1800今年，人類(lèi)歷史中第一款伏打電池的誕生了。從此電源管理是一個(gè)永遠(yuǎn)都不會(huì)過(guò)時(shí)的話題。一直發(fā)展到如今的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。伴隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品的普及。傳感器網(wǎng)絡(luò)需要一種小型化、有極高能耗管理能力的網(wǎng)絡(luò)小型操作系統(tǒng)。所以工程師門(mén)一直在不斷尋找降低功耗的方案。今天就由尚觀嵌入式培訓(xùn)講師告訴大家如何為嵌入式系統(tǒng)選擇實(shí)用的電源管理技術(shù)。

　　TI新專(zhuān)利降低產(chǎn)品待機(jī)功耗

　　TI高壓電源解決方案副總裁SteveLambouses表示，目前閑置裝置所消耗的電量，相當(dāng)于50個(gè)大型電廠的年發(fā)電總量。另外，有12%~18%的家電或電子產(chǎn)品，即便沒(méi)有在使用，也是會(huì)有電能損耗，因此，消費(fèi)性電子市場(chǎng)對(duì)于低待機(jī)電力的高效電源需求量很大。所以TI希望推出一款控制器能夠讓設(shè)計(jì)人員用更少的電力執(zhí)行更多的操作，滿足未來(lái)的電源需求，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)及降低系統(tǒng)成本。

　　近日，TI推出新款整合式高壓閘極驅(qū)動(dòng)器的新型LLC諧振控制器UCC256301。這款諧振控制器能滿足各種AC/DC應(yīng)用的嚴(yán)格能效標(biāo)準(zhǔn)，包括數(shù)位電視、游戲轉(zhuǎn)接器、桌上型電腦和筆記型電腦轉(zhuǎn)接器及電動(dòng)工具充電器等。UCC256301作為新型高效能LLC 控制器系列中的首款產(chǎn)品，當(dāng)系統(tǒng)處于全調(diào)節(jié)輸出狀態(tài)時(shí)，其可提供小于40mW 的待機(jī)電力，同時(shí)還可以保證效能仍高于產(chǎn)能需求;它還具備快速的瞬態(tài)回應(yīng)和健全的故障保護(hù)功能，避免終端設(shè)備在使用期間遇到斷電等突發(fā)情況。

　　此外，該產(chǎn)品采用混合遲滯控制技術(shù)，這是TI一項(xiàng)新的專(zhuān)利控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)10倍速度的瞬態(tài)回應(yīng)，并將輸出電容降低20%，進(jìn)而加快系統(tǒng)回應(yīng)時(shí)間。同時(shí)，該控制器還超越了行為準(zhǔn)則(CoC)第二階段(Tier2)及美國(guó)能源部(DoE)6級(jí)效能標(biāo)準(zhǔn)，在負(fù)載10%時(shí)，效率仍高達(dá)90%以上，實(shí)現(xiàn)更低的待機(jī)電力。

　　安森美半導(dǎo)體讓移動(dòng)電源也智能

　　收購(gòu)Fairchild后，安森美半導(dǎo)體在電源管理IC市場(chǎng)中的優(yōu)勢(shì)更加明顯。安森美半導(dǎo)體不斷跟隨市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，研發(fā)迎合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品?，F(xiàn)在移動(dòng)電源成為很多消費(fèi)者的必備產(chǎn)品，但僅僅具備簡(jiǎn)單充電功能的移動(dòng)電源，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足消費(fèi)者的期望，能夠快速充電的電源產(chǎn)品才更受歡迎。

　　安森美半導(dǎo)體為了滿足這種需求推出了單芯片移動(dòng)電源方案LC709501F，可實(shí)現(xiàn)功能豐富且更具差異化特性的智能移動(dòng)電源產(chǎn)品，智能且支持快充，幫助移動(dòng)電源供應(yīng)商在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。LC709501F支持通過(guò)USB2.0全速主機(jī)控制器獲取移動(dòng)電源電池信息(如1% 步進(jìn)剩余電量)、電池溫度、電池電流及電池健康指標(biāo)(電池充放電周期數(shù))，提供電池信息數(shù)據(jù)顯示App用于移動(dòng)設(shè)備，讓用戶(hù)通過(guò)移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)知悉所攜帶的移動(dòng)電源的各項(xiàng)指標(biāo)，會(huì)大大提升用戶(hù)體驗(yàn)。

　　只要基于LC709501F的移動(dòng)電源被連接到移動(dòng)設(shè)備(如智能手機(jī))，應(yīng)用程序就自動(dòng)啟動(dòng)，移動(dòng)電源的詳細(xì)運(yùn)行信息及關(guān)鍵參數(shù)將顯示在智能手機(jī)的屏幕，如移動(dòng)電源電池剩余電量及動(dòng)畫(huà)運(yùn)行、移動(dòng)電源電池使用時(shí)間、剩下的充電時(shí)間、電池溫度、快充開(kāi)關(guān)按鈕等，并且該方案還支持移動(dòng)電源供應(yīng)商在該App界面顯示其公司Logo。

　　傳統(tǒng)的移動(dòng)電源方案通常包括微控制器(MCU)、低壓降穩(wěn)壓器(LDO)、USB檢測(cè)模塊和充電穩(wěn)壓模塊等多個(gè)元件，需要很長(zhǎng)的設(shè)計(jì)周期，并且還需要軟件來(lái)處理邏輯和控制功能。LC709501F 將多個(gè)元件集成到單個(gè)芯片，減少了元件數(shù)，實(shí)現(xiàn)了緊湊的、超薄的高性能系統(tǒng)，支持平臺(tái)設(shè)計(jì)，外置的FET還可擴(kuò)展充電能力。

　　納微半導(dǎo)體用新材料應(yīng)對(duì)電源產(chǎn)品挑戰(zhàn)

　　納微(Navitas)半導(dǎo)體公司是2014年新成立的公司，是世界首個(gè)且唯一的GaN 功率IC企業(yè)。公司發(fā)布的新產(chǎn)品AllGaN功率IC，可以大大降低筆記本電腦電源適配器的重量。與硅類(lèi)功率器件開(kāi)關(guān)速率和能源效率成反比不同，GaN功率IC在提高開(kāi)關(guān)速率的同時(shí)，效率不僅沒(méi)有降低，還有略微提升。這是因?yàn)榕c傳統(tǒng)硅類(lèi)功率器件相比，基于GaN的功率器件具有導(dǎo)通電阻低和能夠進(jìn)行高頻操作等特性，這些特性恰恰有利于提高電源單元轉(zhuǎn)換效率，并使電源單元更加緊湊，所以通過(guò)GaN 功率IC就可以同時(shí)獲得無(wú)與倫比的速率和效率。

　　如果筆記本電源適配器選用硅類(lèi)功率器件，尺寸大約為6~7英寸，重量大約為300g，但如果采用AllGaN功率IC，65W 的新設(shè)計(jì)體積僅為2.7英寸，重量?jī)H為60g，因?yàn)锳llGaN功率IC可以縮小變壓器、濾波器和散熱器的尺寸。除此之外，如果使用其他GaN 功率器件，設(shè)計(jì)中還需要許多元器件、復(fù)雜的電路，而使用AllGaN 功率IC，則可以省去很多驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)，更易于使用。

　　最后尚觀君建議嵌入式工程師在日常電路設(shè)計(jì)中可以從一下角度考慮電源模塊

　　第一是隔離還是非隔離?第二是性能優(yōu)先還是成本先行?第三功率余量留多少?10%、20%還是30%?第四隔離電壓是否越大越好?