從系統(tǒng)角度進(jìn)行電源管理設(shè)計(jì)

過(guò)去十年間，電源管理技術(shù)發(fā)生了巨大的變化。電子產(chǎn)品的便攜化、個(gè)性化浪潮改變了消費(fèi)電子市場(chǎng)的版圖，進(jìn)而改寫了電源設(shè)計(jì)、集成特性和效率方面的規(guī)則，并將智能電源管理和系統(tǒng)知識(shí)推到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最前線。

我們可以將當(dāng)今的電源管理環(huán)境與上世紀(jì)后期的情況做一比較。上世紀(jì)80年代和90年代早期是NPN線性調(diào)節(jié)器的天下，這種用于轉(zhuǎn)換電平的簡(jiǎn)單電路幾乎不需要什么智能成分。此外，由于便攜式電子產(chǎn)品剛剛流行起來(lái)，而且電力廉價(jià)、充裕，因此沒有理由要求線性調(diào)節(jié)器以高效率工作。

飛速發(fā)展到今天，我們看到已有數(shù)十種不同類型的開關(guān)調(diào)節(jié)器加入了電源管理行列，電源效率已從先前的10%提高到如今的80%，甚至更高。由此產(chǎn)生了廣泛的影響：對(duì)于便攜式設(shè)備，電池續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng);對(duì)于高功率系統(tǒng)，能源使用和加熱/冷卻的成本明顯降低。

鑒于其中的利害關(guān)系，高效率電源管理已不再是一項(xiàng)獨(dú)立考慮因素或者是可以事后處理的問題。無(wú)論是支持終端負(fù)載還是AC-DC性能規(guī)格，新興電源管理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不僅在于能夠轉(zhuǎn)換不同的電平，而且在于能夠作為完整系統(tǒng)解決方案的一部分集成到系統(tǒng)中。

因此，除了有關(guān)電壓和電流要求的常見問題以外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程之初考慮諸如下述的一系列問題：

電源器件與其它系統(tǒng)IC的交互會(huì)對(duì)噪聲或效率水平產(chǎn)生何種影響?

智能電源管理的應(yīng)用對(duì)整體設(shè)計(jì)創(chuàng)新有何貢獻(xiàn)?

如何利用有關(guān)電源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)反饋提高系統(tǒng)的性能和價(jià)值?

例如，在基站應(yīng)用中，采用智能電源技術(shù)處理AC-DC和隔離DC-DC電源轉(zhuǎn)換可將系統(tǒng)功率損耗削減一半。該技術(shù)還能用來(lái)監(jiān)控信號(hào)鏈要求，并與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、放大器和其它器件交互，使整體系統(tǒng)效率再提高30%。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器尤其需要噪聲極低并經(jīng)過(guò)妥善調(diào)節(jié)的電源，以便最大程度地減少總體系統(tǒng)紋波。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可能會(huì)遇到這樣的情況：耗費(fèi)數(shù)月時(shí)間辛辛苦苦地優(yōu)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的線性度、噪聲性能和其它特性，但等到加上電源器件后，卻因?yàn)殡娫丛肼暫筒涣嫉乃矐B(tài)響應(yīng)，導(dǎo)致性能嚴(yán)重下降。

低噪聲開關(guān)調(diào)節(jié)器取代線性調(diào)節(jié)器的勢(shì)頭將日益強(qiáng)勁，但這要求供應(yīng)商不僅擅長(zhǎng)電源管理，而且了解整個(gè)信號(hào)鏈和系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)考慮。