導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇電源技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

---當(dāng)今的大多數(shù)電子產(chǎn)品（從手持式消費(fèi)電子設(shè)備到龐大的電信系統(tǒng)）都需要使用多個(gè)電源電壓。電源電壓數(shù)目的增加帶來了一項(xiàng)設(shè)計(jì)難題，即需要對(duì)電源的相對(duì)上電和斷電特性進(jìn)行控制，以消除數(shù)字系統(tǒng)遭受損壞或發(fā)生閉鎖的可能性。

---微處理器、FPGA和ASIC在上電和斷電期間通常要求內(nèi)核與I/O電壓之間具有某種特定的關(guān)系，而這種關(guān)系在實(shí)際操作中是很難控制的，尤其是當(dāng)電源的數(shù)目較多的時(shí)候。當(dāng)不同類型的電源（模塊、開關(guān)穩(wěn)壓器和負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器）混合使用時(shí)，該問題會(huì)進(jìn)一步復(fù)雜化。最簡(jiǎn)單的解決方案就是將電源按序排列，但是，在某些場(chǎng)合，這種做法是不足夠的。一種更受青睞而且往往是強(qiáng)制性的解決方案是使各個(gè)電源在上電和斷電期間彼此跟蹤。 電源排序

---簡(jiǎn)單地按某種預(yù)先確定的順序來接通或關(guān)斷電源的做法一般被稱為“排序”。排序通常能夠通過采用電源監(jiān)控器或簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯電路來控制電源的接通/關(guān)斷（或RUN/SS）引腳而得以實(shí)現(xiàn)。圖1a和1b示出了采用一個(gè)LTC2902四通道電源監(jiān)控器來對(duì)4個(gè)電源進(jìn)行排序的情形。

---不幸的是，單靠排序有時(shí)是不夠的。許多數(shù)字IC都在其I/O和內(nèi)核電源之間規(guī)定了一個(gè)最大電壓差，一旦它被超過則IC將會(huì)受損。在這些場(chǎng)合，對(duì)應(yīng)的解決方案是使電源電壓彼此跟蹤。

電源跟蹤

---排序只是簡(jiǎn)單地規(guī)定了電源斜坡上升或斜坡下降的順序，并且假定每個(gè)電源都在下一個(gè)電源開始變化之前轉(zhuǎn)換。電源跟蹤可確保電源之間的關(guān)系在整個(gè)上電和斷電過程中都是可以預(yù)測(cè)。

---圖2示出了三種不同的電源跟蹤形式。最常見是重合跟蹤（見圖2a），此時(shí)，各電壓在達(dá)到其調(diào)節(jié)值之前是相等的。當(dāng)采用偏移跟蹤時(shí)（見圖2b），各電壓以相同的速率斜坡上升，但被預(yù)先設(shè)定的電壓偏移或延時(shí)所分離。最后，當(dāng)采用比例制跟蹤時(shí)（見圖2c），各電壓同時(shí)開始斜坡上升，但速率不同。

---實(shí)際上，隨著設(shè)計(jì)精細(xì)等級(jí)的不斷提升，能夠使各電源相互跟蹤。三種最常見的方法是（1）在電源之間采用鉗位二極管；（2）布設(shè)與輸出端串聯(lián)的MOSFET；（3）利用反饋網(wǎng)絡(luò)來控制輸出。

---如欲將各電源之間的電壓差保持在一個(gè)或兩個(gè)二極管壓降之內(nèi)，則可在電源軌之間采用鉗位二極管或晶體管，這種解決方案雖然粗暴，但卻簡(jiǎn)單（見圖3）。在低電流條件下，該技術(shù)會(huì)是有效的，然而在高電流水平時(shí)，采用這種方法的后果則可能是災(zāi)難性。同步開關(guān)電源能夠供應(yīng)和吸收大量的電流。如果電壓較高的電源斜坡上升速率高于電壓較低的電源，則二極管或FET將接通，以便對(duì)電壓較低的電源進(jìn)行上拉操作。電壓較低的電源將因此而吸收較多的電流，從而會(huì)有巨大的電流流過。這有可能導(dǎo)致電源超過容許的電壓差，甚至引發(fā)器件故障。完全依靠二極管或FET鉗位來實(shí)現(xiàn)跟蹤功能并非最佳的解決方案。

---另一種跟蹤解決方案是在電源的輸出端與負(fù)載之間布設(shè)串聯(lián)MOSFET。在圖4中，一個(gè)LTC2921跟蹤三個(gè)電源。當(dāng)首次施加電源時(shí)，MOSFET被關(guān)斷且電源被允許以其自然速率斜坡上升。當(dāng)電壓穩(wěn)定下來之后，MOSFET被同時(shí)接通，使得負(fù)載上的電壓相互跟蹤。這種技術(shù)需要用于驅(qū)動(dòng)MOSFET和監(jiān)視電源電壓的電路，而且，當(dāng)電流水平上升時(shí)，MOSFET中的壓降和功耗便成為了一個(gè)問題。此外，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還因?yàn)槊總€(gè)電源上的負(fù)載電容和負(fù)載電流可能有所不同的緣故，而使得電壓的同步斜坡下降比較難以實(shí)現(xiàn)。

---第三種方法是利用反饋網(wǎng)絡(luò)來調(diào)節(jié)輸出電壓，以此來使電源相互跟蹤。最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法是將電流注入電源的反饋節(jié)點(diǎn)。在圖5中，一個(gè)LTC2923跟蹤兩個(gè)電源。生成了一個(gè)主斜坡，而且電路被連接至其他從屬電源的誤差放大器反饋節(jié)點(diǎn)，從而使其輸出跟隨該主斜坡。該電路還使得電壓能夠一同斜坡下降。該技術(shù)是最精巧的，因?yàn)樗恍枰捎么?lián)MOSFET或鉗位二極管。然而，并不是所有的電源都具有可以使用的反饋節(jié)點(diǎn)，而且，雖然許多電源模塊都具有一個(gè)修整引腳，但是一般來說輸出電壓只能在一個(gè)很小的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。因此，大多數(shù)實(shí)際解決方案均要求采用了上述幾類技術(shù)的某種組合。

設(shè)計(jì)實(shí)例

---圖6中的電路在利用3.3V電源生成2.5V和1.8V電源的情況下實(shí)現(xiàn)了電源跟蹤。在本例中采用了LTC2923，3.3V電源受控于一個(gè)N溝道MOSFET，而2.5V和1.8V DC/DC轉(zhuǎn)換器則是通過其反饋節(jié)點(diǎn)得以控制的。

---當(dāng)3.3V輸入電源接通時(shí)，晶體管Q1和兩個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器被保持在關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)3.3V輸入上升（利用電阻器RONA和RONB在ON引腳上進(jìn)行檢測(cè)）之后，Q1的柵極由一個(gè)內(nèi)部充電泵緩慢地接通。由于Q1被配置為一個(gè)N溝道源極跟隨器，因此，RAMP引腳電平開始上升，并提供用于系統(tǒng)的主電壓斜坡。

---當(dāng)針對(duì)重合跟蹤來對(duì)TRACK1和TRACK2引腳上的電阻器進(jìn)行配置時(shí)，電流被強(qiáng)迫流入或流出DC/DC轉(zhuǎn)換器反饋節(jié)點(diǎn)，這樣其輸出將跟蹤RAMP引腳電平的變化。圖2a中的示波器掃跡便是采用該電路生成的。

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--一旦達(dá)到最終電壓，LTC2923的FB1和FB2引腳將呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。如果ON引腳被一個(gè)漏極開路邏輯器件拉至低電平，則輸出將尾隨降至低電平。通過改變與TRACK1和TRACK2引腳相連的電阻器阻值，可使同一個(gè)電路進(jìn)行比例制跟蹤或偏移跟蹤模式的斜坡上升。圖2b和2c中給出的示波器掃跡便是以這種方式生成的。另一種電阻器選擇能夠采用3.3V電源作為基準(zhǔn)電壓斜坡來對(duì)1.8V和2.5V電源進(jìn)行排序（見圖7）。對(duì)于需要三個(gè)以上電源的系統(tǒng)，可通過RAMP引腳對(duì)多個(gè)LTC2923控制器進(jìn)行菊鏈?zhǔn)竭B接，以便控制數(shù)目不限的電源。

---當(dāng)不能使用DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊的反饋節(jié)點(diǎn)時(shí)，可采用串聯(lián)MOSFET來對(duì)電源進(jìn)行跟蹤。圖8a中的電路采用LTC2922來跟蹤三個(gè)電源。圖8b示出了該電路的輸出。當(dāng)首次施加電源時(shí)，串聯(lián)MOSFET被關(guān)斷，且5V、3.3V和2.5V電源被允許上電。當(dāng)電壓穩(wěn)定后，MOSFET被接通，輸出電壓一起上電。當(dāng)輸出電壓達(dá)到其終值時(shí)，內(nèi)部開關(guān)從輸出端回接至模塊上的正檢測(cè)引腳。這將迫使模塊對(duì)MOSFET的負(fù)載側(cè)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償FET兩端的壓降。采用一個(gè)檢測(cè)電阻器來提供電路斷路器功能，以保護(hù)主電源免遭短路故障的損壞，而一個(gè)電源良好（Power Good）引腳用于指示跟蹤已完成。

篇2

冗余電源是高可用系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件。在最簡(jiǎn)單的解決方案中，兩個(gè)電源可以采用二極管來驅(qū)動(dòng)負(fù)載以共同為輸出供電。這樣，這兩個(gè)電源既可以共同為負(fù)載供電，也可以一個(gè)工作，一個(gè)備用。場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)ORing控制器是一款更實(shí)用的解決方案，因?yàn)樗苊饬硕O管電壓降、功率損耗以及熱損耗。因此可以用低電壓損耗MOSFET來實(shí)現(xiàn)更具創(chuàng)新性且經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)。本文將討論幾個(gè)服務(wù)器冗余電源配置的示例。

服務(wù)器的冗余電源技術(shù)

高可用系統(tǒng)的電源總線可采用OR或N+1配置，也可以兩者同時(shí)采用。一般來說，在低電壓、高電流的應(yīng)用中不采用二極管，因?yàn)榇嬖谡驂航导坝纱藥淼臒釗p耗，更傾向于采用FET ORing技術(shù)。然而，采用集成和分立設(shè)計(jì)的MOSFET控制器各有很多不足之處。

MOSFET兩端的差分電壓為VAC，如圖1所示，由控制器進(jìn)行監(jiān)控，控制器根據(jù)VAC來設(shè)置MOSFET的柵極電壓。MOSFET開啟和關(guān)閉的實(shí)際開關(guān)點(diǎn)電壓以及控制的方法和速度決定控制器成功模擬二極管的性能和穩(wěn)定性。

TPS2410控制器的設(shè)計(jì)旨在專用于服務(wù)器應(yīng)用，而服務(wù)器的負(fù)載通常為一個(gè)低電壓、相對(duì)恒定的高電流，不允許出現(xiàn)流向失效電源的反向電流。下面我們將討論一些有關(guān)冗余電源配置的示例。示例中采用圖1所示的帶方框的二級(jí)管符號(hào)來表示N溝道MOSFET及控制器的簡(jiǎn)圖。

OR配置

圖2為電源的一種簡(jiǎn)單的ORing配置。通常，在刀片服務(wù)器上的主電源總線為+12V。對(duì)于其它電源而言，甚至包括CPU的內(nèi)核電壓(通常只有0.8V～1.8V)，OR布線同樣如此。計(jì)算機(jī)內(nèi)核電壓太低，無法使用二極管。

這個(gè)例子中的組件位置沒有標(biāo)出。設(shè)計(jì)人員可以把系統(tǒng)分區(qū)然后在電源或刀片服務(wù)器上找到ORing電路。

并聯(lián)MOSFET

控制器的柵極關(guān)斷電流足以驅(qū)動(dòng)多個(gè)MOSFET柵極。對(duì)于高電流應(yīng)用而言，MOSFET可采取并聯(lián)和背靠背的方式連接以去除MOSFET主體二極管效應(yīng)。以并聯(lián)方式接入的MOSFET在相同部件號(hào)的器件之間有細(xì)微的參數(shù)上的區(qū)別。在并聯(lián)工作時(shí)，它們的負(fù)載會(huì)出現(xiàn)不均衡，且這種不均衡在開啟時(shí)比在恒定狀態(tài)時(shí)更明顯。通常，一個(gè)MOSFET承載大部分的啟動(dòng)電流。此處只考慮通常選用MOSFET的因素，但是對(duì)于并聯(lián)的MOSFET，則需要查詢MOSFET規(guī)范中的安全工作區(qū)(sOA)，確定單個(gè)MOSFET能支持幾十微秒的負(fù)載。

背靠背MOSFET

TPS2410控制器的功能超越了基本的ORing功能，具有欠壓和過壓保護(hù)功能，而諸如TPS2412的簡(jiǎn)單控制器只提供基本的ORing功能。將檢測(cè)過壓的ORing控制器和背靠背MOSFET配置在一起使用會(huì)讓我們受益非淺。當(dāng)檢測(cè)到過壓情況后，控制器會(huì)關(guān)閉MOSFET柵極，且PG信號(hào)為FALSE以表明出現(xiàn)了過壓的情況。如果過壓高于正向主體二極管電壓，則電源將不斷向負(fù)載提供更高的電壓。PG輸出會(huì)發(fā)出信號(hào)使系統(tǒng)的電源控制器關(guān)閉失效的電源。背靠背MOSFET確保了控制器一旦檢測(cè)到過壓情況就立刻關(guān)閉輸出。

電源到電源總線

該控制器可以對(duì)電源到電源總線之間的熱插拔事件進(jìn)行管理。無論電源或總線處于什么狀態(tài)，電源都可以熱插拔到電源總線上。當(dāng)電源從電源總線上熱拔時(shí)，控制器會(huì)將MOSFET輸入端的電壓調(diào)至OV，從而盡可能地把的連接器引腳電壓降至安全范圍。要求在MOSFET兩端具有一個(gè)負(fù)電壓的控制器繼續(xù)驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O以使其保持開啟狀態(tài)，而負(fù)載電壓則通過MOSFET被反射到輸入連接器引腳之上。

電源總線到負(fù)載

像TPS2490這樣的熱插拔控制器應(yīng)該用在電源總線和刀片服務(wù)器之間。當(dāng)?shù)镀?wù)器被熱插拔時(shí)，輸入端的大容值電容先放電并產(chǎn)生很高的浪涌電流，浪涌電流會(huì)損壞總線連接器和電路板，進(jìn)而產(chǎn)生影響系統(tǒng)其它電子組件的短暫的壓降。熱插拔控制器可以管理浪涌電流并在穩(wěn)定的狀態(tài)下發(fā)揮高速電路斷路器的作用，以保護(hù)系統(tǒng)組件，還可以防止其它操作軟件出現(xiàn)故障。

N+1配置

N+1布線和圖2中的OR布線一樣，但至少有3個(gè)電源接入總線。這一概念可擴(kuò)展到任何N個(gè)電源，并由第N+1個(gè)額外電源作為冗余電源。這種N+I的組合電源比OR更經(jīng)濟(jì)。有了ORing以后，需要使用兩個(gè)大電源，因?yàn)槊總€(gè)電源必須能夠在其它電源故障時(shí)為最大負(fù)載供電。這些電源在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下可能會(huì)共同為負(fù)載供電，但這不是必須的。通常，N+1個(gè)電源的設(shè)計(jì)負(fù)載為總負(fù)載電流的N分之一。這樣，在一個(gè)電源故障的時(shí)候其余的可以繼續(xù)供電。如果將N+1個(gè)電源的輸出電壓調(diào)節(jié)得非常接近，那么在大電流應(yīng)用中就會(huì)出現(xiàn)負(fù)載共享。和ORing一樣，電源可以熱插拔。

與OR相比，N+1個(gè)電源更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，因?yàn)镹+1個(gè)電源總線具有可擴(kuò)展性。為了最大限度降低系統(tǒng)電源的成本，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，我們可以添加電源。較低電流的電源可以不需要并聯(lián)的MOSFET。

N+1個(gè)電源總線的OR

假設(shè)刀片服務(wù)器背板的配置為OR(兩組N+1總線)，如圖3所示，每個(gè)刀片服務(wù)器由A、B總線共同供電，這兩個(gè)電源總線由N+1個(gè)電源組成。這些刀片服務(wù)器的總線即為OR型。

請(qǐng)注意供電的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。刀片服務(wù)器與電源連接的物理位置對(duì)電源總線的平均電壓提出了更高的要求，這有助于負(fù)載共享。在這個(gè)示例中，刀片服務(wù)器1主要由總線A供電，而刀片服務(wù)器M主要由總線B供電。這樣，與負(fù)載共享解決方案相比較，冗余熱插拔電源解決方案的成本更低。這種電源分配方案對(duì)其它背板負(fù)載具有很重要的實(shí)際意義，如存儲(chǔ)子系統(tǒng)中的磁盤驅(qū)動(dòng)器。

為滿足這些服務(wù)器的要求，控制器必須要具備如下功能：

1　正關(guān)閉閾值電壓功能。該功能確保沒有流向失效電源的反向電流，并確保對(duì)一個(gè)電源進(jìn)行熱拔時(shí)電源總線的輸入終端沒有電壓。

2　線性柵極控制功能。該功能是首要的，因?yàn)樵陔娫崔D(zhuǎn)換時(shí)可以保證穩(wěn)定性。具有開關(guān)控制功能的控制器不允許有反向電流流向電源，該控制器在狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩。

3　為了驅(qū)動(dòng)并聯(lián)或背靠背的MOSFET并保證快速關(guān)機(jī)時(shí)間，柵極關(guān)閉電流必須高于2A?？焖訇P(guān)機(jī)時(shí)間對(duì)于防止在檢測(cè)到快速關(guān)機(jī)閾值后反向電流流向電源現(xiàn)象的發(fā)生至關(guān)重要。

4　獨(dú)立器件具有內(nèi)部充電泵，不需要輔助支持組件且占用的電路板面積非常小。

5　與系統(tǒng)電源控制器配合工作的欠壓、過壓保護(hù)以及一般狀態(tài)輸出功能，以保持電源總線。

篇3

關(guān)鍵詞 LED 設(shè)計(jì) 技術(shù)

中圖分類號(hào)： TN312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

LED電源的要求主要有：高效率、小尺寸，以及可以調(diào)節(jié)LED亮度。當(dāng)我們選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功率時(shí)，必須有高效率的升壓轉(zhuǎn)換器。在本文中，我們用白光LED為例進(jìn)行了討論，并探討其對(duì)電力的需求。

以大功率白光LED為例，其主要要求是，高效率的整體解決方案，其有重要的EMI（電磁干擾）性能。

鋰離子電池的電壓范圍在2.7V～4.2V之間。主要任務(wù)是提供白色LED和一個(gè)典型的正向電壓為3.5V的恒定電流。

與電荷泵的解決方案相比，升壓轉(zhuǎn)換器，可以實(shí)現(xiàn)更高的效率，開關(guān)電容器和升壓轉(zhuǎn)換器，用于驅(qū)動(dòng)白色LED的電源拓?fù)?。這兩種解決方案提供更高的輸出和輸入電壓。其主要的差別是，轉(zhuǎn)換增益M = Vout / Vin和增益效率將直接影響轉(zhuǎn)換增益。

一個(gè)真正的電壓電荷泵具有非常低的效率（例如低至40%），其增益（增益為1.0和1.5）的組合可轉(zhuǎn)換出更好的結(jié)果。這樣一個(gè)電荷泵從增益M = 1.0 M = 1.5的轉(zhuǎn)換點(diǎn)轉(zhuǎn)換，這是因?yàn)樵鲆孓D(zhuǎn)換效率將下降到60%的范圍內(nèi)。降低（轉(zhuǎn)化率）運(yùn)行時(shí)，電池正常的時(shí)間效率，整體效率將會(huì)降低。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)換發(fā)生在低電池電壓3.5V附近時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)高效率。然而，在轉(zhuǎn)變點(diǎn)的壓降取決于LED的正向電壓時(shí)，LED電流，電荷泵I2R損耗。這些參數(shù)將被轉(zhuǎn)換到更高的電池電壓。因此，在特定的系統(tǒng)中，操作電荷泵必須十分小心。

如果使用的是一款升壓轉(zhuǎn)換器，則屏蔽電感器將擁有一個(gè)更為有力的磁場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)更好的EMI性能。應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換頻率加以選擇，以最小化所有對(duì)該系統(tǒng)無線部分產(chǎn)生的干擾。PCB布局將對(duì)EMI產(chǎn)生重大影響，尤其將要承載開關(guān)或AC電流的EMI放射。

粗線應(yīng)先完成布線，且必須使用一個(gè)星形接地或接地層以最小化噪聲。輸入和輸出電容應(yīng)為低ESR陶瓷電容以最小化輸入和輸出電壓紋波。

結(jié)論：在大多數(shù)應(yīng)用中，與充電泵相比，升壓轉(zhuǎn)換器顯示出了更高的效率。使用一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器（其電感大小與1210外殼尺寸一樣）降低了充電泵的優(yōu)勢(shì)。

總之，對(duì)于許多系統(tǒng)而言，尤其在器件擁有一個(gè)從1.0到1.5的靈活轉(zhuǎn)換增益的時(shí)候，充電泵解決方案將是一個(gè)不錯(cuò)的解決方案。在稍微高于LED正向電壓處發(fā)生從1.0到1.5的轉(zhuǎn)換增益時(shí)，這樣一個(gè)解決方案將實(shí)現(xiàn)絕佳的效率。在為每個(gè)應(yīng)用選擇升壓轉(zhuǎn)換器或充電泵解決方案時(shí)，需要充分考慮便攜式系統(tǒng)的要求。如果效率是主要要求，則升壓轉(zhuǎn)換器將為更適宜的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 關(guān)積珍.LED顯示屏發(fā)展綜述.國(guó)際光電與顯示.2001.（11）：177-182.

篇4

將燃料電池與蓄電池、超級(jí)電容或其他電能儲(chǔ)存裝置集成在一起構(gòu)成混合電源，能夠解決很多動(dòng)態(tài)供電與發(fā)熱的問題。但是，這種方案本身也具有電源管理方面的問題。

混合電源

在本文所討論的電源架構(gòu)中，我們稱燃料電池與蓄電池的組合結(jié)構(gòu)為混合(電源)系統(tǒng)。這種架構(gòu)廣泛應(yīng)用于多種燃料電池和蓄電池，并取代了諸如超電容或超級(jí)電容之類的儲(chǔ)電裝置。但是，每種混合電源實(shí)現(xiàn)方案都是經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的，以滿足所選擇的燃料電池和蓄電池的獨(dú)特需求。

混合電源系統(tǒng)主要的組件包括燃料電池、燃料盒、蓄電池、系統(tǒng)負(fù)荷、直流輸入電源和電源控制器(見圖1)。燃料電池與蓄電池的結(jié)合稱為混合電源(HPS)。

上述系統(tǒng)在使用的不同階段，能夠用做三種能源和兩種負(fù)載。當(dāng)該系統(tǒng)沒有插接直流電源時(shí)，燃料電池和/或蓄電池的組合結(jié)構(gòu)能夠?yàn)橄到y(tǒng)負(fù)載供電。另外，當(dāng)直流電源不存在時(shí)，燃料電池還能夠?qū)π铍姵剡M(jìn)行充電，以盡可能地增強(qiáng)電源斷電末期(end-of-power-shutdown)的性能，或者實(shí)現(xiàn)更好的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電源響應(yīng)特性。當(dāng)直流電源可用時(shí)，它既對(duì)蓄電池進(jìn)行充電也對(duì)系統(tǒng)負(fù)載進(jìn)行供電。

對(duì)于這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，我們必須對(duì)系統(tǒng)的電源通路管理進(jìn)行精確控制，以確保系統(tǒng)負(fù)載的運(yùn)行總是能夠滿足終端用戶的使用要求。關(guān)鍵的控制時(shí)機(jī)是當(dāng)可用的電量降低到一定的水平時(shí)，這時(shí)電源無法再為系統(tǒng)負(fù)載供電，導(dǎo)致了受限的使用配置，甚至執(zhí)行了受控的關(guān)機(jī)操作。

為了實(shí)現(xiàn)這種精確的控制，電源控制器必須能夠檢測(cè)多種因素以產(chǎn)生有效電量和總有效電量峰值等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的定義如下：有效電量峰值定義為混合電源在一定的短期時(shí)間內(nèi)能夠提供的電量，例如DVD機(jī)啟動(dòng)或關(guān)機(jī)時(shí)光盤操作所需的電量。峰值周期取決于終端設(shè)備的負(fù)載分布特征?？傆行щ娏慷x為混合電源能夠提供的總電量，它與放電比率無關(guān)。

系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

利用目前市場(chǎng)上供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)燃料計(jì)可以對(duì)蓄電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)，例如使用bq20z75監(jiān)測(cè)兩組、三組或四組串聯(lián)結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，或者使用bq27210監(jiān)測(cè)單組串聯(lián)的鋰電池。這些監(jiān)測(cè)方案能夠?yàn)殡娫纯刂破魈峁┧璧碾妷?、電流、溫度、電荷狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過I2C、SMBus或HDQ之類的數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)與電源控制器連接。通過這種接口方式，電源控制器能夠獲得非常精確的電池電荷狀態(tài)(SOC)，以確保在充放電的過程中都能夠安全使用電池。

對(duì)燃料電池和燃料盒的監(jiān)測(cè)更具挑戰(zhàn)性。燃料盒內(nèi)可用燃料的種類和數(shù)量，以及燃料電池的當(dāng)前與平均效率都是監(jiān)測(cè)燃料電池有效電量需要考慮的因素。

在很多情況下，燃料盒是系統(tǒng)特有的裝置，因此燃料的類型數(shù)據(jù)可以保存在電源控制器中。在其他一些電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案中，我們需要提供存儲(chǔ)在燃料盒內(nèi)燃料的數(shù)據(jù)，并通過類似的接口總線傳給電源控制器。

具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的燃料盒實(shí)現(xiàn)方案中，最好的方法是通過電源控制器或者燃料加注系統(tǒng)將測(cè)量出的剩余燃料數(shù)據(jù)寫回到燃料盒中。但是這種方法可能只適用于燃料盒能夠取出并重新插入的電源系統(tǒng)。

除了燃料盒的燃料數(shù)據(jù)之外，對(duì)于燃料電池還需要監(jiān)測(cè)其他一些參數(shù)，包括溫度、燃料注入速率、輸出電壓和輸出電流。這些參數(shù)用于計(jì)算燃料電池的當(dāng)前效率。比如，通過溫度參數(shù)可以判斷出燃料電池當(dāng)前是否處于最佳工作狀態(tài)。

此外，我們還需要測(cè)量直流電源和系統(tǒng)的負(fù)載功率等數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)以及來自于監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，我們就可以計(jì)算出總有效電量和峰值有效電量的值。終端設(shè)備的有效運(yùn)行時(shí)間取決于這四個(gè)因素。

在分析電源斷電末期的特性時(shí)，燃料電池功率輸出的響應(yīng)能力和蓄電池的尺寸也會(huì)帶來新的問題。這需要進(jìn)一步了解有關(guān)知識(shí)。

預(yù)測(cè)HPS運(yùn)行時(shí)間

蓄電池和燃料電池監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)能夠?yàn)橹飨到y(tǒng)提供總電量和峰值電量的數(shù)據(jù)，使主系統(tǒng)能夠判斷各種所需的用戶數(shù)據(jù)。在這個(gè)實(shí)例結(jié)構(gòu)中，我們采用了一個(gè)電源控制器，它具有多種優(yōu)點(diǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)之一就是能夠管理數(shù)據(jù)和子系統(tǒng)，使得混合電源在使用過程中就好像一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的蓄電池電源一樣。

電源控制器負(fù)責(zé)接收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并管理蓄電池的使用過程，在HPS的預(yù)期壽命期內(nèi)發(fā)揮最高的性能。這對(duì)于兩個(gè)方面特別有利。

通過燃料電池對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，即使在沒有直流電源的情況下，也能夠確保峰值有效電量處于最佳的水平。

管理電池的電荷狀態(tài)(SOC)，從而盡可能地提高這一結(jié)構(gòu)的可用性。

對(duì)SOC特性的管理與當(dāng)前大多數(shù)便攜式應(yīng)用中使用電池的方式是相背離的。一般而言，蓄電池是唯一的無線電源，所以它必須為主系統(tǒng)提供所有的電能。因此，蓄電池應(yīng)該安全地存儲(chǔ)盡可能多的電能，最終實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。同樣，蓄電池的充電時(shí)間也是至關(guān)重要的，充電時(shí)間越短越好。

我們可以在蓄電池的充電時(shí)間和壽命之間進(jìn)行權(quán)衡，但是這在目前的消費(fèi)產(chǎn)品中并不常見。對(duì)于HPS而言，這兩個(gè)使用動(dòng)力不起作用，因此采用電源控制器可以在蓄電池與燃料電池兩者的最佳狀態(tài)之間實(shí)現(xiàn)更好的平衡。理想情況下，HPS中的蓄電池能夠在整個(gè)HPS壽命期限內(nèi)持續(xù)工作，不需要更換。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，電源控制器可以提供蓄電池充電管理功能，例如在較低的電壓下充電，采用較慢的速率充電，以及對(duì)充電電壓/速率進(jìn)行溫度補(bǔ)償。電源控制器通過調(diào)節(jié)電池的充電電流，能夠確保當(dāng)連接系統(tǒng)負(fù)載時(shí)有足夠的直流電源供電。

最近推出的智能電池?cái)?shù)據(jù)集(SBDS)補(bǔ)遺將燃料電池的數(shù)據(jù)添加到現(xiàn)有的支持蓄電池的數(shù)據(jù)集中，使主機(jī)能夠訪問，從而控制燃料電池和蓄電池的使用過程。采用電源控制器之后，能夠處理復(fù)雜的HPS功能，根據(jù)SBDS燃料電池附加內(nèi)容能夠幫助主系統(tǒng)更有效地使用HPS。

增加燃料電池和蓄電池的總有效電量，能夠使主系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效運(yùn)行時(shí)間指示、剩余時(shí)間報(bào)警(RTA)，或剩余容量/電量報(bào)警(RCA)等基本功能。

預(yù)測(cè)運(yùn)行時(shí)間的公式如下所示：AtRateTimeToEmpty(ARTTE)＝總有效電量/AtRate()

根據(jù)這一公式，主系統(tǒng)能夠根據(jù)其掌握的用戶操作意圖判斷有效運(yùn)行時(shí)間，例如播放DVD，或者啟動(dòng)系統(tǒng)診斷。如果主系統(tǒng)能夠進(jìn)一步掌握在不同模式和不同程序下的能耗情況，那就更好了。

受控式斷電與HPS運(yùn)行時(shí)間的最大化

篇5

今日電子：請(qǐng)您談?wù)剬?duì)2008年全球電源管理市場(chǎng)的看法?2008年的中國(guó)電源管理市場(chǎng)又是怎樣的情況?

凌力爾特公司電源產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)TonyArmstrong：就半導(dǎo)體和電子產(chǎn)品而言，不管在哪里，2008年都將因兩極分化而留在人們的記憶中。回顧2008年，看看哪些事情做對(duì)了、哪些事情沒有按計(jì)劃進(jìn)行、哪些是我們無法控制的，這是很有用的。

就凌力爾特公司而言，我們?cè)?005年就預(yù)測(cè)，對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品的需求不可能繼續(xù)快速增長(zhǎng)。當(dāng)時(shí)，我們不知道這個(gè)泡沫何時(shí)破滅，但是2008年后期問題確實(shí)發(fā)生了。目前的經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩是全球性事件，沒有哪一個(gè)市場(chǎng)或大陸可以幸免。在這種環(huán)境中，人們?cè)谥С龇矫娉霈F(xiàn)了巨大變化，消費(fèi)市場(chǎng)正在經(jīng)歷巨變。而凌力爾特公司已經(jīng)逐步減輕了對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品的依賴，在這一市場(chǎng)的銷售收入僅占我們總體銷售收入很小的一部分。

也是在幾年前，我們預(yù)測(cè)，汽車中的電子產(chǎn)品會(huì)穩(wěn)步增加，混合型和全電動(dòng)汽車進(jìn)一步促進(jìn)了這種增長(zhǎng)。不過，我們沒有預(yù)料到引起消費(fèi)信貸枯竭的金融危機(jī)，這導(dǎo)致新車銷售萎縮。展望未來，汽車中的電子產(chǎn)品將繼續(xù)大幅增加，而且隨著時(shí)間推移，全球汽車市場(chǎng)將反彈。

安森美半導(dǎo)體公司汽車及電源產(chǎn)品部高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Andy Williams：2008年電源管理市場(chǎng)保持著強(qiáng)勁的勢(shì)頭，直至下半年因全球經(jīng)濟(jì)受金融危機(jī)大幅影響而有變化。

很明顯，自2008年9月終端消費(fèi)需求開始下降之后，電源管理市場(chǎng)就開始減緩。然而，我們看到，在這之前，筆記本電腦、手機(jī)和液晶電視的增長(zhǎng)勢(shì)頭都很好。在2008年上半年，這些產(chǎn)品的需求非常穩(wěn)定，產(chǎn)品型號(hào)的更新?lián)Q代也非常明顯。對(duì)這些墻式插座供電或充電的產(chǎn)品來說，人們對(duì)更高能效的需求很大程度上推動(dòng)了電源管理器件的發(fā)展。在去年上半年，隨著石油、天然氣及其他能源價(jià)格的飆升，能源變成了更加珍貴的日用品，這使得高能效電源管理與日重要。

美信公司便攜式消費(fèi)產(chǎn)品事業(yè)部總監(jiān)Tony Lai：我主要負(fù)責(zé)手持消費(fèi)電子產(chǎn)品，包括了普通手機(jī)和智能手機(jī)，這個(gè)市場(chǎng)在2008年第四季度之前都是健康增長(zhǎng)的。針對(duì)此市場(chǎng)，我們?cè)?008年主推不以犧牲可靠性和性能為代價(jià)的高集成度、小體積解決方案。眾所周知，智能手機(jī)非常消耗電池電量。為此，芯片組提供商通過增加動(dòng)態(tài)電壓管理功能來降低CPU核心電壓。而手持設(shè)備制造商則將電源軌分割成不同的功能區(qū)以便能增強(qiáng)靈活性和節(jié)能性。這些，都需要高性能電源管理解決方案的支持。

智能手機(jī)曾是北美和歐洲手機(jī)制造商手中的珍寶。但幾個(gè)智能手機(jī)制造商在2008年嘗試轉(zhuǎn)型，他們不再做OEM，有的開始自有品牌建設(shè)，技術(shù)積累較多的則轉(zhuǎn)型為ODM。他們過去只青睞分立式LDO、DC／DC和LED驅(qū)動(dòng)器。但是在2008年末，他們開始轉(zhuǎn)向使用電源管理芯片。

今日電子：半導(dǎo)體行業(yè)在2009年的整體市場(chǎng)前景不甚樂觀，請(qǐng)問貴公司對(duì)2009年的電源管理市場(chǎng)有何看法?會(huì)采取什么策略?

Tony Armstrong：無論目前的市場(chǎng)情況看起來多么無望，半導(dǎo)體市場(chǎng)仍將繼續(xù)存在，這一市場(chǎng)未來將繼續(xù)增長(zhǎng)。這個(gè)觀念必須成為公司在這種具有挑戰(zhàn)性的時(shí)期管理業(yè)務(wù)的指導(dǎo)原則。近期，公司需要對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)做出反應(yīng)，調(diào)整產(chǎn)出和支出以適應(yīng)目前的銷售預(yù)測(cè)。

在這種時(shí)期，我們的客戶也許降低產(chǎn)出，但是將繼續(xù)投資新產(chǎn)品和新產(chǎn)品開發(fā)。創(chuàng)新將給半導(dǎo)體市場(chǎng)帶來增長(zhǎng)，尤其是模擬半導(dǎo)體市場(chǎng)。就推出新產(chǎn)品、成為產(chǎn)品最先上市的公司并擁有以新興增長(zhǎng)市場(chǎng)為目標(biāo)的產(chǎn)品而言，現(xiàn)在是最佳時(shí)機(jī)。

凌力爾特公司感興趣的關(guān)鍵增長(zhǎng)市場(chǎng)包括：

汽車――目前，所有汽車制造商都在經(jīng)歷銷售下滑并正在采取行動(dòng)降低產(chǎn)出和支出。但是也有很多汽車公司有積極的開發(fā)計(jì)劃，他們將大幅增加新車中的電子產(chǎn)品。他們預(yù)測(cè)，在未來幾年，汽車電子產(chǎn)品將增長(zhǎng)2～3倍。這意味著，電子產(chǎn)品銷售將繼續(xù)增長(zhǎng)，而不受每年銷售的汽車數(shù)量的影響。

因此，我們將保持當(dāng)前的發(fā)展方向不變，繼續(xù)向汽車領(lǐng)域提供新產(chǎn)品和銷售工程支持。此外，世界上每一個(gè)主要汽車制造商現(xiàn)在都在研究混合型汽車，這類汽車中將增加更多電子產(chǎn)品。我們已經(jīng)推出并正在開發(fā)面向這一市場(chǎng)的產(chǎn)品。

綠色增長(zhǎng)市場(chǎng)――任何以節(jié)能或能量獲取與保存為目標(biāo)的產(chǎn)品都將有增長(zhǎng)機(jī)會(huì)，而且不受當(dāng)前市場(chǎng)情況的影響。能量成本和對(duì)環(huán)境的關(guān)注以及需要延長(zhǎng)移動(dòng)設(shè)備的電池壽命已引起對(duì)多種應(yīng)用電源優(yōu)化的關(guān)注。我們的高效率能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)品使客戶能夠更高效率地轉(zhuǎn)換電能、消耗更低的功率并延長(zhǎng)電池壽命。

通信基礎(chǔ)設(shè)施――無線系統(tǒng)的激增在用于無線和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的產(chǎn)品方面繼續(xù)為凌力爾特公司帶來極大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。我們的高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和高頻產(chǎn)品為下一代蜂窩基站而設(shè)計(jì)，熱插拔和以太網(wǎng)供電產(chǎn)品在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中繼續(xù)得到大量采用。

工業(yè)市場(chǎng)――廣闊的工業(yè)市場(chǎng)繼續(xù)提供一個(gè)可靠的業(yè)務(wù)核心。盡管這個(gè)市場(chǎng)預(yù)期不會(huì)像其他一些增長(zhǎng)市場(chǎng)增長(zhǎng)得那么快，但是工業(yè)市場(chǎng)有點(diǎn)更加不受市場(chǎng)波動(dòng)的影響。

憑借創(chuàng)新性產(chǎn)品和專注的戰(zhàn)略，我預(yù)期，凌力爾特公司的增長(zhǎng)速度將繼續(xù)高于模擬半導(dǎo)體市場(chǎng)的整體增長(zhǎng)速度。業(yè)界分析師現(xiàn)在預(yù)計(jì)，半導(dǎo)體行業(yè)增長(zhǎng)將放緩。但是最新數(shù)字仍然提供了樂觀的理由。WFTS的目前市場(chǎng)增長(zhǎng)數(shù)字顯示，估計(jì)2008年達(dá)到376億美元的模擬IC市場(chǎng)到2011年將增長(zhǎng)到407億美元。

最后，我認(rèn)為，凌力爾特公司的客戶戰(zhàn)略、市場(chǎng)和地域多樣化也將成為防止受目前市場(chǎng)狀況影響的方法，并為未來的銷售收入增長(zhǎng)提供了一個(gè)渠道。

Andy Williams：我們確實(shí)同意2009將是難以預(yù)測(cè)的一年，對(duì)于半導(dǎo)體市場(chǎng)而言，即便是最樂觀的預(yù)測(cè)，也是在頗低水平。積極地看，電源管理產(chǎn)品幾乎適用于電子產(chǎn)業(yè)的所有領(lǐng)域，所以，好消息是我們不會(huì)看到電源管理市場(chǎng)依賴于任何單一市場(chǎng)的成功或是下滑。因此，就像分散投資一樣，我們可能看到電源管理市場(chǎng)會(huì)有更好的投資回報(bào)。

我們認(rèn)為，總體的消費(fèi)需求在2009年將持續(xù)謹(jǐn)慎和缺乏生氣。世界各地的消費(fèi)者及產(chǎn)業(yè)將會(huì)恰如所需地消費(fèi)。我們不預(yù)期酌情式或“想要式”消費(fèi)的需求會(huì)增加。然而，我們看到越來越明顯的趨勢(shì)，那就是消費(fèi)者會(huì)購(gòu)買更高能效的終端產(chǎn)品。能源使用已成為終端產(chǎn)品成本結(jié)構(gòu)中更重要的考量，因此，最高能效產(chǎn)品會(huì)持續(xù)受到重視及拓展，例如 手機(jī)、筆記本電腦、上網(wǎng)本(Netbook)等便攜產(chǎn)品將繼續(xù)注重電池壽命。

在汽車市場(chǎng)，我們將不斷看到混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車在2009年會(huì)極加速的發(fā)展。盡管能源成本下降，但我們認(rèn)為這個(gè)趨勢(shì)將是短期性的。未來幾年隨著壘球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，能源成本將繼續(xù)提升。這種更長(zhǎng)期的趨勢(shì)將為汽車制造商提供機(jī)遇，讓他們領(lǐng)先于需求曲線，更著重設(shè)計(jì)及生產(chǎn)能效更高的汽車。無污染(或降低污染的)汽車也將是更長(zhǎng)期的趨勢(shì)。這些趨勢(shì)將不斷推動(dòng)研發(fā)更長(zhǎng)使用時(shí)間的電池，并增加汽車中的電子成分。隨著汽車變得更輕更高效，汽車中的電子成分將激增。

安森美半導(dǎo)體在高能效帶動(dòng)的電源管理領(lǐng)域擁有極佳的優(yōu)勢(shì)地位。我們不斷開發(fā)注重節(jié)電及節(jié)能的產(chǎn)品，以用于計(jì)算、消費(fèi)、汽車和照明等市場(chǎng)。我們的策略是在自己的重點(diǎn)市場(chǎng)，持續(xù)與該等領(lǐng)域中世界最多產(chǎn)的客戶合作，推出采用我們半導(dǎo)體元器件的最創(chuàng)新解決方案。

憑借推出領(lǐng)先的技術(shù)，同時(shí)審慎地管理我們的業(yè)務(wù)，我們期望可把全球經(jīng)濟(jì)對(duì)我們業(yè)務(wù)的影響減至最低，并擴(kuò)大我們的市場(chǎng)份額。

Tony Lai：確實(shí)，整個(gè)市場(chǎng)在下滑。但是Maxim公司依然在技術(shù)，產(chǎn)品性能和產(chǎn)能上保持領(lǐng)先。Maxim公司會(huì)繼續(xù)提供滿足高端和低端手機(jī)電源管理需求的高集成度、高性能產(chǎn)品。通過產(chǎn)品的差異化，Maxim公司會(huì)幫助關(guān)鍵手機(jī)制造商贏得市場(chǎng)份額。

今日電子：LED在最近幾年取得了非常大的成功，您認(rèn)為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)在2009年會(huì)有突破嗎?貴公司在這方面有什么打算?

Tony Armstrong：就LED應(yīng)用而言，2008年對(duì)很多模擬IC供應(yīng)商的主流業(yè)務(wù)來說是關(guān)鍵的一年。在這一年中，LED本身滿足了一些關(guān)鍵性能標(biāo)準(zhǔn)的要求，這將導(dǎo)致對(duì)LED驅(qū)動(dòng)器集成電路需求的極大增長(zhǎng)，LED驅(qū)動(dòng)器集成電路是在各種最終應(yīng)用中為L(zhǎng)ED供電所必需的器件。

通過研究幾種將促進(jìn)LED驅(qū)動(dòng)器IC從目前的萌芽階段進(jìn)入加速增長(zhǎng)階段的因素，可以發(fā)現(xiàn)，LED將迅速成為一種主流照明源。汽車照明、LED光輸出、LED成本因素和它們作為白熾燈替代物的潛在用途是這些主要驅(qū)動(dòng)因素中的4種。以下將更詳細(xì)地說明這4種因素。

汽車前燈――奧迪是第一個(gè)在汽車中使用LED前燈的汽車制造商。其組裝中含有兩個(gè)低光束前燈(作為主要功能)，是由兩個(gè)LED陣列組成，每個(gè)都有4個(gè)有源組件。就高光束前燈而言，一個(gè)由4個(gè)LED組成的陣列位于鄰近低光束陣列的地方。在1A電流時(shí)，每個(gè)LED陣列都實(shí)現(xiàn)了600Lm的光通量。這種組裝作為選項(xiàng)提供給2008車型中的R8豪華跑車。不過，大眾、雷克薩斯和凱迪拉克在2009車型中都已提供了這種LED前燈。

LED光輸出――大功率LED的光輸出已經(jīng)達(dá)到了100Lm／W這個(gè)具有里程碑意義的關(guān)鍵數(shù)字，而有些制造商稱自己已經(jīng)達(dá)到120Lm／W。這意味著，就能量轉(zhuǎn)換效率而言，LED現(xiàn)在已經(jīng)超過了CFL(80Lm／W)。人們進(jìn)一步預(yù)測(cè)，到2012年，LED將達(dá)到150Lm／W輸出。此外，考慮到目前對(duì)“綠色”的關(guān)注，LED不像CFL那樣含有任何有害材料。

這具有重要意義，因?yàn)槊绹?guó)能源部已經(jīng)宣布，照明消耗22％的美國(guó)發(fā)電量。廣泛使用LED照明可以將這種消耗降低一半。我們可以這樣正確理解這一點(diǎn)：到2027年，LED照明能減少的年度能量使用量相當(dāng)于5億桶石油，同時(shí)還伴隨著二氧化碳排放量的降低。

LED成本因素――LED照明的成本已經(jīng)非常迅速地下降了。Polybrite(一家采用LED技術(shù)的照明產(chǎn)品領(lǐng)先制造商)指出：在過去的12個(gè)月里，個(gè)別白光二極管的價(jià)格已經(jīng)從8美元降至1.50美元。該公司進(jìn)一步預(yù)測(cè)，到2009年的某個(gè)時(shí)間，取代白熾燈的LED燈價(jià)格將達(dá)到消費(fèi)者可以接受的水平。

LED可以取代白熾燈――Cree(一家北美芯片制造商，其芯片用在很多不同中至大功率的LED中)聲稱已經(jīng)設(shè)計(jì)出了一種發(fā)光芯片，能使LED燈產(chǎn)生可與美國(guó)家庭廣泛使用的75W白熾燈相比較的光。為了能輸出這么強(qiáng)的光，這種LED芯片需要4A電流。

安森美半導(dǎo)體Catalyst產(chǎn)品部市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁Scott Brown：LED得以再走向成功，是因?yàn)樗鼈兡軌蛞詷O少的電能消耗輸出最強(qiáng)的光，所以LED是當(dāng)前市場(chǎng)上最高效的照明元件。我們預(yù)期LED在標(biāo)志、背光、通用及汽車照明等領(lǐng)域繼續(xù)擴(kuò)展其應(yīng)用空間。隨著應(yīng)用范圍及實(shí)際使用的擴(kuò)張，成本一般會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模性而下降。一旦成本下降，應(yīng)用會(huì)持續(xù)擴(kuò)展。這對(duì)所有創(chuàng)新元器件及產(chǎn)品而言，都是激動(dòng)人心的增長(zhǎng)周期。LED將可能應(yīng)用于幾乎所有基于照明的應(yīng)用。相應(yīng)地，安森美半導(dǎo)體將繼續(xù)支持LED電源管理應(yīng)用，生產(chǎn)多樣化的元件驅(qū)動(dòng)LED及調(diào)光。我們的產(chǎn)品也將著重于LED的終端使用及應(yīng)用，使我們能夠開發(fā)結(jié)合現(xiàn)有及未來產(chǎn)品的解決方案。

我們預(yù)計(jì)流明每瓦數(shù)不斷提升的LED技術(shù)在2009年將繼續(xù)向前推進(jìn)。安森美半導(dǎo)體的策略是擴(kuò)充已有的LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品陣容(包括電荷泵型及電感型驅(qū)動(dòng)器)，使我們能夠滿足寬廣市場(chǎng)范圍的客戶需求，從小型顯示屏和便攜設(shè)備到大型顯示屏背光，以及通用、照明、汽車照明和標(biāo)志等，不一而足。

此外，3G手機(jī)毫無疑問會(huì)使得互連網(wǎng)接入業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)張，而這會(huì)驅(qū)使觸摸屏3G手機(jī)的更普及。這些較大的屏幕需要更多的LED電源來為它們背光，而當(dāng)用于瀏覽互聯(lián)網(wǎng)或播放媒體文檔時(shí)，還需要保持較長(zhǎng)時(shí)間段的背光。這意味著它們需要極高能效的LED背光。安森美半導(dǎo)體屢獲殊菜的四模(Quad-Mode)LED驅(qū)動(dòng)器仍是當(dāng)今市場(chǎng)上背光應(yīng)用的最高效、最高性價(jià)比的電荷泵型驅(qū)動(dòng)器。我們的策略之一就是以這極高效率的解決方案來配合3G市場(chǎng)的發(fā)展。

Tony Lai：Maxim公司有高性能的電荷泵和電感式升壓LED驅(qū)動(dòng)器。我們認(rèn)為，2009年便攜消費(fèi)市場(chǎng)最明顯的趨勢(shì)就是：更大的顯示器(多背光電源導(dǎo)致高效率需求)，智能化顯示屏(需要多功能和智能特性)，更高的拍攝圖像質(zhì)量(需要更大亮度的相機(jī)閃光燈)。

今日電子：對(duì)中國(guó)市場(chǎng)來說，2009年是3G通信元年，有關(guān)這方面的電源管理產(chǎn)品需求也會(huì)加大。請(qǐng)談?wù)勝F公司在這方面的策略。 Tony Armstrong：在很多3G基站中，空間和冷卻設(shè)備很有限。因此，就任何POL轉(zhuǎn)換器而言，既緊湊、高效又具有低靜態(tài)電流以滿足新的“綠色”標(biāo)準(zhǔn)要求是極端重要的。此外，很多微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器都需要一個(gè)內(nèi)核電源和一個(gè)I／O電源，這些電源在啟動(dòng)時(shí)必須排序。設(shè)計(jì)師必須考慮在加電和斷電操作時(shí)，內(nèi)核和I／O電壓源的相對(duì)電壓和時(shí)序，以滿足制造商的性能規(guī)格 要求。

此外，功率密度給電源設(shè)計(jì)師帶來了新的重大挑戰(zhàn)。一般情況下，要求這些設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)高于90％的轉(zhuǎn)換效率，以限制電源中的功耗量和溫度上升。因此，一個(gè)設(shè)計(jì)的熱性能尤其重要。另外，這些電源必須具有卓越的輸出紋波和瞬態(tài)響應(yīng)，同時(shí)限制所需的外部電容量，以減小電源設(shè)計(jì)的總體尺寸。

自20世紀(jì)90年代中期開始，凌力爾特公司一直在生產(chǎn)既具有高效率轉(zhuǎn)換又具有低靜態(tài)電流的電源管理IC。凌力爾特公司在很多電源管理IC中納入了突發(fā)模式(Burst ModeTM)技術(shù)。這種技術(shù)最大限度地降低了該類IC在備用模式時(shí)自身所需的電流。在很多情況下，這種備用靜態(tài)電流低至10～20μA。

就數(shù)字電源作為傳統(tǒng)模擬電源解決方案的替代方案而言，普遍接受的數(shù)字電源含意是，使用分時(shí)PWM控制環(huán)路來實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)。數(shù)字PWM解決方案幾乎總是帶來額外的功能、復(fù)雜性和成本問題。因?yàn)閿?shù)字方法尚未展現(xiàn)與今天先進(jìn)的模擬電源系統(tǒng)不相上下的性能，因此我們相信，在短期內(nèi)數(shù)字電源不會(huì)成為一個(gè)影響通信電源市場(chǎng)的重大因素。

Andy Williams：3G再一次為全球消費(fèi)者帶來他們所需要增加的功能。隨著更多功能的增添，更多的元器件功能和模塊也隨之增加。相應(yīng)地，電能消耗也在增加，因此對(duì)電池電量的需求更高。因此，安森美半導(dǎo)體的策略是以最少的耗電量提供取悅消費(fèi)者功能的元器件，以盡可能高的能效來轉(zhuǎn)換及管理電池電能。安森美半導(dǎo)體產(chǎn)品的電流消耗將越來越低，我們的元器件將更加高效地把電池電能轉(zhuǎn)換為更先進(jìn)通信和處理芯片可用的電壓電平。

此外，我們還有極廣的基礎(chǔ)設(shè)備產(chǎn)品系列，用于諸如3G等全球性網(wǎng)絡(luò)。安森美半導(dǎo)體制造多元化的工業(yè)及通信元器件，它們不僅處理基礎(chǔ)設(shè)施所要求的電能，并且其處理方式不會(huì)干擾通信設(shè)備本身的敏感信號(hào)。因此，安森美半導(dǎo)體已經(jīng)在基礎(chǔ)設(shè)施及終端設(shè)備市場(chǎng)穩(wěn)占席位，使我們成為重量級(jí)的供應(yīng)商，能很好地服務(wù)于3G在全球的繁衍。

Tony Lai：高效率的PA電源管理會(huì)延長(zhǎng)手機(jī)電池壽命。美信公司能提供高性能PA DC／DC，其專為高端智能手機(jī)制造商設(shè)計(jì)。

今日電子：除了上文談到的LED驅(qū)動(dòng)，3G通信外，電源管理廠商在09年還能找到哪些新的市場(chǎng)切入點(diǎn)?

Tony Armstrong：2009年一個(gè)潛在的“熱點(diǎn)”(如果可以這么說的話)是無線連接性。似乎無論哪里的人都要通過電子郵件或Web不間斷地開展業(yè)務(wù)活動(dòng)，通過短信或話音通信與朋友和家人保持聯(lián)系。結(jié)果，對(duì)實(shí)現(xiàn)這種“連接性”的產(chǎn)品將有很大需求，這類產(chǎn)品通常具有話音和數(shù)據(jù)傳送功能，它們或者通過3G、GSM或CDMA等電信標(biāo)準(zhǔn)、或者用WiMax和藍(lán)牙技術(shù)傳送話音和數(shù)據(jù)。支持這類設(shè)備所必需的芯片組需要電源管理集成電路，以確保正確工作。不用說，這對(duì)凌力爾特這類模擬集成電路供應(yīng)商將非常有益。

Andy Williams：當(dāng)然是上網(wǎng)本(Netbook)和汽車。上網(wǎng)本能夠快速發(fā)展，是因?yàn)樗鼈冏阋宰尨蠖鄶?shù)用戶接入互連網(wǎng)及進(jìn)行業(yè)務(wù)。汽車市場(chǎng)在總體上將繼續(xù)奮斗，但那些生產(chǎn)出及售出的汽車將具有更高能效，不僅體現(xiàn)在更高的行駛里程，也會(huì)體現(xiàn)在混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車的裝置中。這個(gè)趨勢(shì)將驅(qū)使越來越多的半導(dǎo)體及元器件加進(jìn)汽車應(yīng)用。汽車將變身為連通的載體，除了具備受市場(chǎng)需求推動(dòng)的更多的能源管理和安全系統(tǒng)：還會(huì)有它們自己的3G連接能力、無線局域網(wǎng)(WLAN)和衛(wèi)星系統(tǒng)。而替代型燃料也將需要汽車采用新的安全及能源管理系統(tǒng)，安森美半導(dǎo)體的元器件可用于構(gòu)建這些系統(tǒng)。

Tony Lai：用電源管理芯片給手持應(yīng)用中不同的處理器供電，是今年的一個(gè)非常有前景的應(yīng)用。

今日電子：節(jié)能，環(huán)保的概念在今日顯得尤為重要，請(qǐng)問貴公司會(huì)采取哪些措施來繼續(xù)達(dá)成這一目標(biāo)。

Tony Armstrong：去年，由于媒體的大量報(bào)道，“綠色環(huán)境保護(hù)”概念得以普及。結(jié)果，很多電源管理產(chǎn)品供應(yīng)商在提高功率效率方面取得了很大進(jìn)步。人們普遍認(rèn)為，大多數(shù)工業(yè)化國(guó)家認(rèn)識(shí)到需要節(jié)約能量。這是因?yàn)?，隨著這些國(guó)家人口的增加，他們需要更多的能量來為有加熱／冷卻系統(tǒng)、照明和家電的新家居供電。不僅建立新的發(fā)電設(shè)施耗費(fèi)大量金錢，電能產(chǎn)生后要向用戶供電的過程成本也很高。據(jù)觀察，與建立新的發(fā)電設(shè)施相比，將大多數(shù)家電的電流能耗降低15％～20％是更經(jīng)濟(jì)的做法。

由于建立新的發(fā)電設(shè)施成本很高，因此很多國(guó)家已經(jīng)采用了所謂的“綠色政策”，以此鼓勵(lì)制造商在最終產(chǎn)品中納入節(jié)能技術(shù)。

就用于節(jié)能DC／DC轉(zhuǎn)換器的電源管理集成電路而言，必須具有兩個(gè)主要特點(diǎn)。首先，必須有非常高的轉(zhuǎn)換效率。其次，在備用和停機(jī)模式時(shí)必須有低靜態(tài)電流。

篇6

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。

1.1整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。

1.2逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)取＿@時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。

1.3變頻器時(shí)代

進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源

高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。

2.2通信用高頻開關(guān)電源

通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。

因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。

2.3直流-直流(DC/DC)變換器

DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。

通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。

2.4不間斷電源(UPS)

不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。

目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。

2.5變頻器電源

變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。

國(guó)際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。

2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源

高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。

逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。

由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問題成為最關(guān)鍵的問題,也是用戶最關(guān)心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。

2.7大功率開關(guān)型高壓直流電源

大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。

自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件,將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。

國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。

2.8電力有源濾波器

傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。

2.9分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)

分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)?？刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。

八十年代初期,對(duì)分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國(guó)際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。

3.高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)

在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中,更是離不開開關(guān)電源技術(shù)，通過開關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。

3.1高頻化

理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造,成為“開關(guān)變換類電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。

3.2模塊化

模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開關(guān)電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。另外,大功率的開關(guān)電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術(shù),所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流,一旦其中某個(gè)模塊失效,其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。

3.3數(shù)字化

在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說,模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開了。

3.4綠色化

電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。

現(xiàn)代電力電子技術(shù)是開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著新型電力電子器件和適于更高開關(guān)頻率的電路拓?fù)涞牟粩喑霈F(xiàn),現(xiàn)代電源技術(shù)將在實(shí)際需要的推動(dòng)下快速發(fā)展。在傳統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)下,由于功率器件性能的限制而使開關(guān)電源的性能受到影響。為了極大發(fā)揮各種功率器件的特性,使器件性能對(duì)開關(guān)電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓?fù)浜托滦偷目刂萍夹g(shù),可使功率開關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài),從而可大大的提高工作頻率,提高開關(guān)電源工作效率,設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的開關(guān)電源。

總而言之,電力電子及開關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展,新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實(shí)現(xiàn),將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟,實(shí)現(xiàn)高效率用電和高品質(zhì)用電相結(jié)合。這幾年,隨著通信行業(yè)的發(fā)展,以開關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開關(guān)電源,僅國(guó)內(nèi)有20多億人民幣的市場(chǎng)需求,吸引了國(guó)內(nèi)外一大批科技人員對(duì)其進(jìn)行開發(fā)研究。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢(shì)所趨,因此,同樣具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)正在啟動(dòng),并將很快發(fā)展起來。還有其它許多以開關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_發(fā)。

參考文獻(xiàn)

(l)林渭勛:淺談半導(dǎo)體高頻電力電子技術(shù),電力電子技術(shù)選編,浙江大學(xué),384-390,1992

(2)季幼章:迎接知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,發(fā)展電源技術(shù)應(yīng)用,電源技術(shù)應(yīng)用,N0.2,l998

(3)葉治正,葉靖國(guó):開關(guān)穩(wěn)壓電源。高等教育出版社,1998

張國(guó)君,男,1962年生,博士后,副總工程師,1997年5月于天津大學(xué)測(cè)控博士后流動(dòng)站出站,現(xiàn)從事通信電源和電力直流操作電源系統(tǒng)的研究開發(fā)工作,并在清華大學(xué)電力電子研究中心進(jìn)行第二站博士后研究工作。

篇7

[關(guān)鍵詞]不間斷電源 干擾 穩(wěn)態(tài)電壓 瞬態(tài)響應(yīng) 負(fù)載 并機(jī)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）36-0365-01

一、引言

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及基層央行對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)認(rèn)識(shí)的不斷加深，中心機(jī)房的建設(shè)和改造如火如荼。對(duì)于一些重要行業(yè)，在其機(jī)房中，如果設(shè)備比較多，布置比較集中，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用大功率不間斷電源。本文主要針對(duì)大功率的不間斷電源，特別是對(duì)幾個(gè)能反映生產(chǎn)技術(shù)水平，也是用戶關(guān)心的特性參數(shù)進(jìn)行探討。

二、不間斷電源的輸出電壓特性

不間斷電源的功能有兩個(gè)：一是市電斷電時(shí)不間斷地對(duì)設(shè)備供電，另一個(gè)就是隔離市電干擾，給負(fù)載提供波形穩(wěn)定而純凈的正弦波。因此，考察一個(gè)不間斷電源首先就要看它的電壓特性。不間斷電源輸出電壓特性主要由下面3個(gè)參數(shù)來描述。

1）穩(wěn)態(tài)電壓精度。

電壓太高或太低會(huì)使用戶設(shè)備的壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀設(shè)備，使用在線式不間斷電源可以提供穩(wěn)定的電源電壓，因此對(duì)保護(hù)設(shè)備和提高設(shè)備的壽命是非常有利的。穩(wěn)態(tài)電壓精度在平衡負(fù)載和非平衡負(fù)載時(shí)能達(dá)到的值一般是不一樣的，如果不加區(qū)別，廠家應(yīng)給出非平衡負(fù)載時(shí)的穩(wěn)態(tài)電壓精度。市場(chǎng)參考值是：平衡負(fù)載±1%，非平衡負(fù)載±2%。

2）瞬態(tài)響應(yīng)特性。

電網(wǎng)在受干擾時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓的瞬時(shí)降低或突然升高，極端的電壓降低或升高對(duì)設(shè)備的壽命和可靠性是個(gè)威脅，使用在線式不間斷電源可使電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響減至盡可能小的程度。瞬態(tài)響應(yīng)特性指負(fù)載從0%-100%突加或從100%-0%突減時(shí)輸出電壓的精度，市場(chǎng)參考值是±4%。

3）諧波失真度。

電力經(jīng)輸配電線路傳送至用戶端時(shí)，其間由于各種設(shè)備（特別是非線性設(shè)備）的使用，往往造成用戶端子電壓的失真，失真了的電壓和電流波形對(duì)民網(wǎng)中的敏感設(shè)備是一種干擾，諧波電流則會(huì)使輸電線路的輸電能力下降，使輸變電設(shè)備發(fā)熱等。一般要求諧波失真度小于5%，在線式不間斷電源的失真度小于3%。

4）頻率穩(wěn)定度。

在我國(guó)，電網(wǎng)頻率是50Hz，但是電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)由于客戶端用電量的突然變化導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，其結(jié)果是電網(wǎng)頻率產(chǎn)生偏移，然而，在線式不間斷電源的輸出可提供穩(wěn)態(tài)的頻率。

5）突波保護(hù)。

在線式不間斷電源內(nèi)部安裝有突波吸收器件，用以吸收突波，保護(hù)用戶設(shè)備的安全。

6）電源監(jiān)控。

配合不間斷電源的智能型通信接口及監(jiān)控軟件可記錄市電電壓頻率、停電時(shí)間及次數(shù)來達(dá)到電源的監(jiān)控，并可安排不間斷電源定時(shí)開機(jī)及關(guān)機(jī)的時(shí)間以節(jié)約能源。

三、不間斷電源帶非線性負(fù)載的能力

不間斷電源的負(fù)載主要是計(jì)算機(jī)，而計(jì)算機(jī)電源是開關(guān)電源，它們吸取的電流并非正弦波，稱為非線性負(fù)載，市電容量大，阻抗小，對(duì)非線性負(fù)載供電時(shí)問題不大，不間斷電源卻有較大的輸出阻抗，非線性負(fù)載會(huì)在不間斷電源的輸出端產(chǎn)生諧波電壓，特別是在諧振頻率附近的諧波電壓更大，使不間斷電源的輸出電壓失真，而且不間斷電源本身的容量也有限，必須要有好的對(duì)策對(duì)付高波峰因數(shù)的負(fù)載電流，否則不間斷電源可能在帶這類負(fù)載時(shí)經(jīng)常切換到限流工作，引起輸出電壓降低，進(jìn)而影響計(jì)算機(jī)負(fù)載的正常運(yùn)行。所以現(xiàn)在考慮不間斷電源的容量時(shí)，也應(yīng)該考慮非線性負(fù)載的影響，因?yàn)椴婚g斷電源的標(biāo)稱容量同其他電氣設(shè)備一樣，是按負(fù)載功率因數(shù)0.8來定的，而非線性負(fù)載的功率因數(shù)常常只有0.6.-0.65，如果要不間斷電源帶滿負(fù)荷的這類負(fù)載，勢(shì)必?zé)o能為力，所以核定不間斷電源容量時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)放大。

四、不間斷電源的輸入特性

不間斷電源的輸出特性主要決定于不間斷電源的逆變器，而不間斷電源的輸入特性主要取決于不間斷電源的整流特性。過去人們不太重視不間斷電源的輸入特性，談到輸入部分只談?shì)斎腚妷悍秶㈩l率，對(duì)輸入功率因數(shù)、諧波影響則不太關(guān)心。有的廠家提供了輸入濾波器，功率因數(shù)能提高到0.9以上，但出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，僅僅將其作為可選件，并且還是手動(dòng)接入的斷開的。

其實(shí)，設(shè)備的功率因數(shù)低、諧波電流大會(huì)給電網(wǎng)帶來很多危害，歸納起來主要有：1）干擾其他用電設(shè)備；2）增大輸入電流在傳輸線上的損耗；3）增加前級(jí)設(shè)備的功率容量，提高投資；4）增大中線電流。

為了達(dá)到對(duì)負(fù)載的不間斷供電，不間斷電源還經(jīng)常與柴油發(fā)電機(jī)配合使用，這時(shí)低功率因數(shù)的不間斷電源對(duì)柴油發(fā)電機(jī)和其負(fù)載的危害會(huì)更明顯。

傳統(tǒng)開關(guān)電源的功率因數(shù)，由于使用PFC（功率因數(shù)矯正）電路，普遍能達(dá)到0.99以上，高頻PWM整流技術(shù)更為大功率不間斷電源的輸入特性的改善提供了可行性，相信高功率因數(shù)的不間斷電源將是人們今后追求的選擇。

五、不間斷電源并機(jī)技術(shù)

目前主要有兩種并機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：一是串聯(lián)，另一種是并聯(lián)。

（1）串聯(lián)結(jié)構(gòu)

兩整的不間斷電源同步工作，但一臺(tái)不間斷電源的輸出接到另一臺(tái)不間斷電源的靜態(tài)開關(guān)，前者是從機(jī)，后者是主機(jī)，平常主機(jī)輸出全部負(fù)載電流，主機(jī)故障時(shí)切換到從機(jī)，這種結(jié)構(gòu)的并機(jī)系統(tǒng)最大的問題是主機(jī)的靜態(tài)旁路沒有備份，如果主機(jī)的轉(zhuǎn)換控制失靈或出現(xiàn)靜態(tài)旁路故障，即使從機(jī)正常，也不能切換給負(fù)載。

（2）并聯(lián)結(jié)構(gòu)

并聯(lián)結(jié)構(gòu)有兩種工作模式：一種是功率均分方式，另一種是熱備份方式。

功率均分方式是：兩臺(tái)不間斷電源在正常情況下平均承擔(dān)負(fù)載電流，一旦有一臺(tái)不間斷電源出現(xiàn)故障，間斷電源退出，另一臺(tái)承擔(dān)全部負(fù)載電流。這種方式的并機(jī)系統(tǒng)既可以用于容量擴(kuò)充，又可以用于系統(tǒng)備份，比如，兩個(gè)30VA的不間斷電源在功率均分模式下并機(jī)工作，可以帶60kVA的負(fù)載，但如果要實(shí)現(xiàn)備份，則負(fù)載容量必須限制在一臺(tái)不間斷電源的容量，即30kVA之內(nèi)。

并聯(lián)熱備份方式是：兩臺(tái)不間斷電源同步工作，但平時(shí)只有一臺(tái)對(duì)外輸出功率，另一臺(tái)處于熱備份狀態(tài)。一旦一臺(tái)出現(xiàn)故障，立即切換到另一臺(tái)，熱備份方式?jīng)]有容量擴(kuò)充的功能，值得一提的是，目前有的廠家又提出了改進(jìn)型的熱備份方式，它把兩臺(tái)不間斷電源的蓄電池并聯(lián)起來，系統(tǒng)除了有整流器1和逆變器1，整流器2和逆變器2組成的通路外，還提供由整流器1和逆變器2組成的通路和由整流器2和逆變器1組成的通路，也就是說，系統(tǒng)大大減少了自身整流器和逆變器故障引起的到靜態(tài)旁路的切換次數(shù)，同時(shí)，兩臺(tái)不間斷電源的蓄電池并聯(lián)在一起也避免了可能發(fā)生的一組蓄電池經(jīng)常放電，而另一組蓄電池長(zhǎng)期不放電的現(xiàn)象，這對(duì)蓄電池的維護(hù)很有意義，而且在蓄電池上花同樣的錢可以獲得兩倍的延時(shí)，所以說，這種熱備份方式不失為一種好的選擇。

參考文獻(xiàn)

篇8

【關(guān)鍵詞】UPS電源 技術(shù)性能 可靠性

UPS電源的操作形式分別是在線式與后備式，而實(shí)際輸出波形則是正弦與方波，通過這種工作方式能夠有效隔離直流電能，進(jìn)而抑制電網(wǎng)突然發(fā)生變化時(shí)帶來的不良影響，這在一定程度上能夠有效確保供電的安全性以及可靠性，例如在醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)等重要場(chǎng)所里面，如果突然斷電勢(shì)必會(huì)影響正常使用。計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，以及各類專業(yè)電子設(shè)備的出現(xiàn)，都對(duì)供電質(zhì)量提出了新的要求，基于UPS電源能在使用過程中起到不錯(cuò)的供電效果，為此得到了眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，并逐漸發(fā)展成了高度自動(dòng)化、高效能的供電中心。

1 UPS電源技術(shù)性能

1.1 重復(fù)控制技術(shù)

UPS電源由逆變器以及其他設(shè)備共同組成，具備儲(chǔ)能裝置是一種恒壓恒頻電源。UPS電源的重復(fù)控制技術(shù)需要穩(wěn)態(tài)內(nèi)膜，以此來實(shí)現(xiàn)電壓降至零時(shí)其可以繼續(xù)發(fā)揮控制作用，抵消其他電流帶來的干擾。在UPS電源中使用重復(fù)控制技術(shù)，能夠構(gòu)成低成本、高效率的波形控制體系。具體一些就是在每個(gè)環(huán)節(jié)輸入電壓誤差后，會(huì)每隔一段時(shí)間重復(fù)出現(xiàn)一次，只要輸入的電壓誤差不為零，那么它所輸出的幅度就會(huì)逐漸增加，如果電壓誤差在控制技術(shù)的影響下衰減至零，與之相對(duì)應(yīng)的輸出電力并不會(huì)直接消失，只是暫時(shí)不再發(fā)生變化，但是還會(huì)保持上周期的輸出波形，并且該類波形還會(huì)周期性的輸出，最終通過重復(fù)控制技術(shù)，UPS電源實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的有效控制。

1.2 并聯(lián)技術(shù)

UPS電源如果是在醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)以及火車站等場(chǎng)所進(jìn)行服務(wù)，因?yàn)檫@些場(chǎng)所的用電特殊性，UPS電源容量只有達(dá)到數(shù)兆伏安，才能滿足這些特殊場(chǎng)所的需求。而UPS電源實(shí)際上因散熱技術(shù)以及功率設(shè)備等外在因素的干擾，并不能真正達(dá)到容量的需求標(biāo)準(zhǔn)，為此，UPS電源要想解決這一現(xiàn)狀，還需要使用并聯(lián)技術(shù)。UPS電源使用并聯(lián)技術(shù)主要是為了解決電能均流問題。UPS電源并聯(lián)技術(shù)與直流電源并聯(lián)技術(shù)相比較而言，前者并聯(lián)技術(shù)制定的標(biāo)準(zhǔn)更高，一定要能滿足各類逆變器所輸出的電壓頻率、幅值以及相位等是一致的或者是相等的。UPS電源使用并聯(lián)技術(shù)的過程中，可逐步形成具備容錯(cuò)效果的冗余供電系統(tǒng)。當(dāng)前UPS電源所使用的主要并聯(lián)技術(shù)是集中式、分散式、從式、環(huán)鏈?zhǔn)揭约盁o線式的控制技術(shù)等等，這么多技術(shù)當(dāng)中，按照技術(shù)性能進(jìn)行有效分析，得出無線式的控制技術(shù)其起到的效果最佳。

1.3 整流技術(shù)

UPS電源功率過大時(shí)常會(huì)使用整流技術(shù)，在功率特別大的位置會(huì)使用不同相位的整流技術(shù)。UPS電源里面使用整流技術(shù)具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，首先是操作原理非常簡(jiǎn)單，其次是控制方法現(xiàn)已成熟，功率比較高等等，同樣的也存有一定的劣勢(shì)，那就是諧波電流比較大，運(yùn)行的安全性較低。而為了確保不給電網(wǎng)帶來干擾，常會(huì)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)使用其他先進(jìn)技術(shù)，如濾波器技術(shù)等，具體來講就是把12脈沖中的整流輸入到諧波電流中，直至其減值到6脈以下。

2 UPS電源的可靠性

2.1 在線式的UPS電源

在線式的UPS電源在實(shí)際使用過程中，能夠直接消除電網(wǎng)帶來的影響，并且還能降低對(duì)負(fù)荷造成的影響。在供電電壓平穩(wěn)的狀態(tài)下，能夠加快電網(wǎng)和其他設(shè)備的轉(zhuǎn)換速度，如電網(wǎng)和蓄電池之間的切換時(shí)間就為零。如果在供電過程中，突然電壓不能進(jìn)行穩(wěn)定供電，這時(shí)在線式的UPS電源就會(huì)啟動(dòng)繼續(xù)供電；如果供電電壓沒有出現(xiàn)任何意外，保持穩(wěn)定供電，電流則會(huì)直接通過突波抑制設(shè)備，在整流設(shè)備里面直接轉(zhuǎn)換成直流電，然后再通過逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，進(jìn)而滿足各類設(shè)備的實(shí)際需求。

2.2 后備式的UPS電源

后備式的UPS電源在實(shí)際使用過程中，會(huì)發(fā)揮穩(wěn)壓設(shè)備功能，改善當(dāng)前供電電壓的波動(dòng)，但是對(duì)部分進(jìn)入電網(wǎng)中的干擾信號(hào)則不會(huì)起到相應(yīng)的抑制作用。當(dāng)供電突然中斷或者是電壓在170V以下時(shí)，蓄電池就會(huì)直接利用逆變器為負(fù)載及時(shí)提供穩(wěn)壓交流電。而在供電電壓較為穩(wěn)定時(shí)，電流在對(duì)旁路通道進(jìn)行交流，或者是轉(zhuǎn)換了開關(guān)以后，會(huì)開始直接為負(fù)載進(jìn)行供電，而逆變器則會(huì)停止工作，這樣一來就能節(jié)省不少電能。

2.3 互動(dòng)式的UPS電源

UPS電源在實(shí)際使用過程中，其互動(dòng)式的UPS電源逆變器一直處于準(zhǔn)備狀態(tài)，因此它運(yùn)行時(shí)電流需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的時(shí)間非常短，這在一定程度上確保了輸出電壓的可靠性。但是互動(dòng)式UPS電源所使用的充電器，一般是使用雙向的變換器，也就是說它實(shí)際充電效果不好，將會(huì)直接導(dǎo)致UPS電源不能再繼續(xù)得以正常使用，為此，在逆變器以及電池充電器里面必須要增設(shè)一個(gè)電力轉(zhuǎn)換器，然后再使用變向轉(zhuǎn)換器來有效加快電池實(shí)際充電的速度，在其處于停電狀態(tài)的情況下，變向轉(zhuǎn)換器會(huì)直接替換逆變器，也就是說電池中原來存儲(chǔ)的電能會(huì)轉(zhuǎn)換成交流電源中供應(yīng)的負(fù)載。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過上述內(nèi)容，我們從中可以看出，UPS電源技術(shù)性能以及可靠性都非常的突出，因此被各種大型的場(chǎng)所或者是特殊區(qū)域廣泛應(yīng)用，除此之外，UPS電源還能確保為各類設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)，確保電力相關(guān)設(shè)備可以穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而滿足人們的需求，為此，對(duì)UPS電源技術(shù)進(jìn)行有效掌握，不僅能夠使用可靠的UPS電源，還能使電力系統(tǒng)得到優(yōu)質(zhì)電源。

參考文獻(xiàn)

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[2]董妍，張翌D.UPS電源技術(shù)性能及可靠性的研究[A].吉林省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì).增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力 促進(jìn)吉林經(jīng)濟(jì)發(fā)展――啟明杯?吉林省第四屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C].吉林省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，2012：2.

[3]馬亮.淺談UPS電源的技術(shù)性能及可用性[J].科技與企業(yè)，2012，01：68.

作者簡(jiǎn)介

米子昂（1988-），男，北京市人?，F(xiàn)為民航華北空管局技術(shù)保障中心助理工程師。研究方向?yàn)閁PS。

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關(guān)鍵詞：電源管理芯片；功率因數(shù)校正；開關(guān)電源（SMPS）

電源管理芯片是為了節(jié)約電路系統(tǒng)整體能耗而利用管理芯片將電源輸出合理分配給電路中不同組件，用管理芯片來控制減少閑置時(shí)組件的功耗，從而達(dá)到低功耗的目的。

電源管理芯片的原理是通過編程來控制設(shè)置在電源內(nèi)的芯片，使電源管理系統(tǒng)通過軟件指令控制各級(jí)電壓激活與否，即通過各項(xiàng)不同軟件指令來實(shí)現(xiàn)循環(huán)執(zhí)行和條件執(zhí)行控制各級(jí)電壓激活， 在電源系統(tǒng)內(nèi)部完成電能的變換、分配、檢測(cè)、管理。通過CPU供電幅值，控制各級(jí)電路功率輸出。

電源管理芯片的目標(biāo)是提高效率，降低功耗以此達(dá)到綠色環(huán)保的要求，而隨著其應(yīng)用范圍的越來越廣泛，其功能越來越多，增效節(jié)能的要求也更加突出，節(jié)能增效的要求不再僅僅是開關(guān)電源等核心部位的要求，功率因數(shù)校正（PFC）、USB充電和系統(tǒng)級(jí)節(jié)能增效的問題，也日益受到關(guān)注。

在越來越多的領(lǐng)域?qū)﹄娫垂芾硇酒岢鲂碌囊螅缤ㄐ?、?shù)字家庭設(shè)備、移動(dòng)終端等等，隨著對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的不斷提高，能耗的要求也越來越增加。因此如何盡可能的滿足能耗的需求同時(shí)提高效率，節(jié)約電能成為重中之重。

電腦的電源系統(tǒng)管理主要可以關(guān)注PFC的功耗和開關(guān)電源的功耗，如何提升每一級(jí)電路的能效是相當(dāng)重要的。在開關(guān)電源（SMPS）部分，我們可以通過軟件編程完成開關(guān)損耗的下降或者整流器壓降來減少次級(jí)損耗。這兩種都是行之有效的方法。

如今我們可以通過采用工藝更為先進(jìn)、性能參數(shù)更加高的PFC電感、diode、場(chǎng)效應(yīng)管來提高PFC的效率。但隨著要求的迅速提高僅僅通過選擇性能參數(shù)優(yōu)異的原件滿足不了新的要求，因此只有新技術(shù)的應(yīng)用才將會(huì)滿足新的要求例如無橋PFC，它可以大大減少橋的損耗。

為了達(dá)到更高的效率我們還可以采用交錯(cuò)式PFC，以及通過工藝技術(shù)的提高、軟開關(guān)技術(shù)等來完成開關(guān)損耗的下降或者新型拓?fù)涞膽?yīng)用等等。

在移動(dòng)終端日益發(fā)展的今天，智能手機(jī)，平板電腦、智能手表眼鏡等可穿戴電子產(chǎn)品功能多元化、完善化，其電源的尺寸、效率、能耗、充電時(shí)間、性能的安全穩(wěn)定性的問題日益凸顯，電源管理芯片技術(shù)的研究應(yīng)用也越來越重要。

在移動(dòng)終端方面，更多采用USB接口進(jìn)行充電，如何通過USB接口快速充電，提高效率是一個(gè)挑戰(zhàn)。一般移動(dòng)設(shè)備通過USB連接電腦時(shí)，Imax為500mA，而充電芯片功率為有限值，如何利用有限功率高效完成充電是非常重要的，我們利用開關(guān)模式的充電芯片可以很好替代傳統(tǒng)的線性充電方式，大大提高效率節(jié)約時(shí)間能耗，移動(dòng)終端市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，提供機(jī)遇的同時(shí)也給出了許多難題。我們可利用具有高速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的降壓控制器，高速運(yùn)行，可允許使用更小的系統(tǒng)電容，同時(shí)集成了更多開關(guān)管以及充電電流偵測(cè)電阻，使得應(yīng)用更簡(jiǎn)便。通過外部的偵測(cè)電阻和電池端NTC電阻來檢測(cè)動(dòng)態(tài)電流，對(duì)電池容量進(jìn)行合理估算，同時(shí)利用高效算法，及OCV偵測(cè)功能來初始化和校準(zhǔn)修正電池剩余容量，增強(qiáng)電池偵測(cè)的準(zhǔn)確性，以更提高用戶體驗(yàn)。

移動(dòng)終端和可佩戴電子設(shè)備有兩個(gè)關(guān)鍵問題除了上面我們談到的高效率，我們還很關(guān)注產(chǎn)品的體積。我們希望產(chǎn)品越小越好越輕越好，因此便攜成為很重要的衡量指標(biāo)。但高的效率調(diào)節(jié)需要更多元件支撐，也必然推高成本增大體積，所以如很取舍，設(shè)計(jì)人員需要權(quán)衡主次，確定移動(dòng)終端中最需要功率支持的部件，因此找到核心部件，是重中之重。例如，手機(jī)中的基帶處理器從不會(huì)關(guān)閉，但是在待機(jī)操作中卻要占用90%以上的時(shí)間.因此，要最大化延長(zhǎng)手機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，選擇一個(gè)具有極低漏電流（數(shù)十μA）的功率芯片就顯得非常重要了。能耗的減低是最終目標(biāo)，確保最長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間，最低的消耗是電源管理不懈的追求。

除了以上處理方式之外，優(yōu)化PCB空間也是解決體積問題的出路之一，因?yàn)榈凸β什⒉槐硎拘◇w積，我們必須最大化的利用面積，我們可以通過最優(yōu)化電容電感這些無源器件解決我們的問題。

電源管理芯片的有相當(dāng)廣闊的發(fā)展前景，新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用也將多元化，其性能也將日益完善。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張培劍.基于智能IC卡的小型電源管理模塊設(shè)計(jì)[D].山東大學(xué)，2013.

篇10

引言

電子系統(tǒng)可視為是種類不同的元件集合，有些元件有著固定的性能指標(biāo)和耗能，這些元件被稱為非電源管理元件；上反，有些元件可以在不同時(shí)間工作，并且有多種耗能狀態(tài)，相應(yīng)地消耗著不同的系統(tǒng)電能，這些元件稱為可電源管理元件?？呻娫垂芾碓挠行褂贸蔀楣?jié)省系統(tǒng)耗能，使整個(gè)系統(tǒng)在有限電能下長(zhǎng)時(shí)間工作的關(guān)鍵所在。

系統(tǒng)元件從一種耗能狀態(tài)到另一種耗能狀態(tài)往往需要一段時(shí)間，并且在這段時(shí)間內(nèi)會(huì)消耗更多的額外能量。狀態(tài)的改變會(huì)影響系統(tǒng)的性能，所以設(shè)計(jì)者需要在系統(tǒng)節(jié)能和系統(tǒng)性能之間找到恰當(dāng)?shù)恼壑郧腥朦c(diǎn)。本文介紹了動(dòng)態(tài)電源管理中的一些方法。這些方法將決定元件是否改變耗能狀態(tài)和何時(shí)改變。

1 動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)

“動(dòng)態(tài)電源管理”是動(dòng)態(tài)地分配系統(tǒng)資源，以最少的元件或元件最小工作量的低耗能狀態(tài)，來完成系統(tǒng)任務(wù)的一種降低功耗的設(shè)計(jì)方法。對(duì)于電源管理實(shí)施時(shí)間的判斷，要用到多種預(yù)測(cè)方法，根據(jù)歷史的工作量預(yù)測(cè)即將到來的工作量，決定是否轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)和何時(shí)轉(zhuǎn)換。這就是動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)的核心所在——?jiǎng)討B(tài)電源管理方法。

動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)適用的基本前提是，系統(tǒng)元件在工作時(shí)間內(nèi)有著不相同的工作量。大多數(shù)的系統(tǒng)都具有此種情況。另一個(gè)前提是，可以在一定程度上確信能夠預(yù)知系統(tǒng)、元件的工作量的波動(dòng)性。這樣才有轉(zhuǎn)換耗能狀態(tài)的可能，并且在對(duì)工作量的觀察和預(yù)知的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)不可以消耗過多的能量。

2 電源管理

各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備當(dāng)接到請(qǐng)求時(shí)，設(shè)備忙；而沒有請(qǐng)求時(shí)，就進(jìn)入了空閑狀態(tài)。設(shè)置進(jìn)入空閑時(shí)，可以關(guān)閉設(shè)備，進(jìn)入低耗能的休眠狀態(tài)；當(dāng)再次接到請(qǐng)求后，設(shè)備被喚起。這就是所謂的“電源管理”。然而，耗能狀態(tài)的改變是需要時(shí)間的，也就是關(guān)閉時(shí)延和喚起時(shí)延。喚起休眠狀態(tài)中的設(shè)備需要額外的能量開銷，如圖1所示。如果沒有這項(xiàng)開銷，也就用不著電源管理技術(shù)了，完全可以只要設(shè)備空閑就關(guān)閉設(shè)備、這種時(shí)延和能量開銷確定存在，所以必須考慮，只有當(dāng)設(shè)備在休眠狀態(tài)所節(jié)省的能量至少可以抵得上狀態(tài)轉(zhuǎn)換耗能的情況時(shí)，才可以進(jìn)入休眠狀態(tài)。

電源管理技術(shù)是一個(gè)預(yù)知性問題。應(yīng)尋求預(yù)知空閑時(shí)間是否足夠長(zhǎng)，以及于能否抵得上狀態(tài)轉(zhuǎn)換的耗能開銷。空閑時(shí)間過短時(shí)，采用電源管理的方案就得不償失了。所以事先估計(jì)出空閑時(shí)間的長(zhǎng)短是電源管理技術(shù)中的首要問題。定義“恰當(dāng)?shù)耐Ｖ箷r(shí)間段”（tBE）：能達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能的最短空閑時(shí)間段。此時(shí)間與設(shè)備元件本身有關(guān)，與系統(tǒng)發(fā)出的請(qǐng)求無關(guān)。假設(shè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換延時(shí)t0（包括關(guān)閉和喚起延時(shí)）耗能為E0；工作狀態(tài)功率Pw，休眠狀態(tài)功率Ps，可由以下式求出tBE。

Pw×tBE=E0+Ps×(tBE-T0)

等式左邊為“適合暫停時(shí)間段”內(nèi)的耗能，也就是系統(tǒng)在這段用于節(jié)能的最短空閑時(shí)間內(nèi)繼續(xù)工作所需能量；右邊是狀態(tài)轉(zhuǎn)換耗能和休眠時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)耗能。tBE換和這段休眠時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)耗能。電源管理技術(shù)就是要預(yù)知將要發(fā)生的休眠時(shí)間是否能夠大于tBE，只有大于它，設(shè)備才有休眠的必要。

3 基于先驗(yàn)預(yù)知的動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)

對(duì)于大多數(shù)真實(shí)系統(tǒng)，即將輸入的信號(hào)是難以確定的。動(dòng)態(tài)電源管理的決策是基于對(duì)未來的不確定預(yù)知的基礎(chǔ)之上的。所有的基于預(yù)知的動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)的基本原理是探過去工作量的歷史和即將發(fā)生的工作量之間的相互關(guān)系，來對(duì)未來事件進(jìn)行可靠的預(yù)知。對(duì)于動(dòng)態(tài)電源管理，我們關(guān)心怎樣預(yù)知足夠長(zhǎng)的空閑時(shí)間進(jìn)入休眠狀態(tài)，表達(dá)如下：

p={tIDLE>tBE}

我們稱預(yù)知空閑時(shí)間比實(shí)際的空閑時(shí)間長(zhǎng)（短）為“預(yù)知過度”（“預(yù)知不足”）。預(yù)知過度增加了對(duì)性能的影響；預(yù)知不足雖對(duì)性能無影響卻造成了能量的浪費(fèi)。要是能既無預(yù)知過度又無預(yù)知不足，那就是一個(gè)理想的預(yù)知。預(yù)知的質(zhì)量取決于對(duì)觀察樣本的選擇和對(duì)工作量的統(tǒng)計(jì)。

3.1 靜態(tài)預(yù)知方法

固定超時(shí)法：最普遍的電源管理預(yù)知法，用過去的空閑時(shí)間作為觀察校本對(duì)象來預(yù)知當(dāng)前空閑時(shí)段的總持續(xù)時(shí)間。此方法總結(jié)如下：空閑時(shí)鐘開始，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，超過固定超時(shí)時(shí)間tTO系統(tǒng)仍處于空閑，則電源管理使得系統(tǒng)休眠，直到接收到外界請(qǐng)求，標(biāo)志著空閑狀態(tài)的結(jié)束。能夠合理地選擇tTO顯然是這種方法的關(guān)鍵。通常在要求不高的情況下取tTO=tBE。

固定超時(shí)法優(yōu)點(diǎn)有二：①普遍適用（應(yīng)用范圍僅限決于工作量）；②增加固定超時(shí)值可以減少“過度預(yù)知”（即預(yù)知時(shí)間比實(shí)際空閑時(shí)間長(zhǎng)）的可能性。但是其缺點(diǎn)也明顯：固定超時(shí)過大則將引起預(yù)知不足，結(jié)果不能有效的節(jié)省能量，相當(dāng)多的能量浪費(fèi)在等待超時(shí)上。

預(yù)知關(guān)閉法：此方法可以解決固定超時(shí)法中等待固定超時(shí)而耗費(fèi)過多能量的問題，即預(yù)知到系統(tǒng)的空閑可能性就立即關(guān)閉系統(tǒng)，無需等到空閑時(shí)間超過超時(shí)值。預(yù)知方法是對(duì)歷史工作量的統(tǒng)計(jì)上做的有肯定性估計(jì)。

Srivastave提出了兩種先驗(yàn)關(guān)閉的方案。

①非線性衰減方程（φ）。此方程可由過去的歷史中得到。

t的上標(biāo)表示過去空閑和工作時(shí)期的序號(hào)，n表示當(dāng)前的空閑時(shí)期（其長(zhǎng)度有待于預(yù)知估計(jì)）和最近的工作時(shí)段。此方程表明了要估計(jì)將發(fā)生的空閑時(shí)期，要考慮到過去的空閑和工作時(shí)期。

如果tpred>tBE，那么系統(tǒng)一空閑就立即關(guān)閉。觀察樣本是

此方法的局限：

*無法自主決定衰減方程的類型；

*要根據(jù)收集和分析的分散數(shù)據(jù)建立衰減模型，并且這些數(shù)據(jù)適合此衰減模型。

這些數(shù)據(jù)適合此衰減模型。

②極限方案。此方案基于一個(gè)極限。觀察樣本為緊挨著當(dāng)前空閑時(shí)期之前的工作時(shí)期，如果便認(rèn)為空閑時(shí)期比前一個(gè)工作時(shí)期長(zhǎng)，則系統(tǒng)關(guān)閉。

注意：統(tǒng)計(jì)研究表明，短時(shí)間的工作時(shí)期后是長(zhǎng)時(shí)間的空閑期；長(zhǎng)時(shí)間的工作期后是短時(shí)間的空閑期。這樣的系統(tǒng)可以用極限法，如圖2所示。而短時(shí)期的工作期后是短時(shí)期的空閑期這種情況下就不能用些極限法。總之，對(duì)tthr的選擇尤為重要。

預(yù)知喚起法：可以解決固定超時(shí)方法中喚起時(shí)的性能損耗。當(dāng)預(yù)知空閑時(shí)間超時(shí)后則系統(tǒng)喚起，即使此時(shí)沒有接收收到任何系統(tǒng)請(qǐng)求。使用此方法應(yīng)注意的是，如果tidle被“預(yù)知不足”，則這種方法增加了能量的消耗，但同時(shí)也減少了等待接收第一個(gè)系統(tǒng)請(qǐng)求的時(shí)間，還是在一定程度上節(jié)省了能量，提高了系統(tǒng)性能。

3.2 動(dòng)態(tài)預(yù)知方法

由于動(dòng)態(tài)電源管理方法的最優(yōu)化取決于對(duì)工作量的統(tǒng)計(jì)，當(dāng)工作量既未知又非靜態(tài)時(shí)，靜態(tài)預(yù)知方法就不是十分有效。因此，就有了動(dòng)態(tài)預(yù)知方法。對(duì)非靜態(tài)工作量有幾種動(dòng)態(tài)的預(yù)知方法。

①設(shè)定一套超時(shí)值，每個(gè)值與一個(gè)參數(shù)相關(guān)。此參數(shù)表明超時(shí)值選擇的準(zhǔn)確性。此方法是在每一個(gè)空閑時(shí)間內(nèi)，選擇這些超時(shí)值中最有效的一個(gè)值。

②此方法同樣有一些供選擇的超時(shí)值，分配給每個(gè)值一個(gè)“權(quán)”。此“權(quán)”是對(duì)過去相同要求下，采取此超時(shí)值帶來的滿意度為衡量對(duì)象抽象出的參數(shù)。實(shí)際采用的超時(shí)值是取所有被選超時(shí)值的權(quán)的平均。

③只采用一個(gè)超時(shí)值，當(dāng)選擇此超時(shí)值后會(huì)引起許多不盡如人意的“系統(tǒng)關(guān)閉”后，再適當(dāng)增加此值。當(dāng)更多的“系統(tǒng)關(guān)閉”可以被接受了，則適當(dāng)降低此值。

4 總結(jié)

動(dòng)態(tài)電源管理是降低電子系統(tǒng)耗能的有效設(shè)計(jì)方法。在電源管理系統(tǒng)中，不同元件的工作狀態(tài)要?jiǎng)討B(tài)地適應(yīng)不同程度的性能要求，只有這樣才能最小化空閑時(shí)間浪費(fèi)的能量或者無用元件浪費(fèi)的能量。