Linear חשפה סדרה של טכנולוגיות אנלוגיות חדשות

10 נובמבר, 2013

"מהנדס אנלוג טוב הוא קודם-כל אמן, אמר בוב דובקין, אחד מהמייסדים האגדיים של חברת Linear, במצגת פתיחה לפני חשיפת שורה של המצאות חדשות בתחומי הרכיבים האנלוגיים. בהם: רשת חיישנים, גשר דיודות אידיאלי ושיטה חדשה לטעינת סוללות

בוב דובקין: "האנלוג תמיד היה 15% מהשוק, ותמיד יש מחסור במהנדסי אנלוג"

דובקין מתפעל מהקסם האנלוגי על רקע הסכימה של LT3081
דובקין מתפעל מהקסם האנלוגי על רקע הסכימה של LT3081

אחת מהתופעות המעניינות בעידן הדיגיטלי היא שככל שמתרבה מספר המוצרים שעוברים מפעולה במתכונת אנלוגית למתכונת דיגיטלית, גדל שוק הרכיבים האנלוגיים. למעשה, הצורך כל-כך חזק, שקיים היום בשוק מחסור במהנדסים המתמחים באלקטרוניקה אנלוגית.

LINEAR-HQבמהלך ביקור של Techtime בהנהלת חברת Linear Technology בסן חוזה, קליפורניה, אמר אחד ממייסדי החברה ומי שנחשב לגורו בתחום האלקטרוניקה האנלוגית, בוב דובקין, שהוא לא מבין מדוע יותר מהנדסים המחפשים עבודה לא פונים לתחום האנלוגי. "השוק האנלוגי תמיד היה 15% משוק האלקטרוניקה, אבל חברות אנלוג לא מקבלות 15% ממהנדסי האלקטרוניקה. לכן תמיד יש מחסור בתעשייה במהנדסי אנלוג".

מעגלים זו אמנות

דובקין היה הממציא של מייצב המתח המבוסס על מקור זרם, LT3081, הנמצא עד היום בשוק. הוא הציג את מגבר השרת הראשון בתעשייה, LT1001, אשר הומצא בחברת Linear לפני 30 שנה ועד היום נימכר בכמויות גדולות מאוד על-ידי החברה. "אם תסתכלו על התכנון שלו, תוכלו לזהות מגע של גאונות. היופי שלו בולט מכל כיוון. מהנדס אנלוג טוב הוא קודם-כל אמן. הרבה מאוד מהמהנדסים הטובים ביותר הם טכנאים שהפכו למתכננים". למעשה, הוא דיבר על אהבה. "רוב מהנדסי האנלוג שאני מכיר שיחקו בילדותם במעגלים החשמליים".

גבולות המיזעור של מעגלים אנלוגיים

במהלך הפגישה, הוא סיפק כמה אבחנות מעניינות על התפתחות תעשיית האלקטרוניקה האנלוגית: "רוב הייצור שלנו נעשה בתהליך של 1.5 מיקרון, משום שמתחת לזה רוב המוצרים האנלוגיים לא מחזירים את ההשקעה. צריך לזכור שכאשר עובדים במתחים של 5-15 וולט, אין טעם להקטין את המעגלים כי לא מרוויחים מזה דבר".

מנקודת המבט הייחודית שלו, גם ההתפתחות של רכיבים מעורבים (אנלוגיים ודיגיטליים) מקבלת אור מיוחד: בשנות ה-80 הופיעו הטרנזיסטורים הראשונים מסוג CMOS. מכיוון שקשה יותר לייצר מעגלים דיגיטליים המבוססים על טכנולוגיות בי-פולאריות, נוצר צורך לייצר מעגלים אנלוגיים המבוססים על CMOS בתוך השבבים הדיגיטליים".

רשת Mesh מדלגת

במהלך הביקור חשפה החברה כמה התפתחויות טכנולוגיות מעניינות, בהן הרחבת פעילותה בתחום רשתות החיישנים האלחוטיות, והכריזה לאחרונה על רכיב קצירת אנרגיה המאפשר להפעיל רשתות בעלות מאות ואלפי חיישנים ללא שימוש במקורות מתח חיצוניים.

החברה נכנסה לתחום בשנת 2011 בעקבות רכישת חברת Dust Networks תמורת 24.5 מיליון דולר. הרשתות החדשות יכגולות לפעול גם ללר קציר אנרגיה, כאשר הסוללה המוצמדת לכל נקודת קצה מאפשרת פעולה לאורך חמש שנים ברציפות.

הדגמה של נקודת קצה ברשת Mesh הקוצרת אנרגיה מזעזועים ורעידות
הדגמה של נקודת קצה ברשת Mesh הקוצרת אנרגיה מזעזועים ורעידות

רוס יו, מנהל השיווק של חטיבת Dust, סיפר שהשבבים מיועדים לאפשר בניית רשתות דלות תחזוקה ואמינות מאוד. הרשתות האלחוטיות בנויות מנקודות תקשורת (Nodes) המקושרות אל מנהל רשת מקומי אשר יכול לטפל בכ-100 נקודות קצה. ניתן לקשר שבבי ניהול אחד אל השני, ולהקים במהירות רשתות המונות אלפני נקודות קצה.

כאשר הרשת משתמשת בבקר ההספק לקליטת אנרגיה קצורה, אורך החיים שלה הוא כמעט אינסופי. יו: "המשדרים משדרים את האותות בתדר נמוך מאוד כדי לחסוך באנרגיה. כאשר קיימות הפרעות תקשורת, הם מדלגים בתדר ומשדרים את המידע לצומת אחרת ברשת, ומבטיחים העברת תקשורת תקינה".

רשתות אלה החלו להיכנס לשימוש בתחומים מגוונים: בקרת מצב בלמים ברכבות, בקרת הטמפרטורה בנקודות שונות בחדרי שרתים, ניטור מצבם של מתקני תשתית באזורים מרוחקים וקשים לגישה ועוד. לאחרונה החברה הכריזה על שבב התקשורת LTC3330 ועל שבב קצירת האנרגיה LTC5800 המאפשרים לפרוס במהירות רשתות תקשורת אלחוטיות הפועלות במתכונת של Smart Mesh.

מבט חדש על גשר הדיודות הישן

מנהלת קבוצת האותות המעורבים, אליסון סטיר, הציגה חידוש עקרוני בתחום הקלאסי ביותר של האלקטרוניקה האנלוגית: גשר דיודות אידיאלי שלא מתבזבז עליו הספק. בדרך-כלל מיישרים זרם חילופין באמצעות גשר הכולל ארבע דיודות. כתוצאה מכך בכל מחזור מתבזבז הספק על 2 דיודות (1.4 וולט).

אליסון סטיר מדגימה גשר דיודות עם אפס הפסדי הספק
אליסון סטיר מדגימה גשר דיודות עם אפס הפסדי הספק

ביישומים רגישים להספק, כמו למשל במערכות אספקת כוח באמצעות קווי איתרנט (PoE), נעשה שימוש בשני גשרי דיודות (גשר אחד מיעד לקו גיבוי). הגשר החדש שחברת Linear המציאה, מבוסס על ארבעה טרנזיסטורי FET ועל הבקר החדש LT4321, אשר מנהל את תהליך היישור ומצליח לאפס כמעט לחלוטין את ההפסדים בשלב יישור המתח.

כיצד לאלף סוללה סוררת

מנהל קו מוצרי הספק, טוני ארמסטרונג, הציג פיתרון חדש לבעיה אנלוגית ישנה: כיצד להתמודד עם הצורך לטעון מערך סוללות (Battery Stack). מדובר בבעיה הזוכה לתשומת לב מעטה. סוללות רבות באבזרים ניידים (ובמערכות גדולות דוגמת כלי-רכב חשמליים) מורכבות למעשה ממערך של 2, 4, או יותר סוללות.

שינויים זעירים בייצור גורמים להפסדים גדולים בהספק
שינויים זעירים בייצור גורמים להפסדים גדולים בהספק

הבעיה היא שעם הזמן, חלים שינויים בזמני הטעינה והפריקה של כל אחת מהסוללות, כאשר חלק מהן מתחילות להתפרק ולהיטען מהר יותר משאר הסוללות. כתוצאה מכך מתקצר אורך חיי מערך הסוללות: כאשר אחת מהסוללות מסיימת את תהליך הפריקה, כל המערך מפסיק לספק אנרגיה למכשיר, גם כשנותרה אנרגיה אגורה בסוללות האחרות.

LTC3300"גזילת" אנרגיה

התהליך חוזר על עצמו גם בכיוון ההפוך: כאשר סוללה הניטענת במהירות מגיעה לשיא הטעינה, כל המערך מפסיק את הטעינה, למרות ששאר הסוללות במערך לא ניטענו במלואן. כדי להתמודד עם הבעיה הזו הציגה חברת Linear שני רכיבים חדשים, LTC3300 ו-LT8584 המבצעים איזון (Active Balancing) בין הסוללות במערך.

טוני ארמסטרונג: "הרכיבים מקבלים אינדיקציות מרכיב ניטור של Linear העוקב אחר הטעינה של תאי הסוללות, ומאזנים את הטעינה. כלומר, נוטלים אנרגיה מהתאים החזקים ומזריקים אותה לתאים החלשים. התוצאה היא קבלת יותר הספק וזמני עבודה ארוכים יותר של הסוללות".

אודות Linear

חברת Linear היא אחת מענקיות השבבים האנלוגיים. החברה הוקמה בשנת 1981 על-ידי קבוצה של מהנדסים שפרשו מחברת נשיונל סמיקונדקטורס. עד היום היא פיתחה כ-7,500 רכיבים אנלוגיים שונים. מכירותיה בשנה האחרונה הסתכמו בכ-1.3 מיליארד דולר. החברה מעסיקה כ-4,300 עובדים וניסחרת בנסד"ק לפי שווי שוק של 9.6 מיליארד דולר. בישראל היא מיוצגת על-ידי חברת אבנט.

הביקור בהנהלת linear Technology נעשה במסגרת פרוייקט EuroPRESS.

Share via Whatsapp

פורסם בקטגוריות: ANALOG , חדשות , סמיקונדקטורס , רכיבים

פורסם בתגיות: featured