電源是將其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能并向電路(電子設(shè)備)提供電能的裝置,現(xiàn)代電子設(shè)備離不開電源。為增進大家對電源的認識,本文將對電源管理、板級電源管理予以介紹。如果你對電源、電源管理具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、電源管理的概念
指如何將電源有效分配給系統(tǒng)的不同組件。通過降低組件閑置時的能耗,優(yōu)秀的電源管理系統(tǒng)能夠節(jié)能二分之一或三分之二。
電源管理,歷來是電子產(chǎn)品設(shè)計與維護的主要環(huán)節(jié)之一。在過去,用戶想了解電源的情況,只能通過設(shè)備上有限的工作指示;隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,電源系統(tǒng)(如UPS)開始通過RS-232與計算機通信,使用戶對電源的控制大為方便;但RS-232也并非是完美的,總線結(jié)構(gòu)的發(fā)展帶來了IEEE1394(高速串行總線)和USB。目前電源設(shè)備最終選擇了適合中低速外設(shè)的USB標(biāo)準(zhǔn)。
二、板級電源管理
計算機和通信技術(shù)的飛速發(fā)展對電源管理技術(shù)提出了更高的要求?,F(xiàn)在,數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)在人們?nèi)粘I詈凸ぷ髦械牡匚辉絹碓街匾?。預(yù)計到2010年全球每天傳送的電子郵件總量將達到500億封,而通過互聯(lián)網(wǎng)傳送的信息量則更是以每一百天增加一倍的速度飛速發(fā)展。目前全球互聯(lián)網(wǎng)用戶總數(shù)超過10億,到2010年這個數(shù)字有望達到20億。到2010年,全球手機用戶將突破12億。數(shù)字相機、數(shù)字錄音錄像設(shè)備、可上網(wǎng)的PDA及便攜式MP3等新潮消費電子產(chǎn)品也將快速發(fā)展,成為全球經(jīng)濟新的增長點。上述所有產(chǎn)品都離不開電源,它們對電源的要求是:在不同的輸出電壓下能夠提供大電流,同時體積和電磁干擾要小,關(guān)機時能夠立刻關(guān)斷負載電流,在正常工作和待機狀態(tài)下的損耗要小。電源管理的目的在于減小PCB板的面積并最大限度的降低系統(tǒng)成本。在技術(shù)條件允許的條件下,電源管理控制芯片應(yīng)具備盡可能多的功能。采用BiCMOS技術(shù)可以在電源管理芯片上集成更多的功能。這有做有兩個好處:首先,電源管理控制芯片可以和微處理器密切聯(lián)系在一起;其次,控制、保護和故障診斷功能可以集成在電源管理控制芯片中。在集成電路設(shè)計方面,仿真CMOS技術(shù)正在逐步取代仿真雙極工藝,CMOS的工作電流和靜態(tài)電流都非常小,可以有效延長電池的壽命。預(yù)計到2010年,微處理器的工作電壓將降至0.3V。現(xiàn)在能量密度、電源管理方面的發(fā)展以及效率都變得越來越重要。產(chǎn)品進一步小型化所遇到的首要問題是發(fā)熱。汽車配電電壓在升高,而汽車上使用的微處理器、微控制器及數(shù)字信號處理器的工作電壓卻在下降。不論是高電壓還是低電壓技術(shù),都對工程師們提出了挑戰(zhàn)。在計算機方面,如果沒有高效率的電源管理,微處理器的速度、外圍部件的類型和數(shù)量均受制約。在網(wǎng)絡(luò)方面,計算機的連網(wǎng)、帶寬、能不能有效地運作并提供服務(wù)、能不能有效地連接起來、功能及應(yīng)用,這些也受電源管理技術(shù)的限制。汽車也是如此,功率與重量的比值,連接線的重量及尺寸,能不能減少電磁干擾,也大受限制。
面向21世紀(jì)的電源管理技術(shù)的發(fā)展方向是:研制導(dǎo)通電阻低的開關(guān)器件,降低高頻開關(guān)損耗;將控制電路、驅(qū)動電路、保護電路及故障診斷電路集成在一起;低插入損耗的封裝,提高散熱能力;硅芯片尺寸和外形尺寸的比值做得更好。隨著開關(guān)頻率的提高,控制電路、保護電路和驅(qū)動電路變得越來越復(fù)雜,集成電路技術(shù)需要事先考慮并滿足新的要求。大功率MOSFET已經(jīng)成為電源管理的"DRAM"。MOSFET的價格、供貨及技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點問題。封裝技術(shù)對大功率電路寄生參數(shù)的影響很大,而散熱性能的優(yōu)劣則左右著電路的效率和體積。21世紀(jì)的電源管理技術(shù)本身涉及諸多學(xué)科,必須全面加以考慮。
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