電源管理產(chǎn)品呈現(xiàn)五大發(fā)展趨勢(shì)
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| (發(fā)布日期：2008-4-25 9:24:00) 來源：中國(guó)IT網(wǎng) |
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在未來幾年，電源管理產(chǎn)品的發(fā)展將圍繞節(jié)能降耗展開。電源設(shè)計(jì)周期加快、低待機(jī)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(shè)計(jì)方法。其發(fā)展將主要呈現(xiàn)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(fèi)者購買產(chǎn)品時(shí)非常關(guān)注的一個(gè)因素。很多消費(fèi)者甚至寧愿犧牲一些產(chǎn)品功能，也要選擇電池工作/待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)的產(chǎn)品。“對(duì)于便攜式消費(fèi)類電子產(chǎn)品而言，來自電源的挑戰(zhàn)永遠(yuǎn)都不外乎盡可能地延長(zhǎng)電池的供電時(shí)間，相信沒有哪個(gè)消費(fèi)者愿意購買在電影播放中間需要更換電池的便攜式DVD。”Zilker Labs市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁Jim Templeton如是說。對(duì)此，凌特電源產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Tony Armstrong也認(rèn)為，延長(zhǎng)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(jìng)爭(zhēng)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(gè)商家不精打細(xì)算，因?yàn)槔麧?rùn)永遠(yuǎn)是商家追逐的目標(biāo)。對(duì)此，TI中國(guó)區(qū)模擬業(yè)務(wù)銷售總監(jiān)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)品的性價(jià)比。
電壓提供多樣化
現(xiàn)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(chǔ)等多種功能，比如PMP，能夠完成音視頻播放、錄像和文件存儲(chǔ)等 工作，手機(jī)能夠拍照、聽音樂和上網(wǎng)等。不同功能的實(shí)現(xiàn)都需要不同的電壓供應(yīng)，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(gè)挑戰(zhàn)。“電源管理系統(tǒng)正在日趨復(fù)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(shè)計(jì)中正面臨的一個(gè)難題。”TI的王劍說。NS亞太區(qū)便攜式設(shè)備電源管理產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理羅振輝說：“便攜式電子產(chǎn)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(duì)的復(fù)雜問題。”
設(shè)計(jì)時(shí)間最短化
市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(nèi)將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，以搶占先機(jī)。為此，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期也從過去的12～18個(gè)月變?yōu)?個(gè)月甚至更短。這使傳統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)人員面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
數(shù)字電源和模擬電源相結(jié)合
數(shù)字電源是電源市場(chǎng)特別引人關(guān)注的話題之一，對(duì)這一新產(chǎn)品業(yè)界看法不盡相同。面對(duì)便攜產(chǎn)品對(duì)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(yīng)用領(lǐng)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(lǐng)域，如減少控制回路的元件數(shù)目、增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性、實(shí)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(shù)的樊籬，開始涉足數(shù)字電源技術(shù)。
在簡(jiǎn)單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場(chǎng)合，模擬電源具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠鋺?yīng)用的針對(duì)性可以通過硬件固化來實(shí)現(xiàn)；而在可控因素較多、實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、需要多個(gè)模擬系統(tǒng)電源管理的復(fù)雜高性能系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字電源則具有優(yōu)勢(shì)。
更高集成度的模擬電源系統(tǒng)以及更先進(jìn)的數(shù)字控制系統(tǒng)將是新一代電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。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(jìn)一步改善的空間，而無源元件則應(yīng)置于芯片內(nèi)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(jiǎn)單的含義是通過數(shù)字接口控制開關(guān)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(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一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號(hào)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，通過數(shù)字接口控制模擬開關(guān)穩(wěn)壓器。
第二個(gè)含義是給前面的定義加上所謂的“數(shù)字遙測(cè)”。在這種情況下，提供額外的控制功能以監(jiān)視開關(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(jù)需求或者周期性地向主機(jī)報(bào)告。ID標(biāo)記、故障狀態(tài)信息甚至?xí)r間標(biāo)記事件等其他信息也可以存儲(chǔ)在片上非易失性存儲(chǔ)器中，并在將來某個(gè)時(shí)間報(bào)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(biāo)市場(chǎng)，而較低成本的消費(fèi)類產(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(shù)字電源含義是用數(shù)字電路徹底取代開關(guān)穩(wěn)壓器中的所有模擬電路。據(jù)說這樣將使開關(guān)穩(wěn)壓器更容易設(shè)計(jì)、配置、穩(wěn)定、調(diào)節(jié)和銷售。更進(jìn)一步的理由是，通過編寫幾行簡(jiǎn)單的代碼，一個(gè)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(fù)輸出、SEPIC、反激式或正激式轉(zhuǎn)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(diào)制器的數(shù)字開關(guān)穩(wěn)壓器也仍然需要電壓基準(zhǔn)、電流檢測(cè)電路和開關(guān)或FET驅(qū)動(dòng)器。此外，電感器、變壓器和電容器在實(shí)現(xiàn)數(shù)字電源時(shí)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(gè)與模擬電源相結(jié)合的結(jié)果。 |
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