到處都可以使用的“綠色電源”

　　網(wǎng)絡(luò )設備的系統設計師不得不提高系統的數據吞吐量和性能，并增加功能。同時(shí)，他們還面臨著(zhù)降低系統總體功耗的壓力。數據中心中的挑戰是，通過(guò)重新調整工作流并將作業(yè)轉移到未充分利用的服務(wù)器上，使其他服務(wù)器能停機，以此來(lái)降低總體功耗。為了滿(mǎn)足這些要求，知道最終用戶(hù)設備的功耗是必需的。正確設計的數字電源管理系統能為用戶(hù)提供功耗數據，從而允許做出智能能源管理決策。

　　此外，數字電源系統管理的一個(gè)主要好處是降低設計成本，并加快產(chǎn)品上市。復雜的多軌系統可以利用一個(gè)綜合性和具備直覺(jué)式圖形用戶(hù)界面 (GUI) 的開(kāi)發(fā)環(huán)境，高效率地開(kāi)發(fā)出來(lái)。這類(lèi)系統可通過(guò) GUI 而不是焊接到“白色導線(xiàn)”定位點(diǎn)來(lái)進(jìn)行更改，因此還能簡(jiǎn)化在線(xiàn)測試 (ICT) 和電路板調試。另一個(gè)好處是，由于可以使用實(shí)時(shí)遙測數據，所以有可能預測電源系統故障并采取預防性措施。也許最重要的是，具備數字管理功能的 DC/DC 轉換器允許設計師開(kāi)發(fā)“綠色”電源系統，這類(lèi)系統能在負載點(diǎn)、電路板、機架甚至安裝階段以最低能耗滿(mǎn)足目標性能 (計算速度、數據速率等) 要求，從而在產(chǎn)品的壽命期內，降低了基礎設施成本和總體擁有成本。

　　凌力爾特公司的 LTC3880 是一款雙輸出同步降壓型 DC/DC 電流模式控制器，具備集成的功率 FET 柵極驅動(dòng)器和可通過(guò) I2C PMBus 使用的全面電源管理功能。該產(chǎn)品的精確基準和溫度補償電流模式模擬控制環(huán)路提供 ±0.5% 的 DC 準確度，非常容易的補償 (已校準以不受工作條件影響)、逐周期限流、快速和準確的均流、以及電壓與負載瞬態(tài)響應，而且沒(méi)有任何在其他運用“數字”控制的產(chǎn)品中發(fā)現、與 ADC 量化有關(guān)的誤差。LTC3880 包括一個(gè) 16 位數據采集系統，該系統提供輸入和輸出電壓及電流、占空比以及溫度的數字回讀。該器件還提供通過(guò)中斷標記啟動(dòng)的故障記錄功能以及“黑匣子”記錄器，該記錄器存儲發(fā)生故障前轉換器的工作狀態(tài)。凌力爾特公司的 LTpowerPlay™ 開(kāi)發(fā)軟件和 GUI 接口方便了多軌系統的開(kāi)發(fā)。

　　能量收集能提供多大的功率?

　　最先進(jìn)和現成有售的能量收集產(chǎn)品 (例如在振動(dòng)能量收集和室內光伏電池領(lǐng)域) 在典型工作條件下產(chǎn)生的功率為毫瓦量級。盡管這種量級的功率也許看似有限，但是多年來(lái)能量收集組件的運行可能意味著(zhù)，就能源供應和每單位能量成本兩方面而言，這類(lèi)產(chǎn)品與長(cháng)壽命的主電池是大致相當的。此外，采用能量收集技術(shù)的系統一般將能在電量耗盡之后再充電，而一些由主電池供電的系統是不可能做到的。

　　環(huán)境能源包括光、熱差、振動(dòng)波束、發(fā)送的 RF 信號、或僅是其他任何可通過(guò)換能器產(chǎn)生電荷的能源。下表 2 說(shuō)明了可從不同能源產(chǎn)生多少能量。

　　表 2：能源及其能產(chǎn)生的能量　　

 

　　在大量應用中，這樣的能量值就系統部署而言是有意義的。以下僅舉出幾個(gè)應用例子：

　　1) 飛機腐蝕傳感器
　　2) 自動(dòng)調光窗
　　3) 橋梁監視器
　　4) 樓宇自動(dòng)化
　　5) 電量表
　　6) 氣體傳感器
　　7) 健康監視器
　　8) HVAC 控制
　　9) 電燈開(kāi)關(guān)
　　10) 遠程管道監視器
　　11) 手表
　　12) 水表

　　結論

　　能量收集作為可替代能源用在“綠色電源”中的商機很多。這類(lèi)商機的一個(gè)很好的例子是太陽(yáng)能供電的電子設備市場(chǎng)。隨著(zhù)企業(yè)尋找降低能耗的途徑，該市場(chǎng)持續增長(cháng)。例如，看一下智能電表。智能電表部署在智能電網(wǎng)上，希望由環(huán)境能源供電，以降低系統運行的能源成本。一種可行和豐富的能源是太陽(yáng)能。不過(guò)，因為太陽(yáng)能易變且不可靠，所以幾乎所有太陽(yáng)能供電的設備都具備可再充電電池。因此，一個(gè)重要的目標是，抽取盡可能多的太陽(yáng)能，以給這些電池快速充電，并保持它們的充電狀態(tài)，當太陽(yáng)能不可用時(shí)，就將電池作為能源使用。

　　反過(guò)來(lái)，如果智能電表將電池作為主要能源，那么電源轉換及管理電子產(chǎn)品在備用模式時(shí)就必須有非常低的靜態(tài)電流，以延長(cháng)電池壽命。幸運的是，凌力爾特公司提供種類(lèi)繁多的 IC，這些 IC 的靜態(tài)電流值在典型情況下低于 25µA。