从系统角度进行电源管理设计

来源:未知  发布时间:2013-09-20 19:48  Tags:电源管理设计 
过去十年间,电源管理技术发生了巨大的变化。电子产品的便携化、个性化浪潮改变了消费电子市场的版图,进而改写了电源设计、集成特性和效率方面的规则,并将智能电源管理和系统知识推到了产品设计的最前线。 我们可以将当今的电源管理环境与上世纪后期的情况...

过去十年间,电源管理技术发生了巨大的变化。电子产品的便携化、个性化浪潮改变了消费电子市场的版图,进而改写了电源设计、集成特性和效率方面的规则,并将智能电源管理和系统知识推到了产品设计的最前线。

我们可以将当今的电源管理环境与上世纪后期的情况做一比较。上世纪80年代和90年代早期是NPN线性调节器的天下,这种用于转换电平的简单电路几乎不需要什么智能成分。此外,由于便携式电子产品刚刚流行起来,而且电力廉价、充裕,因此没有理由要求线性调节器以高效率工作。

飞速发展到今天,我们看到已有数十种不同类型的开关调节器加入了电源管理行列,电源效率已从先前的10%提高到如今的80%,甚至更高。由此产生了广泛的影响:对于便携式设备,电池续航时间更长;对于高功率系统,能源使用和加热/冷却的成本明显降低。

鉴于其中的利害关系,高效率电源管理已不再是一项独立考虑因素或者是可以事后处理的问题。无论是支持终端负载还是AC-DC性能规格,新兴电源管理技术的优势不仅在于能够转换不同的电平,而且在于能够作为完整系统解决方案的一部分集成到系统中。

因此,除了有关电压和电流要求的常见问题以外,系统设计人员还应在设计过程之初考虑诸如下述的一系列问题:

电源器件与其它系统IC的交互会对噪声或效率水平产生何种影响?

智能电源管理的应用对整体设计创新有何贡献?

如何利用有关电源系统的实时反馈提高系统的性能和价值?

例如,在基站应用中,采用智能电源技术处理AC-DC和隔离DC-DC电源转换可将系统功率损耗削减一半。该技术还能用来监控信号链要求,并与数据转换器、放大器和其它器件交互,使整体系统效率再提高30%。

数据转换器尤其需要噪声极低并经过妥善调节的电源,以便最大程度地减少总体系统纹波。系统设计人员可能会遇到这样的情况:耗费数月时间辛辛苦苦地优化数据采集系统的线性度、噪声性能和其它特性,但等到加上电源器件后,却因为电源噪声和不良的瞬态响应,导致性能严重下降。

低噪声开关调节器取代线性调节器的势头将日益强劲,但这要求供应商不仅擅长电源管理,而且了解整个信号链和系统级设计考虑。