【導讀】近年來
，在掃地機器人、無人搬運車（AGV）和自動駕駛汽車等自動化應用中，越來越多設備采用可以準確測量距離和識別空間的LiDAR（激光雷達）
，此外，電源轉換器件也對自動化設備的穩定運行扮演重要的角色。本文將為您介紹LiDAR與電源轉換器件的發展
，以及由ROHM（羅姆半導體）所推出的激光二極管與電源轉換器件解決方案的功能與特性。

AI技術提升LiDAR識別物體的能力

近年來


，利用LiDAR測量的點雲數據和物體檢測算法（YOLO/Faster-RCNN/SSD等）的基於深度學習（卷積網絡）的邊緣AI技術正在逐年快速發展。3D成像技術與深度學習相結合的創新，也成為人工智能機器人的核心技術。隨著LiDAR技術的日漸成熟與成本的逐年降低，目前在許多機器人與汽車應用中
，已經開始廣泛采用LiDAR來準確測量距離和識別空間中的物體。

采用經過AI與機器學習技術加持的攝像機與LiDAR，其感測效能表現明顯優於傳統攝像機的電腦視覺技術
，算法能自動適應各種照明與天候狀況，能夠更正確、彈性
、穩定進行路況的偵測、追蹤與分類，以區別出道路上與周遭的腳踏車騎士
、駕駛人
、行人。因此
，為了能更遠
、更準確以及功耗更低地檢測到信息，對於當作光源的激光二極管性能也出現了更高的要求。 

提供更高質量的高輸出功率激光二極管

在LiDAR和物體檢測技術中，輸出高清光束的光源對於實現準確的物體定位、分類和分割至關重要。ROHM激ji光guang二er極ji管guan通tong過guo多duo年nian來lai積ji累lei的de光guang波bo導dao設she計ji和he工gong藝yi技ji術shu
，實shi現xian高gao質zhi量liang的de光guang束shu形xing狀zhuang

，可ke以yi為wei人ren工gong智zhi能neng和he機ji器qi人ren技ji術shu的de發fa展zhan做zuo出chu貢gong獻xian，這zhe些xie技ji術shu在zai未wei來lai將jiang需xu要yao越yue來lai越yue複fu雜za的de操cao作zuo。

ROHM具備可達成更窄發光幅度的自有專利技術
，有助於LiDAR支持更遠的距離並確保更高的精度。ROHM的25W高輸出功率激光二極管── RLD90QZW5從2019年開始量產，在以消費性電子領域為主的應用中深受好評，導入成效出眾。此次
，為了將應用擴展到市場逐漸成長的工控設備領域
，ROHM研發出了75W高輸出功率的激光二極管── RLD90QZW3。

RLD90QZW3采用了905nm、75W、225μm的不可見脈衝激光二極管
，實現了窄發光寬度

，有助於延長檢測距離並提高感應精度。采用ROHM的先進結構，RLD90QZW3的能源轉換效率高

，而且可以減少波長的溫度波動，有助於實現低功耗和長壽命。RLD90QZW3采用行業標準的Φ5.6 CAN封裝，適用於激光測距儀、無人搬運車和保全監控等。

RLD90QZW3為一款紅外75W高輸出功率激光二極管
，針對利用3D ToF係統進行測距和空間識別的LiDAR所研發。以ROHM獨家組件研發技術，在業界同等級的輸出功率激光二極管中，達到了225µm的超窄發光幅度，與290µm的市場競品相比，發光幅度縮減了22%
，因此具有高光束性能
，窄發射區域和高光密度，可實現更高的分辨率和更遠的範圍。

此外
，除了在整體發光幅度範圍成功使發光強度更均勻外，且激光波長的溫度相關性低至0.15nm/℃
，不易受溫度變化的影響，因此可穩定發揮其性能，與同等輸出功率、發光幅度290µm、溫度相關性0.25nm/℃的市場競品相比
，激光波長的溫度相關性也可降低40%，采用更小波長的帶通濾光片可提供更窄的波長範圍
，從而提高了信噪比
，因此可支持LiDAR長距離應用。另一方麵
，RLD90QZW3的光強度均勻，在整個發射寬度上擁有均勻的光強度，可以提高圖像邊緣的分辨率。

此外，RLD90QZW3采用專利技術，在同等輸出功率的產品中
，不僅具備了業界最窄發光幅度，而且在與發光幅度難以兼具的光電轉換效率（PCE）方麵，也達到了與市場競品同等的21%（正向電流24A
、75W輸出時）。因此，在使用時無需擔心功耗增加。

為了加快此係列產品的市場導入時程，在ROHM官網上也免費提供可評估導入此係列新產品所需的豐富設計數據，其中包括驅動電路設計方法的應用指南、電路板研發用的數據和仿真用模型（SPICE模型、Ray數據）等。

為了在未來提供解決方案
，ROHM正在對LiDAR傳感器的參考設計進行原型設計，也開始將其下一代器件GaN HEMT和更高輸出功率的120W激光二極管RLD90QZW8商業化，這個參考設計將有助於為客戶減少設計工時，並支持快速上市。

ROHM的LiDAR傳感器參考設計

功率轉換效率提升機器人的運作表現

擁有“世界工廠”之稱的中國
，在工業生產製造技術上，已經具有相當高的水平
，在各產業領域的高水平機床／機器人，也是中國政府針對“中國製造2025”項目所指定的10個領域之一。中國的目標是到2025年完善在中國製造的過程和使用的零部件
，使中國成為世界機器人技術的領先者。因此，目前已經有許多機器人公司在中國誕生。

由於人工智能
、傳感（圖像識別）等(deng)更(geng)高(gao)的(de)功(gong)能(neng)和(he)增(zeng)強(qiang)的(de)驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)

，機(ji)器(qi)人(ren)應(ying)用(yong)需(xu)要(yao)更(geng)多(duo)的(de)電(dian)力(li)。因(yin)此(ci)，要(yao)解(jie)決(jue)的(de)電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)技(ji)術(shu)問(wen)題(ti)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)。此(ci)外(wai)，功(gong)率(lv)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)對(dui)於(yu)移(yi)動(dong)機(ji)器(qi)人(ren)來(lai)說(shuo)，也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)因(yin)素(su)。

功率轉換技術的創新正在推動機器人設計的變革，目前的新型功率器件正在滿足機器人應用在尺寸、重量

、電源預算以及成本效率的需求
，從而將機器人從工廠帶入家庭與商業應用
，進一步擴大市場的發展空間。

針對工業設備應用的先進電源轉換器

為了替工業設備解決電源問題，ROHM推出了工業設備用的DC/DC轉換器BD9G500EFJ-LA，該器件支持廣泛應用於工業機器人的48V電源，目前24-72V電源是電池供電移動機器人的主流。BD9G500EFJ-LA提供業界領先的最高性能80V高耐壓5A大電流，有助於先進工業設備的更高功能和更小尺寸
，可使集成多種功能的設備小型化，以及通過結合人工智能和／或物聯網，來追求更多功能的工業應用。

BD9G500EFJ-LA可廣泛應用於電動自行車
、工業機器人、電動工具等需要48V/60V級電源輸入的應用，以及需要48V級電源輸入的5G基站的服務器

、充電站和功率放大器。此外，如吸塵器、洗衣機等家用電器，和其他電機暴露在大浪湧電壓下的應用，也會是BD9G500EFJ-LA重要的應用領域。

BD9G500EFJ-LA可增加輸出電流、擴大工作溫度範圍，並可提高輸出電壓精度，ROHM還提供10年供應保證，符合ROHM的高質量設計標準
，也是符合LA等級的產品。

BD9G500EFJ-LA采用高壓Bi-CDMOS工藝，在具有高側MOSFET（異步整流型）的非隔離DC/DC轉換器芯片中，實現了同類最佳的80V耐壓以及寬的安全工作範圍。與具有同等輸出電流的標準產品相比，該芯片成功地將耐壓提高了約20%，不僅為5G基站和服務器的48V主電源，提供了足夠的突發浪湧電壓餘量，也為常用的60V係統提供了足夠的裕度
，因此在電動自行車和電動工具中
，可采用更大的電池尺寸
，從而提高了應用可靠性。

同時，BD9G500EFJ-LA內建低導通電阻，具有高速瞬態響應性能，可輕鬆設定相位補償，頻率可在100kHz～650kHz之間進行調節。內置的低損耗MOSFET在2A至5A的寬輸出電流範圍內（盡管有異步整流），實現了85%的高功率轉換效率，從而轉化為更高的省電性能。ROHM也提供BD9G500EFJ-EVK-001評估板，可供對BD9G500EFJ-LA器件進行評估。

結語

新型的LiDAR與電源轉換芯片，具備較高的質量與效能，將有助於提升機器人等工業設備的運作表現，並將機器人應用推廣至家庭與商業領域。由ROHMtuichudegaozhiliangjiguangerjiguanjuyougenggaodejingduyutancejuli


，xinkuandianyuanzhuanhuanxinpianyekeyitigonggenggaodegonglvzhuanhuanxiaolv
，jiangshijiqirenyuzidonghuashebeidegengjiadadang。

來源：艾睿電子

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