Maxim芯片在節能設計中的應用

摘要：對于便攜式設備，消費者迫切要求延長(cháng)其電池壽命；對于非便攜式設備，不斷飆升的能源價(jià)格和最新的能源之星(Energy Star®)規劃也促使公眾更加關(guān)注待機功耗問(wèn)題。因此，符合綠色能源規范并降低待機功耗已經(jīng)成為設計者追求的新目標，特別是對于每天工作24小時(shí)的系 統。為了滿(mǎn)足低功耗要求，電路設計人員深知細節決定成敗，需要對每一部分電路的電流進(jìn)行仔細測算。本文介紹了Maxim芯片在典型系統中的應用，有助于設 計人員降低系統功耗。文中給出的實(shí)例只是Maxim眾多超低電流器件中的幾個(gè)典型例子。

消費者迫切要求延長(cháng)便攜設備的電池壽命，這也是理所應當的要求。產(chǎn)品使用的便利性同樣至關(guān)重要，這一理念已經(jīng)滲透到全社會(huì )。例如，我 們不愿意排隊等候，不能忍受交通堵塞等等，我們往往會(huì )為享受特殊待遇而不吝嗇于掏腰包。于是，我們有了自動(dòng)提款機，能夠每天24小時(shí)、每周7天提供全天候 營(yíng)業(yè)；數字錄像機(DVR)使我們能夠錄制娛樂(lè )節目以供閑暇時(shí)欣賞；移動(dòng)設備則為我們享受全天候的順暢通信和自?shī)首詷?lè )提供保障；類(lèi)似的事例還有很多。“小 巧、輕便、快捷和簡(jiǎn)單”是當今消費者的追求。作為產(chǎn)品設計人員，我們深知滿(mǎn)足這些需求是走向成功的必由之路。

更高程度的“綠色”環(huán)保設計 需要綜合考慮系統整合、結構、元件選擇以及功能管理等多方面技術(shù)，從而節約便攜系統每一微安的電流，節約電力線(xiàn)供電系統每一毫安甚至更多的電流。便攜系統 中，設計人員習慣以微安為單位計算電流。然而，當電路板上一個(gè)指紋大小的污漬所產(chǎn)生的漏電流超過(guò)一個(gè)芯片的待機電流時(shí)，設計人員也不得不做出讓步。

“Little Things Mean a Lot”，這是一首流行了50年的老歌，它啟發(fā)我們如何設計滿(mǎn)足當前市場(chǎng)需求的便攜產(chǎn)品。我們首先想到的“大”問(wèn)題是：處于休眠狀態(tài)的微處理器、顯示器耗 電以及閃存，隨后需要考慮的是其它電路。細節決定成敗，每一部分電路的電流都要仔細考量。不同地區的要求可能不盡相同，典型的待機功率通常限定在0.5W 至3W以下，通常情況下工作效率應該高于80%。

作為一位消費者，看到家里的電費單時(shí)可能會(huì )感到吃驚。而作為一名工程師，我們完全可以設 計電路幫助消費者降低電費。以一臺HDTV DVR接收器為例，一般情況下，接收器消耗的功率為120W，這些接收器往往沒(méi)有待機模式。如果每天工作24小時(shí)，每周工作7天，一個(gè)月的電費將達 到$34.52 (美金) (以北加州$0.399/kWh電費計算)。這僅僅是家里的一臺電器，可以想象我們能夠節省成本的空間和潛力有多大。一個(gè)普通的中產(chǎn)階層家庭，消耗電能的 電器設備可能達到35臺。值得慶幸的是，大多數電器都有待機模式，系統空閑時(shí)有助于降低功耗。

另請參考：電費計算器。

不斷飆升的能源價(jià)格使消費者更加關(guān)注設備整體的使用成本。功耗是關(guān)鍵，需要注意的是：房間內每增加1瓦功耗，空調將消耗大約2瓦的功率排放相應的熱量。對于工程師而言，堅持綠色能源規范對于我們的事業(yè)和我們賴(lài)以生存的地球都是明智的選擇。

工作機器基本單元

現在，無(wú)論是在家里還是辦公室，都能看到工作的電動(dòng)機和微處理器。發(fā)生自然災害時(shí)，我們會(huì )很快意識到我們對電力的依賴(lài)性有多大。

圖1. 生活中常見(jiàn)機器的共同特性