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新的节能标准催生电源设计新趋势 |
2009-05-05 |
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如果说最近几年电源产品已经取得了突破性的进步，恐怕一点也不过分。效率已经接近极限，功率管理更加精密，体积也越来越小…….但这够了吗？所看到的现状却是，人们对电源系统需求的迫切度有增无减！
实际上对电源系统的压力来自正反两方面。一方面，消费者希望在设备中集成越来越多的功能，况且体积还越来越小，这就要求电源以更小的体积提供更多的能量。但另一方面，滚滚热浪席卷全球，全球气候变暖已开始让人们不得不认真对待。这就反过来要求电源系统提供更高的能量利用效率。
为了解决或者说是减缓面临的问题，国际上颁布了许多有关的标准，如国际能源署“1W计划”，美国新版能源之星，美国80 PLUS等。随着这些新标准的出台，电源设计的未来趋势将怎样？
需要新技术来应对设计挑战
新技术一直是应对挑战的主要手段。然而不同公司采取了不同的侧重技术。
“凌力尔特公司一直在低静态电流方面下功夫，我们在很多电源管理集成电路中纳入了突发模式(Burst Mode)技术，这种技术最大限度地降低了在备用模式时集成电路自身需要的电流。”该公司电源产品市场经理Tony Armstrong介绍道。突发模式的本质是，当通过VC引脚电压检测到所需开关电流低于编程电流值的规定值时，突发模式启动。在突发间隔中，开关停止动作，除Vcc稳压器、误差放大器和带隙基准以外，集成电路内部所有功能都被禁止，见图1。利用这种模式，在很多情况下，可以静态电流低到了10uA至20uA。适用于手持设备的LTC3548和LTC3410，适合于无线设备、便携式计算机的LTC3801以及适合于数字设备、汽车系统和分布式直流电源系统LTC3827都是这类具有低静态电流的产品。
同样是为了降低待机模式的能耗，安森美半导体则侧重于其他技术，如跳周期待机模式、PWM控制器主控PFC(轻载时关断PFC以降低待机能耗)。除此之外，将诸多新技术和功能集成芯片内部，如DDS(动态自供电)、频率抖动、Soxyless(无线圈去磁检测)等，可起到简化外围电路设计作用，也相应减少了功率损耗。该公司的中国区电源管理产品高级工程师于辉介绍说，“利用以上技术最近我们陆续推出了最新研制的电流型PWM控制器NCP1271、准谐振控制器NCP1337以及半桥谐振控制器NCP1396和有源钳位控制器NCP1282等电源管理芯片。这些产品是基于安森美半导体多年来在电源领域丰富经验基础上，并且针对客户实际应用所需开发研制而成的。非常适用于适配器、台式机以及液晶电视等产品的电源应用。”
为了满足美国最新标准80 PLUS的要求，不少电源厂商，采用的是分别针对几个负载点进行优化，这样做虽然可以满足标准的要求，但却给用户的使用带来一些限制，因为用户无法在实用中确保工作在最佳工作点上。所以，还有待于开发新的动态负载技术来实现更多负载点甚至是连续动态负载上的高效率。
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