電源管理產(chǎn)品呈現五大發(fā)展趨勢

 
  
   
 
　　在未來(lái)幾年，電源管理產(chǎn)品的發(fā)展將圍繞節能降耗展開(kāi)。電源設計周期加快、低待機功耗、高能效以及減小占位面積的要求正在改變傳統的電源設計方法。其發(fā)展將主要呈現五大特點(diǎn)。 

　　電源壽命和效率最大化 

電池的使用壽命已經(jīng)是消費者購買(mǎi)產(chǎn)品時(shí)非常關(guān)注的一個(gè)因素。很多消費者甚至寧愿犧牲一些產(chǎn)品功能，也要選擇電池工作/待機時(shí)間長(cháng)的產(chǎn)品?！皩τ诒銛y式消費類(lèi)電子產(chǎn)品而言，來(lái)自電源的挑戰永遠都不外乎盡可能地延長(cháng)電池的供電時(shí)間，相信沒(méi)有哪個(gè)消費者愿意購買(mǎi)在電影播放中間需要更換電池的便攜式DVD?！盳ilker Labs市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁Jim Templeton如是說(shuō)。對此，凌特電源產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Tony Armstrong也認為，延長(cháng)電池供電型便攜產(chǎn)品中的電池使用時(shí)間是推動(dòng)電源管理市場(chǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。 

　　體積和成本最小化 

　　雖然便攜產(chǎn)品的體積在不斷縮小，成本也在不斷降低，但是在保證性能的前提下，體積更小、成本更低的產(chǎn)品必然更具競爭力。如何使電源管理IC的封裝越來(lái)越小、封裝的厚度越來(lái)越薄也是電源管理IC要解決的難題之一。而在縮減成本方面，相信沒(méi)有哪個(gè)商家不精打細算，因為利潤永遠是商家追逐的目標。對此，TI中國區模擬業(yè)務(wù)銷(xiāo)售總監王劍表示，電源管理面臨的關(guān)鍵任務(wù)之一就是如何最大化產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比。 

　　電壓提供多樣化 

　　現在的便攜產(chǎn)品通常都會(huì )集成視頻、音頻、照相/錄像、文件存儲等多種功能，比如PMP，能夠完成音視頻播放、錄像和文件存儲等工作，手機能夠拍照、聽(tīng)音樂(lè )和上網(wǎng)等。不同功能的實(shí)現都需要不同的電壓供應，而且要求電壓穩定可靠、干凈、高效，這也是電源管理面臨的一個(gè)挑戰?！半娫垂芾硐到y正在日趨復雜化，一個(gè)產(chǎn)品通常會(huì )需要5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.5V、1.2V、0.9V和0.7V等多種電壓，如何有效地管理多種電壓，并且使之互不干擾，是電源設計中正面臨的一個(gè)難題?！盩I的王劍說(shuō)。NS亞太區便攜式設備電源管理產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理羅振輝說(shuō)：“便攜式電子產(chǎn)品的不同系統需要不同的供電電壓，而順序供電是電源管理集成電路必須面對的復雜問(wèn)題?！?nbsp;

　　設計時(shí)間最短化 

市場(chǎng)競爭的日趨激烈和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代使得商家不得不在盡可能短的時(shí)間內將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，以搶占先機。為此，產(chǎn)品的設計周期也從過(guò)去的12～18個(gè)月變?yōu)?個(gè)月甚至更短。這使傳統的模擬設計人員面臨嚴峻的挑戰。 

　　數字電源和模擬電源相結合 

　　數字電源是電源市場(chǎng)特別引人關(guān)注的話(huà)題之一，對這一新產(chǎn)品業(yè)界看法不盡相同。面對便攜產(chǎn)品對電源管理提出的諸多苛刻要求，電源業(yè)者孜孜以求，不斷開(kāi)拓創(chuàng )新。一方面，傳統的模擬電源方案經(jīng)歷了數十年的不斷發(fā)展完善，在很多應用領(lǐng)域已堪稱(chēng)理想之選；另一方面，在傳統模擬方案比較棘手的領(lǐng)域，如減少控制回路的元件數目、增強系統穩定性、實(shí)現靈活的可配置能力和通訊能力等方面，電源業(yè)者也已經(jīng)另辟蹊徑，沖出了傳統模擬技術(shù)的樊籬，開(kāi)始涉足數字電源技術(shù)。 

　　在簡(jiǎn)單易用、參數變更要求不多的應用場(chǎng)合，模擬電源具有優(yōu)勢，因為其應用的針對性可以通過(guò)硬件固化來(lái)實(shí)現；而在可控因素較多、實(shí)時(shí)反應速度更快、需要多個(gè)模擬系統電源管理的復雜高性能系統應用中，數字電源則具有優(yōu)勢。 

　　更高集成度的模擬電源系統以及更先進(jìn)的數字控制系統將是新一代電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢。衡量模擬電源性能的重要參數如PSRR、效率、靜態(tài)電流、外置元件體積等都有進(jìn)一步改善的空間，而無(wú)源元件則應置于芯片內或完全不用。未來(lái)的電源管理系統必須采用高速數字控制接口才能滿(mǎn)足不斷提高的頻率要求。 

　　目前的許多“數字電源”和“數字控制電源”最簡(jiǎn)單的含義是通過(guò)數字接口控制開(kāi)關(guān)穩壓器，這可能包括通過(guò)I2C或類(lèi)似的數字總線(xiàn)控制輸出電壓、開(kāi)關(guān)頻率或多通道電源的排序，啟動(dòng)、裕度控制、加電和斷電排序等等都可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數字信號控制。實(shí)際上，目前市場(chǎng)上的很多電源管理集成電路都以這種方式工作，通過(guò)數字接口控制模擬開(kāi)關(guān)穩壓器。 

　　第二個(gè)含義是給前面的定義加上所謂的“數字遙測”。在這種情況下，提供額外的控制功能以監視開(kāi)關(guān)電源的狀態(tài)，如溫度、輸出電流、輸入電流、輸入電壓和輸出電壓等，并根據需求或者周期性地向主機報告。ID標記、故障狀態(tài)信息甚至時(shí)間標記事件等其他信息也可以存儲在片上非易失性存儲器中，并在將來(lái)某個(gè)時(shí)間報告這些信息。具有大量數字集成電路的高端系統是這類(lèi)數字電源的目標市場(chǎng)，而較低成本的消費類(lèi)產(chǎn)品可能不需要這樣的電源。 

　　第三個(gè)也是最野心勃勃的數字電源含義是用數字電路徹底取代開(kāi)關(guān)穩壓器中的所有模擬電路。據說(shuō)這樣將使開(kāi)關(guān)穩壓器更容易設計、配置、穩定、調節和銷(xiāo)售。更進(jìn)一步的理由是，通過(guò)編寫(xiě)幾行簡(jiǎn)單的代碼，一個(gè)核心數字電源集成電路就可以配置成升壓穩壓器、降壓穩壓器、負輸出、SEPIC、反激式或正激式轉換器，但是從根本上來(lái)說(shuō)，電源是模擬的。甚至用ADC和DSP取代誤差放大器和脈沖寬度調制器的數字開(kāi)關(guān)穩壓器也仍然需要電壓基準、電流檢測電路和開(kāi)關(guān)或FET驅動(dòng)器。此外，電感器、變壓器和電容器在實(shí)現數字電源時(shí)也是不可或缺的。所以數字電源難以擺脫模擬電路，最終還是一個(gè)與模擬電源相結合的結果。