消费类设备电源设计不断吸纳创新技术
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇消费类设备电源设计不断吸纳创新技术范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
近期，由《电子设计应用》杂志社主办的2008绿色电源暨第五届模块电源与电源管理技术专题研讨会在北京成功举办。业界200多名工程师参与了此次研讨会。会上，来自业界的资深专家和厂商代表同与会者共同探讨了电源技术的现状和发展情况，美国国家半导体、安森美半导体、富士通微电子等公司还带来多个创新方案和应用技术，主要围绕在消费类电子设备方面的应用，从各公司代表的演讲中可以看出，消费类设备的电源设计正在不断吸纳各种创新技术，以面对各种越来越苛刻的应用要求。此外，会上还正式公布了《电子设计应用》2007年度电源产品评奖结果，并举行了颁奖仪式。
将开关电源新技术用于家电节能
数字家庭已经从概念推广阶段向实际应用转变，它离人们的生活越来越近，也是产业链各个环节的厂商都非常重视的应用领域。节能是永恒的主题，因此，将高效的电源技术用于家电设计也就成为了倍受关注的话题。
以上的需求正在促使在通信和计算机应用广阔的新型开关电源和功率因数校正技术向数字家电领域转移。针对于此，中国电源学会常务理事李龙文在会上向与会者推荐了几种先进的应用方案，特别是采用LLC谐振半桥电路作为LCD电视的电源管理方案。他表示，LLC谐振半桥是LCD电视电源的首选方案，其高效率、低EMI、对屏幕干扰小的特性尤为突出，而8引脚的LLC控制芯片可以说是当今的最优方案，因为其在功能实现和简化电路方面实现了非常好的权衡。李龙文还推荐了两个用于LCD和CRT电视的最新应用方案，以及采用准谐振反激变换技术设计的机顶盒电源电路。
要想进一步提升数字家电开关电源的效率，还需要产业各界作出更多的努力，这点对于中国而言尤为重要。目前，我国家电中的开关电源水平还具有很大的提升空间，如转换效率还不够高，普遍低于80％；空载功耗较大，目前在1W～3.5W之间，体积大，平均无故障工作时间短。对此李龙文表示，我们应该更多地学习国外的先进技术和理念，即将节约能源的观念放在第一位，并勇于开发高技术含量的产品。此外，政府要建立严格的管理体制，限制或制止效率不合格的产品上市。
Pw12.0进一步提高集成度
美国国家半导体公司的PowerWise AVS接口PwD技术已经在业界享有较高的声誉，其闭环架构，以及专有的处理器与PMU(电源管理单元)之间的通信及控制接口，显著地降低了动态和静态功耗。APC(先进功率控制器)以IP的形式封装在处理器引擎内，其AVS功能可以使能量效率实现最大化，此外，集成的HPM(硬件性能监控器)可以实现自动的功耗监控和温度补偿，而EMu(能量管理单元)则可对多环控制系统进行响应纠正。
此次研讨会上，该公司带来了该接口的新版本PWI 2.0，它是建立在PWI1.0基础上的，进一步提高了集成度，如将原来处理器引擎中的两个APC集成为一个，与此同时，EMU也由两个提升为一个，这样的高集成度进一步降低了其本身的功耗。
级联方案应对多节锂离子电池保护
由于电池(主要是锂离子电池)本身容量的扩展很难跟上应用发展的需求，特别是数码相机、笔记本电脑、电动汽车，以及正在兴起的UMPC、MID等。单节电池很难满足应用需求，多节电池级联的应用越来越多，因此，电池保护电路的重要性就显得愈加突出。目前，这种保护电路可由单芯片或多芯片级联构成，由于消费类产品的功能不断增多，多芯片级联保护电路凭借其低成本、可扩展能力强的优点，得到了普遍的青睐。与此同时，如何提高多芯片级联保护电路的电气特性，成为摆在设计师面前的首要难题。
此次研讨会上，SII精工电子公司就带来了应对以上挑战的方案，即可满足3节以上电池保护的S-8204，该方案包括用于高侧PchFET控制的S-8204A和低侧Nch FET控制的S-8204B。它可通过充电控制端和放电控制端分别实现充电和放电。并由感测电阻完成过充和过放电流检测。S-8204本身所消耗的最大工作电流为331xA，而省电模式下的最大电流仅为0.1μA，其工作温度范围为-40℃～+85℃，封装形式为16引脚的TSSOP。
S-8204方案在降低成本的同时，允许系统级联更多的电池，并实现了比较好的保护电路系统的电气性能，克服了芯片级联方案在该方面的不足。
面向UMPCIMID的电源IC设计
2008是各种UMD(超移动设备)全面启动的一年，无论是Intel倡导的MID，还是基于ARM内核的CMC，都准备在这一年正式进入市场，其便携性与PC功能的融合，无疑将吸引大量年轻消费者的眼球，市场前景十分乐观。与此同时，影响其应用的一大障碍，即功耗问题困扰着开发厂商，这就进一步引出了提高电池容量以及提高电源管理效率这一话题。
以目前市场上的UMPC为例，其电源管理部分存在的主要问题就是PCB面积偏大，转换效率有待于提升。由于电源呈分散型结构，面积达到了1800mm2，而Intel的LPIA平台要求为700 mm2。此外，对于DC／DC转换器效率的要求也更为苛刻，电源系统整体效率必须在90％以上。
富士通微电子公司向与会工程师介绍了其针对LPIA平台，用于MID产品的6通道降压DC／DC转换器MB39C308系列应用方案。它采用4通道FET内置设置，预设输出电压，针对时序控制，内置数字软启动和软停止功能。该公司的应用工程经理黄健表示，应用MB39C308的电源管理系统为提高转换效率，采用了SingleCoversion+双电池组方案，其效率不仅可以保持在90％以上，而且PCB面积由LPIA平台要求的700mm2降低到了555mm2。
手机背光LED驱动电源技术探讨
目前，各种档次的手机在市场上的竞争已经进入白热化阶段，在提升性能的同时，厂商都在寻找手机成本下降的空间，而基带芯片的价格已由主导市场的MTK、展讯(Spreadtrum)、NXP、TI、Infineon、Freescale等所掌控，模拟技术资深专家颜重光认为，手机周边仅有的电子大件是LCM，因此，LED背光驱动尚有降价空间。手机LCD屏采用LED背光，LED的驱动主要有4种方法：DC／DC转换器、电荷泵、恒流源和LDO。颜重光表示，这4种不同性能的驱动器件带来了不同的性价比，按需而用就有降低成本的空间。
DC／DC升压转换器的最大优点就是效率高，但其开关频率辐射会干扰手机的RF部分。用电容器储存电能的电荷泵因无开关频率辐射，在手机中得到了广泛应用，但其在输入电压低时才显示出高效率性能，当电池电压大于3.3V时，其效率就没有什么优势了，恒流源则是为手机应用而定向设计的，当输入电压低于3.3V时，输出电流急降。颜重光认为，与这些相比，LDO才是手机当中价廉物美的理想选择，通过分析LDO负载电流与压降关系可知，稳压一稳流输出时，负载恒定时流过的电流也恒定，负载电流小于100mA时，其压差仅几十mV，其本身发热量也很低。
因此，通过比较可知，电荷泵、恒流源、LDO作背光使用时，实际效果相差不大，它们的效率在理论上有差距，但在v=4.2V～3.3V时实际使用效率相近，而且最终用户对LCD亮度的细微变化并不敏感，亮度调节实用意义不大。而LDO在功耗和成本方面都有优势，因此，用300mA的LDO作LED背光驱动已是被广泛选用的方案。低成本手机将通话和短信作为主要功能，为降低手机的销售价格和生产成本，LDO作为LED的驱动源是一种新的选择，这样，每部手机平均可降低成本0.08～0.15美元。
固定导通时间控制器优化轻载效率
提高轻载或待机状态下的能效显得越来越重要，多种应用在这方面都有很迫切的需求。传统电源控制器多为固定开关频率模式或准谐振模式，它们在宽输出负载范围下的能效和待机能耗方面的表现不够理想。而固定导通时间(FOT)模式适合极宽的输出功率范围，可以显著改善待机能耗并优化工作能效。
面对以上应用需求，安森美半导体公司中国市场推广经理于辉则向与会听众介绍了该公司的固定导通时间模式、可变关闭时间控制器NCP351。这是一款针对总成本要求较为苛刻的低功率离线反激开关电源(SMPS)应用的电流模式控制器，适于大输出功率瞬态现象应用(如打印机)，具有低启动电流并带有可编程电流感测电阻的负电流感测功能。用此类的控制器替代传统的固定开关频率模式或准谐振模式控制器，不但可以提升轻载条件下的能效，还能减少纹波，且易于应用过载保护(非耗散型)。