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通过可重构数字电源打破传统电源系统的固化模式

Felix分析 来源:电子发烧友网 作者:吴子鹏 2022-09-22 08:30 次阅读

电子发烧友网报道(文/吴子鹏)自19世纪60/70年代至今,电气化的进程已经渗透到社会生产生活的方方面面,电源系统成为各种设备运转的必要环节。伴随着各行业对高效、集成的追求不断提升,电源系统也在发生着日新月异的变化。


水芯电子科技创始人、董事长吴钰淳表示,“模拟电源芯片是固化的,在进行系统创新时会遇到很多掣肘问题,无法进行更改。在系统性能、效率、安全保护和总拥有成本等方面,数字电源都拥有很多独特的优势。”

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水芯电子科技创始人、董事长吴钰淳

9月20日,在苏州高新区&水芯电子合作签约仪式暨水芯电子&Baseus倍思联合新品发布会上,水芯电子和Baseus倍思各自都发布了多款新品,其中Baseus倍思的新品也是基于水芯电子的数字电源芯片打造的,通过芯片和产品向大家系统地展示了水芯可重构数字电源芯片的先进性能和灵活性。

可重构能更好地应对差异化

水芯电子致力于实现模拟电源芯片全面数字化的伟大事业,通过可重构数字电源芯片,帮助客户用1%的时间快速定制电源SoC芯片,上百倍减少电源芯片种类,实现客户更加便捷、性能强大、功率密度更高的电源设计全新设计体验。在本次发布会上,水芯电子发布了面向快充充电器/车充、快充充电宝、小家电快充、快充协议和充电宝/充电器领域的新品芯片。

应用于快充充电器/车充领域的主要是M12369、M12359、M12349三款新品。其中,M12369 是一款面向大功率快充应用的电源管理SoC,集成了微处理器、双路降压变换器、快充协议控制器,支持PD3.1、QC3.0、SCP、FCP、AFC、BC1.2 DCP等全部主流快充协议,结合少量元件即可组成双C口的140W大功率快充解决方案。

吴钰淳指出,在消费快充领域,140W是当前比较大的功率快充方案,耐压、效率和体积会是比较大的挑战,产品的差异性和此前的中低功率产品有所不同,此前一个固化的产品定义基本可以适用于整个市场,在140W大功率快充领域,这是不可能的,客户的需求之间有明显的差别。

“水芯电子作为可重构数字电源管理芯片企业,所推出的产品和模拟芯片不同,非常强调芯片本身的弹性和可重构性能,以此让水芯电子的客户,比如Baseus倍思这样的行业龙头客户,能够尽可能地实现自己的设计理念。尤其是消费电子领域,这种差异化能够得到更好的体现。”吴钰淳讲到。

针对可重构这一产品特性,他解释道,从电源系统的角度来看,不同的功率会有不一样的拓扑结构。在之前中低功率的DC/DC方面,主要会涉及升压和一些降压,到了100W以上开始强调升降压;在AC/DC方面,很多工业类的拓扑结构出现在了消费市场,但并非直接使用,否则会出现水土不服的情况。而如果聚焦到工业领域,其定制性会更加明显,包括几百瓦、上千瓦的大功率电源系统。并且,即便是同样的拓扑结构,控制算法也会有较大的差异。如果看整个电源系统的话,还会有通信、采样、系统融合等需求。可重构的数字电源能够更好地应对来自不同功能方向的差异化需求。

应用于充电宝方向,水芯电子推出了M12269、M12229、M12259、M12239、M12249五款产品。其中M12269 是一款面向多串电芯大功率移动电源应用的专用 SOC,集成了同步升降压电压变换器、电池充放电管理模块、显示模块、电量计算模块,提供最大140W输入/输出功率,支持PD3.1、QC3.0、AFC、FCP、 SCP、BC1.2 DCP等主流快充协议,并提供过压/欠压、过充/过放、过温等完备的保护功能。

此外,本次水芯电子还发布了面向充电器+充电宝的双功能专用 SOC——M12429,面向小家电/电动工具快充的专用 SOC——M12029,以及支持 PD3.1 的单口全兼容快充协议 IC——M12121。

帮助客户提升设计灵活性

前不久,水芯电子正式完成了来自深圳市倍思科技有限公司、玉侨合投资和苏州乾汇资本等知名投资机构数千万的Pre-A轮融资。根据吴钰淳的介绍,水芯电子在消费快充领域已经积累了足够多的技术和产品经验,这笔融资将主要用于产能的扩大。此外,水芯电子在应用于工业和汽车领域大功率电源的芯片方案也正在进行中。

在此次发布会上,Baseus倍思发布了4款与水芯电子达成深度战略合作带来的联合新品:3款全球首款双Type c+双向PD3.1户外电源和1款全球首款PD3.1车载充电器。深圳市倍思科技有限公司副总经理/产品负责人陈龙扣表示,水芯电子推出的一系列充电宝芯片、车充芯片、协议芯片、充电宝+充电器“二合一”芯片和小家电芯片,与Baseus倍思创新理念契合度非常之高,这也成为了Baseus 倍思与水芯电子达成深度战略合作关系的契机。

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深圳市倍思科技有限公司副总经理/产品负责人陈龙扣


陈龙扣指出,数字电源代表着行业的未来,能够解决很多差异化和智能化的产品设计诉求。在和水芯电子合作之前,Baseus倍思主要将电源切分为两个部分,其一是AC/DC部分,其二是DC到协议部分以及相关的升降压。在这样的功能划分之下,传统做法为分开选择DC+协议,以及DC+升降压的方案,且由于多路还可能增加MCU,那么就会形成多家芯片的组合,这个复杂结构很难调优,出现效率、温度、辐射、生产等多方面的问题。通过采用水芯电子的可重构数字电源,能够通过软件的方式替代掉非常多的模拟线路,使得系统的复杂度大大降低,一家的设计原理来协调各个功能区块,效率会大大提升。并且,硬件本身都是有损耗的,通过软件的方式替换掉外围的器件电路,能够给系统效率提升带来很大的帮助。

值得注意的是,陈龙扣和吴钰淳都有提到,可重构数字电源系统能够通过软件快速优化系统的性能指标,使得通过安规、工规等行业规定的效率大幅提高,在车规领域,一款过车规的可重构数字电源芯片能够应用于更多的车载系统设计需求,对元器件管理和设计效率提升都大有裨益。在此,陈龙扣特别谈到了此前基于模拟电源芯片实现方案设计时的一些无奈,“此前模拟电源系统如果出现系统bug,解决方案基本就是新增线路或者在下一版方案中解决。”

根据共研网发布的《2022-2028年中国电源管理芯片市场全景调查与市场前景预测报告》,2021年中国电源管理芯片产量139.8亿颗,同比增长15.9%;电源管理芯片需求量292.0亿颗,同比增长11.7%。预计2022年中国电源管理芯片产量162.4亿颗,同比增长13.9%;电源管理芯片需求量327.6亿颗,同比增长10.9%。可以看到,未来很长的一段时间里,中国电源管理芯片存在较大的进口依赖。那么也就意味着国产厂商拥有着巨大的发展机遇。

吴钰淳认为,“在未来十年,模拟电源将大规模数字化,中国芯片公司将很有可能弯道超车,实现电源芯片领域的技术反超,从而成为世界级的芯片公司。”

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    Integrated MAX25014汽车级4通道背光驱动器具有IC控制的脉宽调制 (PWM) 调光和混合调光功能,非常适合用于汽车仪表板和信息娱乐显示屏。集成电流驱动,每路可支持高达150mA LED灌电流。该器件采用2.5V至36.0V的宽输入电压范围,并能承受汽车负载突降事件。 内部电流模式直流-直流开关控制器可配置为升压或SEPIC拓扑,工作频率范围为400kHz至2.2MHz。集成的扩频有助于降低EMI。该器件采用自适应输出电压调节机制,可最大限度地降低LED电流驱动通路的功耗。 包含用于外部nMOSFET系列开关的控制,以降低背光关闭时的静态电流,并在发生故障时断开升压转换器。 MAX25014符合AEC-Q100标准,采用24引脚TQFN封装,设计用于在-40°C至+125°C温度范围内工作。 特性 宽电压范围运行 启动后工作电源电压低至2.5V 承受高达40V的负载突降 高度集成 完整的4通道解决方案,包括升压控制器 I2C控制,可最大限度地减少元件数量 ...
    发表于 10-28 14:55 203次 阅读
    MAX25014ATG/V+ MaximIntegrated MAX25014汽车级4通道背光驱动器

    LDO40LPU50RY STMicroelectronics LDO40L 低压差稳压器

    oelectronics LDO40L低压差稳压器是一款400mA、38V LDO,非常适合用于严苛的汽车环境。LDO40L稳压器的静态电流低至45uA,因此适合用于永久连接电池电源的应用。当点火开关关闭时且电子模块保持活动模式时,此特性尤其重要。 LDO40L具有各种嵌入式保护功能,包括电流限制和热关断。另外,LDO40L还具有-0.3V至40V输入电压范围、低压差以及低静态电流等特性,因此适合用于低功耗工业和消费类应用。 LDO40L低压差稳压器符合汽车应用类AEC-Q100标准,采用带可湿性侧翼的紧凑型DFN-6 (3x3) 封装。 特性 符合AEC-Q100标准(1级) 低静态电流:45µA(无负载时的典型值) 高达38V的宽输入工作电压范围 低启动电压:3.5V 输出电流:高达400mA 输出电压选项: 可调电压:最低2.5V 固定电压:3.0V、3.3V、5.0V、8.5V 输出电压精度: ±1%(25°C时的典型值) ±3%(包括线路...
    发表于 10-28 09:50 307次 阅读
    LDO40LPU50RY STMicroelectronics LDO40L 低压差稳压器

    M95M04-DRMN6TP STMicroelectronics M95M04 4MB 串行EEPROM

    oelectronics M95M04 4MB串行EEPROM组织为524288 x8位,通过SPI总线访问。这些EEPROM的电源电压范围为1.8V至5.5V,保证工作温度范围为-40°C至85°C。这些串行EEPROM具有512字节识别页面,用于存储敏感的应用参数,这些参数可永久锁定在只读模式下。 特性 兼容SPI总线 存储器阵列: 4mbeeprom 512字节页面大小 额外识别页面 增强ESD保护 封装: SO8n(m95m04-drmn6tp) tssop8(m95m04-drdw6tp) 规范 写入时间: 5ms内字节写入 5ms内页面写入 最高时钟频率:10MHz 单电源电压:1.8V至5.5V 工作温度范围:-40°C至85°C 超过4百万次写入循环 数据保留超过40年 功...
    发表于 10-28 09:37 352次 阅读
    M95M04-DRMN6TP STMicroelectronics M95M04 4MB 串行EEPROM

    MAX20087ATPA/VY+ Maxim Integrated MAX2008x相机电源保护IC

    Integrated MAX2008x相机电源保护IC是双路/四路相机保护器IC,可为四个输出通道中的每一个提供高达600mA负载电流。这些IC采用3V至5.5V电源供电,相机电源电压范围为3V至15V,在300mA时输入至输出电压降为110mA(典型值)。MAX2008x IC具有使能输入和IC接口,用于读取器件的诊断状态。该IC设有板载ADC,可通过每个开关读取电流。MAX2008x相机电源IC包括分别在每个输出通道上的过热关断和过流限制。该电源保护IC的理想应用是雷达和相机模块同轴电缆供电。 特性 小尺寸解决方案: 多达四个600mA保护开关 输入电源:3V至15V 3V至5.5V服务电源 26V电池短路隔离 可调电流限制:100mA至600mA 可选I2C地址 小型 (4mm x 4mm) 20引脚SWTQFN封装 精度: 电流限制精度:±8% 0.5ms软启动 0.25ms软关断 关断电流:0.3μA 压降:110m...
    发表于 10-21 10:50 790次 阅读
    MAX20087ATPA/VY+ Maxim Integrated MAX2008x相机电源保护IC

    MAXM17635AMG+ Maxim Integrated MAXM17633、MAXM17634、MAXM17635电源模块

    Integrated MAXM17633、MAXM17634和MAXM17635电源模块是一系列稳压器IC和电源模块。这些器件实现散热更好、尺寸更小且更加简单的电源解决方案。MAXM17633、MAXM17634和MAXM17635具有集成控制器、MOSFET、补偿元件和电感器,可在宽输入电压范围内工作。该模块在4.5V至36V输入范围内工作,可提供高达2A输出电流。 特性 简单易用 宽输入范围:4.5V至36V 0.9V至12V可调输出 (MAXM17635) 3.3V和5V固定输出电压版本 (MAXM17633和MAXM17634) 400kHz至2.2MHz可调频率,可实现与外部时钟同步 反馈精度:±1.2% 输出电流:高达2A 内部补偿 陶瓷电容器 高效率 可选的PWM、PFM或DCM工作模式 关断电流:低至2.8μA(典型值) 灵活的设计 可编程软启动和预偏置启动 ...
    发表于 10-21 10:20 352次 阅读
    MAXM17635AMG+ Maxim Integrated MAXM17633、MAXM17634、MAXM17635电源模块

    MAXM17630AME+ Maxim Integrated MAXM17630 MAXM17631和MAXM17632电源模块

    Integrated MAXM17630、MAXM17631和MAXM17632喜马拉雅uSLIC™降压电源模块可用来设计散热更好、尺寸更小、更加简单的电源解决方案。MAXM17630和MAXM17631是高效同步降压型DC-DC模块,具有集成控制器、MOSFET、补偿元件和电感器,可在宽输入电压范围内运行。 该电源模块的工作电压范围为4.5V至36V,可提供高达1A的输出电流。MAXM17630和MAXM17631模块分别具有3.3V和5V固定输出电压。MAXM17632模块具有可调输出电压(0.9V至12V)。该器件提供真正的即插即用电源解决方案,大大降低了设计复杂性和制造风险,缩短了上市时间。内部补偿覆盖整个输出电压范围,因此无需外部补偿元件。 MAXM17630/MAXM17631/MAXM17632电源模块采用峰值电流模式控制架构,可在脉宽调制 (PWM) 、脉频调制 (PFM) 或断续导通模式 (DCM) 下工作,从而在轻负载条件下实现高效率。该模块系列在-40°C至+125°C范围内的反馈电压调节精度为±1.2%。 MAXM17630/MAXM17631/MAXM17632电源模块采用紧凑的薄型16引脚3mmx3mmx1.75mm uSLIC封装,且可提供仿真模...
    发表于 10-21 09:59 273次 阅读
    MAXM17630AME+ Maxim Integrated MAXM17630 MAXM17631和MAXM17632电源模块

    NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

    5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线路和负载的高精度(25℃时+/- 0.9%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 22:02 306次 阅读

    NCV8165 LDO稳压器 500 mA 低压差 超低Iq 超高PSRR 超低噪声

    5是一款LDO(低压降稳压器),能够提供500 mA输出电流。 NCV8165器件旨在满足RF和模拟电路的要求,具有低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。提供DFNW8 0.65P,3 mm x 3 mm x 0.9 mm封装。 类似产品: NCV8160 NCV8161 NCV8163 NCV8165 输出电流(A) 0.25 0.45 0.25 0.50 PSRR f = 1 kHz(dB) 98 98 92 85 噪音(μV RMS ) 10 10 6.5 8.5 特性 优势 超高PSRR在1 kHz时为85dB,在100 kHz时为63dB 非常适用于Wi-Fi模块等功耗敏感设备 超低输出噪声8.5μV RMS 非常好适用于噪声敏感应用 超低静态电流12μA 在轻载条件下提高效率 工作输入电压范围1.9V至5.5V 适用于电池供电设备 极低压差200mV,500mA 满载时的低功耗 应用 终端产品 A / D和D / A转换器电源 音频编解码器 电池供电设备 相机模块 RF模块 WiGig电源 LP5907或LP5912升级 汽车设备点负载调节 信息娱乐,车身控制和导航 远...
    发表于 07-29 22:02 588次 阅读

    NCP139 LDO稳压器 1 A 超低压降 带偏置轨

    是1 A LDO,配有NMOS passtransistor和独立的偏置电源电压(VBIAS)。该器件提供非常稳定,精确的输出电压和低噪声,适用于空间受限,噪声敏感的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP139具有低IQ消耗。 WLCSP6 1.2 mm x 0.8 mmpackage经过优化,适用于空间受限的应用。 类似产品: NCP13x系列 NCP130 NCP133 NCP134 NCP135 NCP137 NCP139 输出电流(A) 0.3 0.5 0.5 0.5 0.7 PSRR f = 1kHz(dB) 70 70 td> 60 压差电压(V) 0.060 0.090 0.090 0.053 0.060 0.060 特性 优势 超低压降典型的。 40mV 允许节省功率并以非常低的Vin-Vout电压工作。 可调电压版本 低压Vcore应用的最佳选择 在1 A负载下典型的50 mV压降。 最大限度地减少调节器的功率损失 保证输出电流从0到1 非常好的选择用于高电流应用 0.5%典型输出电压精度 非常适合POL应用 输出超过1 A的电流 输出有效可用的放电选项 应用 终端产品 电池供电和便携式设备 智能手机,...
    发表于 07-29 22:02 636次 阅读

    NCP161 LDO稳压器 450 mA 超高PSRR 超低噪声

    是一款线性稳压器,能够提供450 mA输出电流。 NCP161器件旨在满足RF和模拟电路的要求,可提供低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。它有两种厚度的超小0.35P,0.65 mm x 0.65 mm芯片级封装(CSP),XDFN-4 0.65P,1 mm x 1 mm和TSOP5封装。 类似产品:
    发表于 07-29 21:02 749次 阅读

    LV5768V-A 降压稳压器 开关 1通道

    V-A是一个1通道降压型开关稳压器。 特性 优势 不受负载影响的软启动电路。 电源电路稳定运行。 频率FOLD BACK为负时下垂。 过流保护 内置逐脉冲OCP电路。通过使用外部MOS的导通电阻来检测。 过流保护 开启/关闭功能(启用控制) 可在外部启用控制 同步整流的1通道降压型开关稳压控制器方法 电路图、引脚图和封装图
    发表于 07-29 21:02 756次 阅读

    NCP81274 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

    74是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达8个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位接通,动态相位脱落或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡的电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 20:02 494次 阅读

    NCP81276 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

    76是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达4个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位开启,动态相位脱落或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 20:02 563次 阅读

    LV5725JA 降压转换器 DC-DC 1通道

    JA是一个降压电压开关稳压器。 特性 优势 宽输入动态范围:4.5V至50V 可在任何地方使用 内置过流逐脉冲保护电路,通过外部MOSFET的导通电阻检测,以及HICCUP方法的过流保护 烧伤保护 热关闭 热保护 负载独立软启动电路 控制冲击电流 外部信号的同步操作 它可以改善发生两个稳压器IC之间的振荡器时钟节拍 电源正常功能 稳定性操作 外部电压为输出电压高时可用 应用 降压方式开关稳压器 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 19:02 444次 阅读

    NCP81038 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器

    38是一款双同步降压控制器,经过优化,可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81038包括两个降压开关控制器,通道2上固定5.0 V输出,通道1上3.3 V,两个板载LDO,三个输出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81038支持高效率,快速瞬态响应并提供电力信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡,其中转换器运行时降低了开关频率,在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 18:02 624次 阅读

    NCP81148 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器

    48是一款双同步降压控制器,经过优化,可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81148由两个降压开关控制器组成,通道2上固定5.0 V输出,通道1上为3.3 V,两个板载LDO具有三个输出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81148支持高效率,快速瞬态响应并提供电力商品信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡,其中转换器运行时降低了开关频率,在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V. 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 18:02 258次 阅读

    NCP4200 具有I2C接口的多相同步降压转换器

    0是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。它结合了高效,多相,同步降压开关稳压控制器和I 2 C接口,可实现关键系统参数的数字编程。 特性 优势 I 2 C 启用关键系统参数的数字化编程 快速增强型PWM弹性模式架构 出色的负载瞬态性能 应用 终端产品 CPU Vcor​​e 游戏,桌面,服务器 电路图、引脚图和封装图
    发表于 07-29 18:02 451次 阅读

    NCP4208 同步降压转换器 8相 VR11.1可编程 带I2C接口

    8是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。 NCP4208是一款高效,多相,同步降压开关稳压控制器,可帮助设计高效率和高密度解决方案。 NCP4208可编程为1,2,3,4,5,6,7或8相操作,允许构建多达8个互补降压开关级。 特性 优势 快速增强PWM 出色的负载转换性能 应用 终端产品 CPU Vcor​​e 台式电脑,服务器 电路图、引脚图和封装图
    发表于 07-29 17:02 479次 阅读
    NCP4208 同步降压转换器 8相 VR11.1可编程 带I2C接口