到處都可以使用的“綠色電源”

　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計師不得不提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量和性能，并增加功能。同時，他們還面臨著降低系統(tǒng)總體功耗的壓力。數(shù)據(jù)中心中的挑戰(zhàn)是，通過重新調(diào)整工作流并將作業(yè)轉(zhuǎn)移到未充分利用的服務(wù)器上，使其他服務(wù)器能停機(jī)，以此來降低總體功耗。為了滿足這些要求，知道最終用戶設(shè)備的功耗是必需的。正確設(shè)計的數(shù)字電源管理系統(tǒng)能為用戶提供功耗數(shù)據(jù)，從而允許做出智能能源管理決策。

　　此外，數(shù)字電源系統(tǒng)管理的一個主要好處是降低設(shè)計成本，并加快產(chǎn)品上市。復(fù)雜的多軌系統(tǒng)可以利用一個綜合性和具備直覺式圖形用戶界面 (GUI) 的開發(fā)環(huán)境，高效率地開發(fā)出來。這類系統(tǒng)可通過 GUI 而不是焊接到“白色導(dǎo)線”定位點(diǎn)來進(jìn)行更改，因此還能簡化在線測試 (ICT) 和電路板調(diào)試。另一個好處是，由于可以使用實(shí)時遙測數(shù)據(jù)，所以有可能預(yù)測電源系統(tǒng)故障并采取預(yù)防性措施。也許最重要的是，具備數(shù)字管理功能的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器允許設(shè)計師開發(fā)“綠色”電源系統(tǒng)，這類系統(tǒng)能在負(fù)載點(diǎn)、電路板、機(jī)架甚至安裝階段以最低能耗滿足目標(biāo)性能 (計算速度、數(shù)據(jù)速率等) 要求，從而在產(chǎn)品的壽命期內(nèi)，降低了基礎(chǔ)設(shè)施成本和總體擁有成本。

　　凌力爾特公司的 LTC3880 是一款雙輸出同步降壓型 DC/DC 電流模式控制器，具備集成的功率 FET 柵極驅(qū)動器和可通過 I2C PMBus 使用的全面電源管理功能。該產(chǎn)品的精確基準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償電流模式模擬控制環(huán)路提供 ±0.5% 的 DC 準(zhǔn)確度，非常容易的補(bǔ)償 (已校準(zhǔn)以不受工作條件影響)、逐周期限流、快速和準(zhǔn)確的均流、以及電壓與負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，而且沒有任何在其他運(yùn)用“數(shù)字”控制的產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)、與 ADC 量化有關(guān)的誤差。LTC3880 包括一個 16 位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供輸入和輸出電壓及電流、占空比以及溫度的數(shù)字回讀。該器件還提供通過中斷標(biāo)記啟動的故障記錄功能以及“黑匣子”記錄器，該記錄器存儲發(fā)生故障前轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)。凌力爾特公司的 LTpowerPlay™ 開發(fā)軟件和 GUI 接口方便了多軌系統(tǒng)的開發(fā)。

　　能量收集能提供多大的功率?

　　最先進(jìn)和現(xiàn)成有售的能量收集產(chǎn)品 (例如在振動能量收集和室內(nèi)光伏電池領(lǐng)域) 在典型工作條件下產(chǎn)生的功率為毫瓦量級。盡管這種量級的功率也許看似有限，但是多年來能量收集組件的運(yùn)行可能意味著，就能源供應(yīng)和每單位能量成本兩方面而言，這類產(chǎn)品與長壽命的主電池是大致相當(dāng)?shù)?。此外，采用能量收集技術(shù)的系統(tǒng)一般將能在電量耗盡之后再充電，而一些由主電池供電的系統(tǒng)是不可能做到的。

　　環(huán)境能源包括光、熱差、振動波束、發(fā)送的 RF 信號、或僅是其他任何可通過換能器產(chǎn)生電荷的能源。下表 2 說明了可從不同能源產(chǎn)生多少能量。

　　表 2：能源及其能產(chǎn)生的能量　　

 

　　在大量應(yīng)用中，這樣的能量值就系統(tǒng)部署而言是有意義的。以下僅舉出幾個應(yīng)用例子：

　　1) 飛機(jī)腐蝕傳感器
　　2) 自動調(diào)光窗
　　3) 橋梁監(jiān)視器
　　4) 樓宇自動化
　　5) 電量表
　　6) 氣體傳感器
　　7) 健康監(jiān)視器
　　8) HVAC 控制
　　9) 電燈開關(guān)
　　10) 遠(yuǎn)程管道監(jiān)視器
　　11) 手表
　　12) 水表

　　結(jié)論

　　能量收集作為可替代能源用在“綠色電源”中的商機(jī)很多。這類商機(jī)的一個很好的例子是太陽能供電的電子設(shè)備市場。隨著企業(yè)尋找降低能耗的途徑，該市場持續(xù)增長。例如，看一下智能電表。智能電表部署在智能電網(wǎng)上，希望由環(huán)境能源供電，以降低系統(tǒng)運(yùn)行的能源成本。一種可行和豐富的能源是太陽能。不過，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/太陽能">太陽能易變且不可靠，所以幾乎所有太陽能供電的設(shè)備都具備可再充電電池。因此，一個重要的目標(biāo)是，抽取盡可能多的太陽能，以給這些電池快速充電，并保持它們的充電狀態(tài)，當(dāng)太陽能不可用時，就將電池作為能源使用。

　　反過來，如果智能電表將電池作為主要能源，那么電源轉(zhuǎn)換及管理電子產(chǎn)品在備用模式時就必須有非常低的靜態(tài)電流，以延長電池壽命。幸運(yùn)的是，凌力爾特公司提供種類繁多的 IC，這些 IC 的靜態(tài)電流值在典型情況下低于 25µA。