如果有人想開發(fā)“永動電池”，那么很可能電子工程師首先要把電源效率提高到遠遠高于當今的水平。但盡管人們在這一研究中做了大量投資，但這種電池還沒有問世。相反，在現(xiàn)實世界中，設(shè)計人員必須盡一切可能來限制功耗，尤其是物聯(lián)網(wǎng)(IoT).

功率管理是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計關(guān)注的主要問題，準確描述設(shè)備功耗是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的基本要求。

在過去六年中，Malap一直在電源行業(yè)工作，設(shè)計和測試功率半導體、UPS系統(tǒng)、汽車充電器和汽車馬達驅(qū)動器。我們請他從設(shè)計和測試角度談?wù)勊吹降男袠I(yè)變化，以及泰克是怎樣在電源效率市場中發(fā)揮自己的作用的。

工程師在物聯(lián)網(wǎng)時代面臨著哪些挑戰(zhàn)？

物聯(lián)網(wǎng)給工程和測試帶來了巨大的挑戰(zhàn)。工程師必須清楚怎樣最大限度地利用這些新器件的功率，更重要的是如何真正地測試和驗證設(shè)計在現(xiàn)實世界中的工作。同樣，在電源設(shè)計中對超高效率和小外形尺寸的需求迫使工程師們采用越來越高的開關(guān)頻率和更小的元件封裝。這就導致了開發(fā)和使用諸如氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)等新的寬帶隙開關(guān)技術(shù)，其可以比傳統(tǒng)硅器件更快地開關(guān)并提供緊湊的封裝。與此同時，它們帶來了非常困難的測試挑戰(zhàn)。

總之，這些趨勢大大提振了功率設(shè)計的未來，是電子行業(yè)的關(guān)鍵創(chuàng)新領(lǐng)域之一。我認為，我們將在這些變革中看到某些巨大的進展。但這要求工程師做大量的工作，解決前面提到的挑戰(zhàn)。希望我們的測試測量同行們可以在這個過程中助他們一臂之力，至少要讓他們的測試工作變得更容易、更高效。

這個領(lǐng)域還有什么趨勢和挑戰(zhàn)？

標準機構(gòu)正在追求更高的能效，意味著同一類型的設(shè)備要進行更多的測試，特別是電源。這些要求適合幾乎每個垂直行業(yè)，因此影響是普遍性的。其影響并不限于電源或充電器，最近出臺的一項針對LED驅(qū)動器的標準，正推動提升電力效率及電光轉(zhuǎn)換效率。

在許多方面，標準是設(shè)計人員最可怕的夢魘。由于標準(及世界各地的其他規(guī)范)都是不斷更新的要求，因此工程師必須不斷做好準備，來追求更高的能源效率。標準每四年左右就會把功率效率提升到新的水平，會提出更低的待機功耗要求。除在運行時保持高效外，器件必須演示自己在什么也沒做時真正擁有非常低的功耗。

測試測量在推動這個領(lǐng)域創(chuàng)新中發(fā)揮著怎樣的作用？

如前所述，實現(xiàn)更高的效率要求大量的創(chuàng)新型設(shè)計方法，其中之一是實現(xiàn)更高的開關(guān)頻率。正因如此，寬帶隙功率器件在新型功率電子設(shè)計中才變得相當流行。但這些器件也帶來了自己的測試挑戰(zhàn)。一方面，您需要極高的帶寬，另一方面，您需要非常高的靈敏度，因為開關(guān)和門信號變得更加關(guān)鍵、更加靈敏。高開頭頻率還需要同時測量更多的信號，以優(yōu)化定時和占空比，最大限度地挖掘設(shè)計潛力。

在部署GaN和SiC等新技術(shù)時，對元器件級測試和評估的需求也會明顯提高。這些器件需要進行高達幾千伏的擊穿測試，同時要檢查低達幾飛安的漏電流。鑒于其部署于嚴苛設(shè)計的設(shè)計中，從晶圓到封裝部件的所有這些器件的穩(wěn)健測試相當關(guān)鍵。在系統(tǒng)層面上，測試極高效率的需求、設(shè)計中小的增量變化以滿足效率要求，并在所有工作模式下測試精確功耗，這些需求正變得至關(guān)重要。

可以肯定地說，我們需要在系統(tǒng)中多得多的測試點及設(shè)計的所有階段進行精確測試，現(xiàn)在的重要性要遠遠高于以往。舊的測試工具和技術(shù)已經(jīng)不足以適應(yīng)電源設(shè)計人員面臨的趨勢變化。

從元器件級的SMU和參數(shù)測試儀，到一致性測試使用的源表和頻譜分析儀，泰克為功率電子測試的每個階段都提供了解決方案。一個非常好的實例是我們的DMM 7510，這種采樣數(shù)字萬用表可以分辨最低pA級的睡眠電流，同時顯示高達1MHz的脈沖電流，工程師可以在復雜的物聯(lián)網(wǎng)傳感器的所有工作狀態(tài)中，簡便地表征DC功率廓線，進而使電池續(xù)航時間達到最大。