綠色”的真正含意是什么？

新年即將來臨，我相信，每個人都希望新的一年比剛剛過去的一年好！然而，雖然對我們大多數(shù)人而言，2008年是經(jīng)濟動蕩的一年，但是，一顆熠熠生輝的“亮點”卻存在于“綠色”技術領域之中。實際上，在您的目光所及之處，人們正在推出新型半導體產(chǎn)品，它們憑借其較低的功耗和/或高效轉換而擁有了更加出色的環(huán)保性能。如果用實實在在的詞語來表達，那就是：這些特點減少了一個終端系統(tǒng)的總功耗，而這反過來又有望降低我們對于化石燃料的依賴。由于可以將較低的功耗直接視為等同于所需電力的減少，因此使得上述目標得以實現(xiàn)。而且，較少的電力消耗首先意味著產(chǎn)生電能所需的化石燃料的減少。相應地，這將有助于減少對于我們所居住星球的大氣和氣候具有負面影響的溫室氣體。

為了進一步說明這一點，考慮一下，美國每年總耗電量大約為 4 萬億千瓦 (數(shù)據(jù)來源：World Book of Facts)。那就是在 4 后面有 12 個零。正像你也許已經(jīng)猜到的那樣，用于發(fā)電的生產(chǎn)材料的最大來源是化石燃料，如表 1 所示。

                                                                              表 1：美國用于發(fā)電的生產(chǎn)材料

    因為化石燃料消耗對溫室氣體的總產(chǎn)量有巨大影響，因此如果我們能對它們的需求減少越多，世界就會越好。無論化石燃料是媒、天然氣還是石油，都沒有關系，影響是一樣的。

    因此，就模擬電源半導體界而言，問題是：對一個模擬電源 IC，綠色的真正含意是什么？為了充分理解這個問題的答案，我們需要理解，一個模擬電源 IC 需要做什么以減輕對最終系統(tǒng)總功耗的影響。

     考慮一下服務器 ——— 那些支撐互聯(lián)網(wǎng)運行、提供成百上千萬 YouTube 視頻并保持經(jīng)濟運轉的大功率計算機的功耗，從 2000 年到 2005 年，它們的電能使用量翻了一番，到 2010 年可能再猛增 75%?；蛘撸瑩Q句話說，在2005年，為了使諸如谷歌 (Google)、微軟 (Microsoft) 和雅虎 (Yahoo) 等因特網(wǎng)巨頭所擁有的世界數(shù)據(jù)中心保持在線狀態(tài)，其耗電量相當于14家10億瓦電廠的總發(fā)電量。

      就一個用于服務器內(nèi)的節(jié)能 DC/DC 轉換器設計中的電源管理 IC 而言，必須具有兩種主要屬性。首先，它必須擁有非常高的轉換效率。其次，它在正常、備用和停機模式時必須擁有低靜態(tài)電流，以最大限度降低功耗。這一點尤其重要，因為很多系統(tǒng)可能有大量時間處于備用或低功率模式，在這些模式時，它們連續(xù)消耗功率，從而使輕負載時的轉換效率成為一個關鍵因素。

    一個 IC 效率越高，那么它在轉換過程中消耗的能量就會越少。例如，考慮用在一個 DC/DC 轉換器中的兩個獨立的IC，該轉換器在 5V 時向一個設備負載提供 5A (25W) 電流。如果第一個 IC 的效率為 95%，那么：

   POUT/效率 = PIN

   或者，在這種情況下，PIN = 25/0.95 = 26.3W

   不過，如果另一個 IC 的效率僅為 77%，那么：

PIN = 25/0.75 = 33.3W

     正如可以看到的那樣，在這個例子中，能量差是 7W。因此，在第二種情況下，必須產(chǎn)生額外的 7W 功率為該設備供電。這不僅提高了對電源的要求，而且給系統(tǒng)的熱設計增加了額外的負擔，因為該 DC/DC 轉換器還必須以熱量形式消散這一功率損耗。

      類似地，如果一個 DC/DC 轉換器有大靜態(tài)電流，那么它在所有工作模式時都需要更多功率 (和能量)。作為另一個例子，考慮一個日常設備，如家庭影院系統(tǒng)。它可以使用 4 到 5 個不同的負載點 (POL) 轉換器，因此，總的能耗很快就會累計成一個可觀的功耗數(shù)字。而且所有這些都是由“電網(wǎng)”供電的。顯而易見，通過降低正常、備用或休眠等所有工作模式時的靜態(tài)電流，可以快速實現(xiàn)實實在在的能量節(jié)省。

    最后，雖然某些半導體公司只是突然之間便聲稱其整個產(chǎn)品庫都擁有非常強大的功能，但是用戶必需考慮IC在轉換效率和總靜態(tài)電流消耗方面所能提供的指標，以真正地了解并懂得作為“綠色產(chǎn)品”究竟意味著什么。