，来自Altera®公司Enpirion产品中国区高级业务经理张伟超进行了Enpirion电源产品的介绍和演示，系统地讲解了Enpirion数字电源的优势、特点及应用，并就其发展趋势进行展望。

电源网报道  2013年5月15日，Altera®公司宣布签署收购Enpirion, Inc.的最终合并协议，将Enpirion的电源单芯片系统与Altera的FPGA相结合，为研发生产性能更强、系统功耗更低、可靠性更高、体积更小的产品提供了可能性。

在Altera正式收购Enpirion, Inc.一年后，我们看到融合了Enpirion电源解决方案的全新FPGA产品。在加入Enpirion技术前，FPGA的设计开始面临诸多问题，如电源轨越来越多、面积增大、噪声敏感、线性稳压器的效率较低导致功率损失增大。

Enpirion技术解决了以上各种问题。为什么Enpirion可以做到？它拥有三项最重要的技术开发，包括高频IC技术、磁体工程以及电源封装和构建。如今，电源正在向着小型化、高效、高可靠性、智能化的方向发展，在这三项技术的基础上Enpirion实现了集成电源转换的高效、低噪声、系统可靠性高以及使用方便等特点。包括以下特点：

体积最小——Enpirion技术采用独特的磁芯配方，实现最高功率密度和最小外形封装。与其他分立开关稳压器和模块相比，极大地减小了负载点稳压所需要的PCB面积和高度。

更高效率——Enpirion采用LD MOS使得系统功耗降低并且有降低纹波，最高效率可达97%。

系统可靠性高——通常在高温工作下可能造成元器件的失效，Enpirion使用的器件达到工业级，在85℃环境温度时，大部分不需要负载降额或者气流散热。此外，经过专门的仿真测试、特性测试和验证和制造测试，通过JEDEC JESD47行业标准验证。 更少的元器件和严格受控的IC制造工艺，实现了无与伦比的45,000年MTBF可靠性。

使用方便——由于Enpirion具有补偿功能，支持“一站式”设计，开发只需较少的设计步骤，使用更少的迭代，相对于分立开稳压器显著缩短了设计时间，降低了开发成本，以便产品更迅速地面世。

最小的引脚布局——Enpirion电源系统采用最小的引脚布局，使得方案设计更加简洁，降低成本。

EM1130与PMBus高度集成的30A PowerSoC

通常，更大电流的输出意味着更大的功耗和成本，Enpirion技术可以做到最大输出电流达30A，输出电压在0.6V-1.5V，精度＜0.5%，峰值纹波仅5mV，效率达到89%以上。此外，EM1130 PowerSoC还集成了电感、电源系统和控制器，具有PMBus V1.2兼容数字通信接口，支持计算机远程监控。EM1130支持最多6组并联运行，对输出电压在相位、纹波、瞬态响应可以做出精确的检测。EM1130 PowerSoC还具备降低系统功耗的SmartVID特性，高精度差分远程检测，自适应数字控制环实现快速瞬间响应。是真正意义上的数字/智能电源。

在可调门限和等级上，EM1130 PowerSoC可以做到对UVLO输入和输出报警以及故障等级、OVLO输入和输出报警以及故障等级、过流报警和故障等级、过温和低温报警以及故障等级、预偏置负载、单调启动/关断、短路等保护。

MAX 10开发套件

如图，Enpirion独特的封装技术使得电源芯片散热好、低噪声，可实现电路设计中与主芯片离的很近。

使用EM6337替换LDO，既能实现线性降压又可大大提高效率。在整个MAX10开发套件中，可根据用户的不同需求实现不同的电压、电流输出要求。

Enpirion电源解决方案的应用

市场需求驱动使设备生产商在其产品中增加更多的特性和功能，提供更大的带宽，进一步减小外形封装，并且提高能效。最新的28nm和20nm FPGA、处理器和其他SoC需采用更小尺寸，更高精度的电源管理器件来解决这些难题。这样的需求会导致电源轨数量增多，有复杂的上电排序要求，以及严格的噪声容限。Enpirion电源解决方案解决了这些电源设计难题，得到了广泛应用。主要包括以下领域：

计算机——包括服务器母板、NIC和HBA卡、RAID控制器、微服务器；

网络和电信——包括射频基站（宏基站、微微蜂窝、毫微微蜂窝）、骨干网（微波、固网）、媒体网关（ATCA/AMC）;

工业和嵌入式——包括安全系统/数字视频录像机（DVR）、工业计算、工业通信模块；

企业存储——包括固态硬盘（SSD）、SATA、SAS、mSATA、PCI Express※（PCIe※）、存储系统；

测试和测量——包括网络分析仪、自动测试设备（ATE）数据采集示波器、分析仪、信号发生器；

光网络——包括光模块、SFP、XFP、CXP、CFP、有源光缆、可设置上/下复用器。

Enpirion电源转换解决方案，方便了电路板开发人员设计负载点电源方案，以最低的系统功耗实现FPGA最佳性能。经过优化，可以满足Altera高性能Stratix® V、Arria® 10以及Stratix® 10 FPGA和SoC的核心需求。当系统设计人员需要将高性能FPGA集成到系统中时，它为系统设计人员提供了高效的高密度电源转换方案。这一系列电源完善了Altera的Power SoC DC-DC转换器，这种体积最小、效率最高的电源解决方案为系统工程师提供了设计产品的新方法，满足了最严格的要求，性能也符合需求。（编辑&记者 鹃子）

Altera简介

Altera®的可编程解决方案帮助电子系统设计人员快速高效地实现创新，突出产品优势，赢得市场竞争。Altera提供FPGA、SoC、CPLD和ASIC，以及电源管理等互补技术，为全世界的客户提供高价值解决方案。请通过Facebook、Twitter、LinkedIn、Google+和RSS关注Altera，订阅产品更新电子邮件和新闻快报。请关注Altera官方微博，通过Altera中文论坛及时提出问题，分享信息，与众多的Altera工程师在线交流。

人物简介

张伟超(Alex Zhang)  Enpirion产品中国区高级业务经理

张伟超先生是Altera中国区Enpirion产品高级业务经理,此前张先生在电源芯片行业已拥有12年从业经验，先后(在美国国家半导体公司，飞兆半导体公司，恩智浦半导体公司)担任过研发以及产品应用工程师，技术市场经理以及大中华区市场销售经理等职位。张先生拥有南京大学的电子工程学士和复旦大学微电子学硕士学位。