电源管理产品呈现五大发展趋势

 
  
   
 
　　在未来几年，电源管理产品的发展将围绕节能降耗展开。电源设计周期加快、低待机功耗、高能效以及减小占位面积的要求正在改变传统的电源设计方法。其发展将主要呈现五大特点。 

　　电源寿命和效率最大化 

电池的使用寿命已经是消费者购买产品时非常关注的一个因素。很多消费者甚至宁愿牺牲一些产品功能，也要选择电池工作/待机时间长的产品。“对于便携式消费类电子产品而言，来自电源的挑战永远都不外乎尽可能地延长电池的供电时间，相信没有哪个消费者愿意购买在电影播放中间需要更换电池的便携式DVD。”Zilker Labs市场营销副总裁Jim Templeton如是说。对此，凌特电源产品市场经理Tony Armstrong也认为，延长电池供电型便携产品中的电池使用时间是推动电源管理市场发展的关键因素之一。 

　　体积和成本最小化 

　　虽然便携产品的体积在不断缩小，成本也在不断降低，但是在保证性能的前提下，体积更小、成本更低的产品必然更具竞争力。如何使电源管理IC的封装越来越小、封装的厚度越来越薄也是电源管理IC要解决的难题之一。而在缩减成本方面，相信没有哪个商家不精打细算，因为利润永远是商家追逐的目标。对此，TI中国区模拟业务销售总监王剑表示，电源管理面临的关键任务之一就是如何最大化产品的性价比。 

　　电压提供多样化 

　　现在的便携产品通常都会集成视频、音频、照相/录像、文件存储等多种功能，比如PMP，能够完成音视频播放、录像和文件存储等工作，手机能够拍照、听音乐和上网等。不同功能的实现都需要不同的电压供应，而且要求电压稳定可靠、干净、高效，这也是电源管理面临的一个挑战。“电源管理系统正在日趋复杂化，一个产品通常会需要5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.5V、1.2V、0.9V和0.7V等多种电压，如何有效地管理多种电压，并且使之互不干扰，是电源设计中正面临的一个难题。”TI的王剑说。NS亚太区便携式设备电源管理产品市场经理罗振辉说：“便携式电子产品的不同系统需要不同的供电电压，而顺序供电是电源管理集成电路必须面对的复杂问题。” 

　　设计时间最短化 

市场竞争的日趋激烈和产品的快速更新换代使得商家不得不在尽可能短的时间内将产品推向市场，以抢占先机。为此，产品的设计周期也从过去的12～18个月变为6个月甚至更短。这使传统的模拟设计人员面临严峻的挑战。 

　　数字电源和模拟电源相结合 

　　数字电源是电源市场特别引人关注的话题之一，对这一新产品业界看法不尽相同。面对便携产品对电源管理提出的诸多苛刻要求，电源业者孜孜以求，不断开拓创新。一方面，传统的模拟电源方案经历了数十年的不断发展完善，在很多应用领域已堪称理想之选；另一方面，在传统模拟方案比较棘手的领域，如减少控制回路的元件数目、增强系统稳定性、实现灵活的可配置能力和通讯能力等方面，电源业者也已经另辟蹊径，冲出了传统模拟技术的樊篱，开始涉足数字电源技术。 

　　在简单易用、参数变更要求不多的应用场合，模拟电源具有优势，因为其应用的针对性可以通过硬件固化来实现；而在可控因素较多、实时反应速度更快、需要多个模拟系统电源管理的复杂高性能系统应用中，数字电源则具有优势。 

　　更高集成度的模拟电源系统以及更先进的数字控制系统将是新一代电源管理技术的发展趋势。衡量模拟电源性能的重要参数如PSRR、效率、静态电流、外置元件体积等都有进一步改善的空间，而无源元件则应置于芯片内或完全不用。未来的电源管理系统必须采用高速数字控制接口才能满足不断提高的频率要求。 

　　目前的许多“数字电源”和“数字控制电源”最简单的含义是通过数字接口控制开关稳压器，这可能包括通过I2C或类似的数字总线控制输出电压、开关频率或多通道电源的排序，启动、裕度控制、加电和断电排序等等都可以通过一个或多个数字信号控制。实际上，目前市场上的很多电源管理集成电路都以这种方式工作，通过数字接口控制模拟开关稳压器。 

　　第二个含义是给前面的定义加上所谓的“数字遥测”。在这种情况下，提供额外的控制功能以监视开关电源的状态，如温度、输出电流、输入电流、输入电压和输出电压等，并根据需求或者周期性地向主机报告。ID标记、故障状态信息甚至时间标记事件等其他信息也可以存储在片上非易失性存储器中，并在将来某个时间报告这些信息。具有大量数字集成电路的高端系统是这类数字电源的目标市场，而较低成本的消费类产品可能不需要这样的电源。 

　　第三个也是最野心勃勃的数字电源含义是用数字电路彻底取代开关稳压器中的所有模拟电路。据说这样将使开关稳压器更容易设计、配置、稳定、调节和销售。更进一步的理由是，通过编写几行简单的代码，一个核心数字电源集成电路就可以配置成升压稳压器、降压稳压器、负输出、SEPIC、反激式或正激式转换器，但是从根本上来说，电源是模拟的。甚至用ADC和DSP取代误差放大器和脉冲宽度调制器的数字开关稳压器也仍然需要电压基准、电流检测电路和开关或FET驱动器。此外，电感器、变压器和电容器在实现数字电源时也是不可或缺的。所以数字电源难以摆脱模拟电路，最终还是一个与模拟电源相结合的结果。