提高輔助技術設備的效率水平

美國有超過 5000 萬殘疾人士，隨著人口老齡化，這一數字正在快速增長。這種狀況重新推動了人們開發更精細的輔助技術，以實現日常生活無障礙環境。這需求增長同時給半導體供應商帶來了提供創新性高效解決方案的商機，這意味著輔助設備將能夠以更長時間運作、更耐用、更容易使用，而且功能更強大。例如，電動輪椅的市場曾經受限于一次充電行進的距離，但由于最近的技術進步，電池壽命得以延長，這為殘疾人士開創了新的空間。

所有的電池技術均需要使用特定的充電和放電速率，以實現更長的電池壽命，因此電池管理系統 (battery management system , BMS) 是必須的。BMS 必須提供全面的電池單元保護功能以應付幾乎任何情況。如果電池在特定環境之外運作，必會導致電池故障，這在電池工作于不良環境進行大功率應用及用戶不當使用的情況中尤其突出。BMS可以通過監控電池狀態來管理充電電池 (電池單元或電池組) ，計算二級數據、向外部報告數據、保護電池、控制和/或平衡電池環境，而半導體器件在滿足這些需求方面發揮著重要的作用。

利用非常先進的硅技術和封裝技術，半導體解決方案能夠帶來較以往更為精細的輔助技術。更高效的降壓調節器和MOSFET不僅能夠提高產品的效率，更可簡化實際的散熱設計。這項創新可以顯著減少冷卻應用設備所需的機械構造，并最終節省總體系統成本。這樣便能夠改善輔助技術的人體工學設計，使設備對用戶更具吸引力。簡化設計并減少過多的組件可降低終端應用的成本，讓更多的殘疾人士可以使用這些設備。

輔助設備正在從標準DC電機轉向無刷DC電機 (Brushless DC, BLDC)，BLDC是全新的高效率電機標準。顧名思義，無刷 DC 電機無需使用電刷進行換向，而采用電子方式換向。BLDC提供了引人注目的優勢包括更高的速度范圍、無噪聲運作、更長的運作時間、高效率、高動態響應和更好的速度轉矩特性。

為了便利這些應用的設計，半導體供應商正在為輔助設備制造商提供分立或集成式/模塊式電機驅動解決方案，而模塊式解決方案的優勢在于將多項功能集成在一個封裝或一個芯片中來驅動高效率電機。同時擁有先進的封裝和MOSFET技術的半導體供應商，能夠提供延長輔助設備電池壽命的真正優勢，一個主要范例是采用 PowerTrench? 技術的N溝道、60V至100V MOSFET，它具有低柵級電荷和低 RDS(ON)，所需的額定MOSFET電壓取決于所使用的范圍為12V至48V的電池電壓。

由于輔助設備的頻率為20 kHz，低RDS(ON) 可以降低功耗，延長電池壽命。實際上，在這些應用中MOSFET采用并行開關方式，以便進一步降低傳導損耗。以并行方式開關低柵級電荷 MOSFET，相比開關柵級電荷較高的MOSFET更為困難。由于開關頻率僅為20kHz，與開關損耗過多的問題相比，并行開關問題和開關速度更快產生的更高 EMI 問題則更為嚴重。

在BLDC電機中，由于 MOSFET 采用半橋配置方式，在高側和低側往往并行安排了多個MOSFET，因此需要高側和低側驅動器來驅動這些開關。高集成度驅動器 FAN7390 具有并行開關高側和低側 MOSFET 所需的高柵級驅動能力(4.5A漏/5A源)。這些驅動器功強大，能夠提高輔助設備驅動應用的系統可靠性。首先，它們對于快速MOSFET開關引起的dv/dt感應干擾具有高抗擾能力，其次，它們能夠耐受在半橋驅動時半橋中點引腳常常出現的高負電平的困難。

對于較低的輸出負載，Tinybuck?降壓穩壓器提供了完全集成的解決方案，在單一多芯片模塊中集成了PWM控制器IC和功率FET，采用5mm x 6mm MLP封裝，電流范圍為3至8A，以較小的外形尺寸提供最高的效率。其功率路徑的內部尺寸較小，再配合低封裝和互連電感，能夠減少EMI，進一步改善輔助設備的系統可靠性。