Infineon-Amber合作实现硅架构中的电力数字控制

英飞凌科技和 Amber 宣布了一项合作，将见证 Amber 在硅架构中的电力数字控制技术的商业化。主要应用与Amber 的专利技术有关，例如用于智能断路器、调光器的 AC/DC Enabler 和 AC Switch，以及采用英飞凌产品套件的新解决方案。在接受电力电子新闻/EE Times 的独家采访时，Amber 首席执行官 Thar Casey 和英飞凌科技开关电源高级总监 Steve Bakos 讨论了此次合作的商业和技术方面，双方将围绕数字技术展开合作。嵌入式智能电控市场。

“我们的目标是利用固态技术并超越机电系统——当今庞大的电解电容器、磁性元件、变压器和其他无源元件标准，”凯西说。“事实证明，英飞凌及其 CoolMOS 功率 MOSFET 技术能够胜任这项任务。我们的联盟旨在将所有住宅和商业建筑中的每个电气端点转变为具有嵌入式智能的现代硅架构。我们的技术组合和客户群，以及英飞凌作为工业电源控制及其他领域最大的硅供应商之一的技术组合和客户群，为我们双方提供了强大的固态电气化机会。我们现在的目标是颠覆市场并将现代基于硅的智能集成到建筑电网的每个部分，例如调光灯开关和断路器。我们也在为我们的技术寻找创新途径，并致力于将一些新的市场解决方案集成到英飞凌的技术中。”

Bakos指出，Amber的创新技术与英飞凌的技术相结合，是打开这个市场的绝佳搭配。“我们看到住宅开关、插座和断路器市场的巨大潜力已经准备好被颠覆，”他说。“我们已经研究了 Amber 的技术，我们相信，我们不仅可以通过我们的 MOSFET，还可以通过我们的微控制器、安全 IC 和传感器来帮助他们推动这种转变，这些有助于为这些应用带来智能。我认为这是一个巨大的机会，我对此感到非常兴奋。”

Amber 技术和 CoolMOS

电力数字控制的突破允许在建筑物中引入可升级的固件和机器学习嵌入式算法。固态架构——带有电子元件和硅芯片——让这一突破得以全面实现，使软件智能可以直接融入电气产品、电气基础设施，从而融入建筑结构。

Amber的固态重新设计融合了可适应任何负载情况的智能，以纤薄的外形提供无闪烁的调光体验，可无缝融入日常电气装置。闪烁现象被定义为由亮度或光谱分布随时间波动的光刺激引起的视觉不稳定的感知。这些调光器的所有者和安装者可以受益于原生过压和短路保护，具有广泛的负载类型兼容性，例如 TRIAC 无法处理的 MLV，以及集成无线设备控制选项，该选项还支持无线更新每种类型的新产品通过他们的智能手机。

Amber 通过其获得专利的 Amber AC/DC Enabler 和 Amber AC Switch 提供电力的固态数字控制。AC/DC Enabler 是一种用于 AC/DC 转换的新型拓扑结构，不需要磁性元件或高压电解电容器，并且能够产生高达 5 W 的稳压低噪声 DC 输出。

Amber AC Switch 是一种数字电源管理无弧开关，无需笨重的继电器和 TRIAC 调光器。它也是一种用于接地故障检测电路断流器和电弧故障电路断流器的双掷固态线路干扰电路断流器。它采用英飞凌的微控制器和 MOSFET 构建而成，采用专有且稳健的架构配置，可完全防止电感、短路、电容过流、浪涌和过热情况。

图 1：智能断路器（来源：Amber）

图 2：琥珀色 AC/DC 启动器（来源：琥珀色）

“这些产品的应用环境可能非常困难，你不能失败；硅解决方案必须提供比现有解决方案更好的可靠性，”Bakos 说。“今天，Amber 正在使用 CoolMOS 7 超级结 MOSFET ［S7］ 技术，该技术专为这些类型的应用而开发。与之前的 CoolMOS 系列相比，英飞凌的 CoolMOS 7 超级结 MOSFET 技术在静态开关应用的整个负载范围内提供了效率优势。功率 MOSFET 的静态开关应用是功率 MOSFET 以低频开关的地方，从每分钟几个周期到低千赫兹范围。在这些应用中，MOSFET 的开关功率损耗不太受关注，并且 MOSFET 的电气特性的重点放在低传导损耗和稳健性上。展望未来，我们将着眼于如何进一步优化针对该应用的 MOSFET 和碳化硅性能。这包括这些类型应用的可靠性、封装和成本优化。”

S7 系列高压超级结 MOSFET 通过将 22mΩ 芯片独特地安装到创新的小型 TO 无引线 SMD 封装中，为功率密度设立了新基准。它非常适合 MOSFET 以低频开关的应用，例如有源桥式整流、逆变器级、浪涌继电器、PLC、功率固态继电器和固态断路器。对于固态继电器和固态断路器设计，英飞凌的 CoolMOS S7 MOSFET 与 CoolMOS 系列的其他超结 MOSFET、IGBT、OptiMOS 低压和中压 MOSFET、电隔离栅极驱动器和光伏隔离器相辅相成。

图 3：CoolMOS S7 解决方案（来源：英飞凌）

图 4：智能固态断路器（来源：英飞凌）

“我们为直流应用、负载开关应用等定制了 MOSFET，”Bakos 说。“我们将继续研究此应用程序，以优化该类型直流应用程序的性能。断路器空间是一个挑战，因为它是一个粗糙的电气环境，但 Amber 的架构通过主动感应和减轻诸如浪涌和电感负载尖峰之类的事件在它们引起问题之前驯服了这种环境，这与传统的开关和断路器不同，它们只是为了尝试在这些事件中幸存下来。为了实现这一点，Amber 的解决方案以最近 Cypress Semiconductor 收购的 PSoC 微控制器的形式结合了一些智能，但这需要稳压直流电源，并且所有这些都需要外部磁性元件和电容器。挑战在于，在断路器、电灯开关或电源插座盒的极小、固定尺寸中，没有空间容纳这些额外的组件。这就是 Amber 的 Enabler IP 发挥作用的地方。它以非常小的和经济的占地面积提供稳压直流电源，无需庞大的磁性元件或电容器，为传感器和无线通信等其他功能腾出空间并提供直流电源。通过使能器、PSoC 和 FET 实现单片 IC 的目标在理论上是可能的，但不切实际。但这并不排除在单个包中包含此解决方案。我们将与 Amber 密切合作，利用我们广泛的包装专业知识找出分割和包装此解决方案的最佳方式，使其体积小但热效率高。我们期待与 Amber 合作，帮助将这些解决方案变为现实，并帮助改变住宅电力格局。”

Amber-英飞凌合作伙伴关系

凯西和巴科斯指出，合作包括从今年开始的两个主要目标。第一个将专注于升级特定产品类别的电源管理架构，例如智能开关、标准调光器、插座等，使用 Amber 和 Infineon 的基于硅的解决方案。所有相关应用都将受益于小巧的智能和动态电源管理。第二个目标将探索 Amber 的一些专有架构与英飞凌的产品路线图的集成，以在新市场的新解决方案方面创造机会。

Amber 和英飞凌都预见到了这次合作中的许多机会。Bakos 指出，Amber 的架构与英飞凌的许多电源控制和计算解决方案产品相匹配。用固态技术取代基于机械的组件得到了英飞凌的充分重视。通过替换传统的笨重且昂贵的磁性和机械组件，Amber 的解决方案降低了成本和空间，这是开关和电气盒的主要因素。

“几十年来，或者更确切地说，一个多世纪以来，制造开关和插座等产品的公司的思维方式一直是机电式的，”凯西说。“但是，在过去的五年里，这种心态正在发生一些变化。当你手里有一台电脑或一部手机，你可以用它做任何事情，但同时你仍然在家里使用机电技术，比如插座和开关，那就有问题了。能源也是一样：你必须知道你花了多少钱以及你在哪里浪费它。这就是固态的全部意义，这就是智能的全部意义所在。当您拥有一个带有各种传感器和算法的完整基地时，您就会意识到周围环境；您了解自己的能量、能量管理和控制。UL 和 IEC 越来越关注固态开关。他们认识到这是下一步。在美国，我们有 UL 489，这是固态断路器的规范。然后在欧洲和世界其他地区，IEC 刚刚发布了他们 2025 年固态断路器的草案。所以这仍然需要时间，我认为现在，我们将通过这种合作创造强大的吸引力为了市场。”

“毫无疑问，这是一个新兴和不断发展的市场，”Bakos 说。“将会有创新，将会有一些事情需要与我们的客户一起发现和学习，我们将继续创新，并针对这些应用塑造我们的技术。这需要一些时间，但我们相信，与此同时，在改进标准开关或断路器的功能方面存在巨大的机会。”

Amber在调查市场后指出，光开关调光解决方案是一个问题。“这将是我们当前的重点：质量更好、价格更实惠、尺寸更精简、可以装入盒子的调光器，使用 MOSFET 技术，而不是像 TRIAC 那样的任何类型的旧技术，”凯西说。“整个设备将通过智能和能源监控和计量与房屋相连。”

Bakos 评论说，除了 MOSFET 之外，还可以使用英飞凌的一系列技术组合，包括传感器和麦克风，使架构真正实现智能。“Amber 的解决方案利用我们的微型固态传感技术为应用程序腾出了空间，并提供了安全性，使系统不会被黑客入侵，”他说。

英飞凌和 Amber 坚信，这项重要的合作将在多个方面产生实际影响。CoolMOS 是起点，但其他半导体解决方案将包括 Amber 的技术。　　

      审核编辑：彭静