人类社会从茹毛饮血的石器时代到如今高速化发展的信息时代,电力的发现与引入功不可没,正是由于电力技术的告诉发展才带来了如今硕果累累的科技成果,这次小编就为大家带来了改变世界的电子电力技术之一的电源管理技术的专题介绍,正是由于电源管理技术的出现大大延长了电池的寿命,降低了组件的能耗。本次专题内容涵盖了电源管理技术常用知识的总结,电源管理技术解析,电源管理设计,电源管理芯片和开关电源等多个方面的内容。

电源管理技术常用知识

什么是电源管理技术?

电源管理是指如何将电源有效分配给系统的不同组件。电源管理对于依赖电池电源的移动式设备至关重要。通过降低组件闲置时的能耗,优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍。电源管理技术也称做电源控制技术,它属于电力电子技术的范畴,是集电力变换,现代电子,网络组建,自动控制等多学科于一体的边缘交叉技术,现今已经广泛应用到工业,能源,交通,信息,航空,国防,教育,文化等诸多领域。

电源管理技术的分类

电源管理半导体本中的主导部分是电源管理IC,大致可归纳为下述8种:
1、AC/DC调制IC。内含低电压控制电路及高压开关晶体管。
2、DC/DC调制IC。包括升压/降压调节器,以及电荷泵。
3、功率因数控制PFC预调制IC。提供具有功率因数校正功能的电源输入电路。
4、脉冲调制或脉幅调制PWM/ PFM控制IC。为脉冲频率调制和/或脉冲宽度调制控制器,用于驱动外部开关。
5、线性调制IC(如线性低压降稳压器LDO等)。包括正向和负向调节器,以及低压降LDO调制管。
6、电池充电和管理IC。包括电池充电、保护及电量显示IC,以及可进行电池数据通讯“智能”电池 IC。
7、 热插板控制IC(免除从工作系统中插入或拔除另一接口的影响)。
8、MOSFET或IGBT的驱动IC。
在这些电源管理IC中,电压调节IC是发展最快、产量最大的一部分。各种电源管理IC基本上和一些相关的应用相联系,所以针对不同应用,还可以列出更多类型的器件。

电源管理技术的特点

电源管理的特点是高效能、低功耗、智能化。
提高效能涉及两个不同方面的内容:一方面想要保持能量转换的综合效率,同时还希望减小设备的尺寸;另一方面是保护尺寸不变,大幅度提高效能。
在交流/直流(AC/DC)变换中,低的通态电阻,符合计算机和电信应用中更加高效适配器和电源的需要。在电源电路设计方面,一般待机能耗已经降到1W 以下,并可将电源效率提高至90%以上。要进一步降低现有待机能耗,则需要有新的IC制造工艺技术及在低功耗电路设计方面的突破。
越来越多的系统会需要多输出稳压器。例如带多输出和电源通路控制的锂离子充电电池,多输出 DC/DC转换器和具有动态可调输出电压的开关稳压器等。

电源管理技术的发展趋势

电源管理的“要求”越来越高
在应用驱动和技术进步的作用下,对电源IC的技术要求也不断走高。而且随着应用的不断创新,电源IC的市场也呈现出需求多样化,应用细分化,更多高性能电源IC的市场需求也不断深化以及扩展化,更好地为满足系统创新,性能提升而服务。

数字电源激发活力
数字电源为电源设计领域注入了新的活力,同时也对电源管理IC厂商提出了更高的要求。电源IC厂商需要和主芯片厂商进行有效地技术沟通,因为只有了解系统芯片的需求,电源IC的目标设计规格才显得更有意义,这种为系统性能需求而定制的电源设计最终能为系统的功耗优化做出巨大的贡献。

模块化趋势越来越明显
受SoC化设计趋势的影响,近年来电源管理IC技术表现出越来越强的模块化趋势。一方面,设备正变得越来越复杂,更多功能特性、更快更复杂处理器需要更先进的电源管理解决方案另一方面,模块化的电源管理IC可有效降低系统设计的复杂性,节约电路板空间,提高系统的长期可靠性,同时也能有效降低系统成本,带来的好处是显而易见的。

电源管理技术的应用领域 —— 热门五大应用领域

有线和无线通信基础设施

由于基于云计算的应用和数据共享的激增,以及由此带来的数据流量的增加。高耗电设备需要先进的电源管理。

移动终端领域

随着消费者要求智能手机和平板电脑有更多功能和更长的电池续航时间,移动设备的电源管理要求变得越来越复杂。

工业领域

数字和模拟控制器、电源模块以及开关稳压器。能够简化电源设计,同时又具有高集成度和高效的特点,广泛应用于工厂自动化。

汽车领域

汽车电气化是摆在半导体厂商面前的最重要机遇之一。

航空航天领域

航天航空领域上的电源系统是产生、贮存、变换、调节和分配电能的系统,通常可分为主电源和二次电源。

电源管理技术解析

电源管理设计

电源管理芯片

开关电源

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