電源管理產品呈現(xiàn)五大發(fā)展趨勢

 
  
   
 
　　在未來幾年，電源管理產品的發(fā)展將圍繞節(jié)能降耗展開。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(tǒng)的電源設計方法。其發(fā)展將主要呈現(xiàn)五大特點。 

　　電源壽命和效率最大化 

電池的使用壽命已經(jīng)是消費者購買產品時非常關注的一個因素。很多消費者甚至寧愿犧牲一些產品功能，也要選擇電池工作/待機時間長的產品?！皩τ诒銛y式消費類電子產品而言，來自電源的挑戰(zhàn)永遠都不外乎盡可能地延長電池的供電時間，相信沒有哪個消費者愿意購買在電影播放中間需要更換電池的便攜式DVD?！盳ilker Labs市場營銷副總裁Jim Templeton如是說。對此，凌特電源產品市場經(jīng)理Tony Armstrong也認為，延長電池供電型便攜產品中的電池使用時間是推動電源管理市場發(fā)展的關鍵因素之一。 

　　體積和成本最小化 

　　雖然便攜產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、成本更低的產品必然更具競爭力。如何使電源管理IC的封裝越來越小、封裝的厚度越來越薄也是電源管理IC要解決的難題之一。而在縮減成本方面，相信沒有哪個商家不精打細算，因為利潤永遠是商家追逐的目標。對此，TI中國區(qū)模擬業(yè)務銷售總監(jiān)王劍表示，電源管理面臨的關鍵任務之一就是如何最大化產品的性價比。 

　　電壓提供多樣化 

　　現(xiàn)在的便攜產品通常都會集成視頻、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、聽音樂和上網(wǎng)等。不同功能的實現(xiàn)都需要不同的電壓供應，而且要求電壓穩(wěn)定可靠、干凈、高效，這也是電源管理面臨的一個挑戰(zhàn)。“電源管理系統(tǒng)正在日趨復雜化，一個產品通常會需要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難題?！盩I的王劍說。NS亞太區(qū)便攜式設備電源管理產品市場經(jīng)理羅振輝說：“便攜式電子產品的不同系統(tǒng)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題?！?nbsp;

　　設計時間最短化 

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

　　數(shù)字電源和模擬電源相結合 

　　數(shù)字電源是電源市場特別引人關注的話題之一，對這一新產品業(yè)界看法不盡相同。面對便攜產品對電源管理提出的諸多苛刻要求，電源業(yè)者孜孜以求，不斷開拓創(chuàng)新。一方面，傳統(tǒng)的模擬電源方案經(jīng)歷了數(shù)十年的不斷發(fā)展完善，在很多應用領域已堪稱理想之選；另一方面，在傳統(tǒng)模擬方案比較棘手的領域，如減少控制回路的元件數(shù)目、增強系統(tǒng)穩(wěn)定性、實現(xiàn)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(tǒng)模擬技術的樊籬，開始涉足數(shù)字電源技術。 

　　在簡單易用、參數(shù)變更要求不多的應用場合，模擬電源具有優(yōu)勢，因為其應用的針對性可以通過硬件固化來實現(xiàn)；而在可控因素較多、實時反應速度更快、需要多個模擬系統(tǒng)電源管理的復雜高性能系統(tǒng)應用中，數(shù)字電源則具有優(yōu)勢。 

　　更高集成度的模擬電源系統(tǒng)以及更先進的數(shù)字控制系統(tǒng)將是新一代電源管理技術的發(fā)展趨勢。衡量模擬電源性能的重要參數(shù)如PSRR、效率、靜態(tài)電流、外置元件體積等都有進一步改善的空間，而無源元件則應置于芯片內或完全不用。未來的電源管理系統(tǒng)必須采用高速數(shù)字控制接口才能滿足不斷提高的頻率要求。 

　　目前的許多“數(shù)字電源”和“數(shù)字控制電源”最簡單的含義是通過數(shù)字接口控制開關穩(wěn)壓器，這可能包括通過I2C或類似的數(shù)字總線控制輸出電壓、開關頻率或多通道電源的排序，啟動、裕度控制、加電和斷電排序等等都可以通過一個或多個數(shù)字信號控制。實際上，目前市場上的很多電源管理集成電路都以這種方式工作，通過數(shù)字接口控制模擬開關穩(wěn)壓器。 

　　第二個含義是給前面的定義加上所謂的“數(shù)字遙測”。在這種情況下，提供額外的控制功能以監(jiān)視開關電源的狀態(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(jù)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，并在將來某個時間報告這些信息。具有大量數(shù)字集成電路的高端系統(tǒng)是這類數(shù)字電源的目標市場，而較低成本的消費類產品可能不需要這樣的電源。 

　　第三個也是最野心勃勃的數(shù)字電源含義是用數(shù)字電路徹底取代開關穩(wěn)壓器中的所有模擬電路。據(jù)說這樣將使開關穩(wěn)壓器更容易設計、配置、穩(wěn)定、調節(jié)和銷售。更進一步的理由是，通過編寫幾行簡單的代碼，一個核心數(shù)字電源集成電路就可以配置成升壓穩(wěn)壓器、降壓穩(wěn)壓器、負輸出、SEPIC、反激式或正激式轉換器，但是從根本上來說，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(shù)字開關穩(wěn)壓器也仍然需要電壓基準、電流檢測電路和開關或FET驅動器。此外，電感器、變壓器和電容器在實現(xiàn)數(shù)字電源時也是不可或缺的。所以數(shù)字電源難以擺脫模擬電路，最終還是一個與模擬電源相結合的結果。