高效電源管理方案

　　消費者需要安全的生活環(huán)境，并希望充分發(fā)揮創(chuàng)新潛能以保護我們的地球。消費需求正在驅(qū)動著一個全新的市場發(fā)展大趨勢，關(guān)注的焦點是再生能源、醫(yī)療診斷與檢測設(shè)備以及無處不在的個人移動設(shè)備等。

　　低能耗高效率是電子產(chǎn)品市場追求的目標。為了更好地保護能源，人類在減少能源消耗的同時還要努力提高能源使用效率。2009年電子產(chǎn)品市場的主流仍然是低能耗高效率。為此各個半導體廠商開發(fā)出不同的高能效電源解決方案，下面簡介一些高能效電源管理方案。

　　自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)

　　美國國家半導體(NS)的PowerWise是高能源效率產(chǎn)品系列，采用自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)(AVS)架構(gòu)。AVS可以利用電源管理技術(shù)調(diào)整供電電壓，也可以利用內(nèi)部供電調(diào)整技術(shù)調(diào)整輸出，確保數(shù)字CMOS邏輯電路的功耗可以大幅減少;AVS可以主動監(jiān)視數(shù)字電路的工作情況，并根據(jù)其實際用電需要提供適量的供電。AVS比傳統(tǒng)的固定電壓系統(tǒng)節(jié)省高達64%的耗電(見圖1)。

　　舉例說明PowerWire系列產(chǎn)品的一個高效率應(yīng)用方案。許多應(yīng)用要求輸入電壓范圍比較大(如汽車應(yīng)用，汽車電池一般為12V或24V，在尖峰情況下可能會達到40V)。由于輸入電壓很高而輸出電壓很低(或輸出電流很高)，因此需要使用大降壓比的轉(zhuǎn)換器。具有大降壓比和低輸出電壓特性的功率轉(zhuǎn)換器一般采用兩級轉(zhuǎn)換，第一級轉(zhuǎn)換是將高輸入電壓轉(zhuǎn)換為中間電壓，第二級轉(zhuǎn)換則將中間電壓轉(zhuǎn)換為需要的低輸出電壓。效率是兩級轉(zhuǎn)換器所需關(guān)注的一個主要問題。盡管個別級的轉(zhuǎn)換可以達到較高的效率，但是整體效率卻可能很低，整體效率僅在60%~70%左右，因為整體效率是各轉(zhuǎn)換級效率之乘積。

　　與兩級轉(zhuǎn)換相比，寬輸入和低反饋電壓的同步降壓轉(zhuǎn)換器具有更高的效率，例如NS公司的LM3103(屬于PowerWire系列產(chǎn)品的一款產(chǎn)品，輸入電壓可高達42V，輸出電壓可低至0.6V)單級轉(zhuǎn)換效率比兩級轉(zhuǎn)換器的整體效率高出5%~10%(圖2)。LM3103的應(yīng)用電路示于圖3。