嵌入式系统实用电源管理技术应该如何选择?

　　1800今年，人类历史中第一款伏打电池的诞生了。从此电源管理是一个永远都不会过时的话题。一直发展到如今的物联网时代。伴随着消费电子产品的普及。传感器网络需要一种小型化、有极高能耗管理能力的网络小型操作系统。所以工程师门一直在不断寻找降低功耗的方案。今天就由尚观嵌入式培训讲师告诉大家如何为嵌入式系统选择实用的电源管理技术。

　　TI新专利降低产品待机功耗

　　TI高压电源解决方案副总裁SteveLambouses表示，目前闲置装置所消耗的电量，相当于50个大型电厂的年发电总量。另外，有12%~18%的家电或电子产品，即便没有在使用，也是会有电能损耗，因此，消费性电子市场对于低待机电力的高效电源需求量很大。所以TI希望推出一款控制器能够让设计人员用更少的电力执行更多的操作，满足未来的电源需求，实现简化设计及降低系统成本。

　　近日，TI推出新款整合式高压闸极驱动器的新型LLC谐振控制器UCC256301。这款谐振控制器能满足各种AC/DC应用的严格能效标准，包括数位电视、游戏转接器、桌上型电脑和笔记型电脑转接器及电动工具充电器等。UCC256301作为新型高效能LLC 控制器系列中的首款产品，当系统处于全调节输出状态时，其可提供小于40mW 的待机电力，同时还可以保证效能仍高于产能需求;它还具备快速的瞬态回应和健全的故障保护功能，避免终端设备在使用期间遇到断电等突发情况。

　　此外，该产品采用混合迟滞控制技术，这是TI一项新的专利控制方法，能够实现10倍速度的瞬态回应，并将输出电容降低20%，进而加快系统回应时间。同时，该控制器还超越了行为准则(CoC)第二阶段(Tier2)及美国能源部(DoE)6级效能标准，在负载10%时，效率仍高达90%以上，实现更低的待机电力。

　　安森美半导体让移动电源也智能

　　收购Fairchild后，安森美半导体在电源管理IC市场中的优势更加明显。安森美半导体不断跟随市场发展趋势，研发迎合市场需求的产品。现在移动电源成为很多消费者的必备产品，但仅仅具备简单充电功能的移动电源，已经远远不能满足消费者的期望，能够快速充电的电源产品才更受欢迎。

　　安森美半导体为了满足这种需求推出了单芯片移动电源方案LC709501F，可实现功能丰富且更具差异化特性的智能移动电源产品，智能且支持快充，帮助移动电源供应商在市场竞争中处于有利地位。LC709501F支持通过USB2.0全速主机控制器获取移动电源电池信息(如1% 步进剩余电量)、电池温度、电池电流及电池健康指标(电池充放电周期数)，提供电池信息数据显示App用于移动设备，让用户通过移动设备随时知悉所携带的移动电源的各项指标，会大大提升用户体验。

　　只要基于LC709501F的移动电源被连接到移动设备(如智能手机)，应用程序就自动启动，移动电源的详细运行信息及关键参数将显示在智能手机的屏幕，如移动电源电池剩余电量及动画运行、移动电源电池使用时间、剩下的充电时间、电池温度、快充开关按钮等，并且该方案还支持移动电源供应商在该App界面显示其公司Logo。

　　传统的移动电源方案通常包括微控制器(MCU)、低压降稳压器(LDO)、USB检测模块和充电稳压模块等多个元件，需要很长的设计周期，并且还需要软件来处理逻辑和控制功能。LC709501F 将多个元件集成到单个芯片，减少了元件数，实现了紧凑的、超薄的高性能系统，支持平台设计，外置的FET还可扩展充电能力。

　　纳微半导体用新材料应对电源产品挑战

　　纳微(Navitas)半导体公司是2014年新成立的公司，是世界首个且唯一的GaN 功率IC企业。公司发布的新产品AllGaN功率IC，可以大大降低笔记本电脑电源适配器的重量。与硅类功率器件开关速率和能源效率成反比不同，GaN功率IC在提高开关速率的同时，效率不仅没有降低，还有略微提升。这是因为与传统硅类功率器件相比，基于GaN的功率器件具有导通电阻低和能够进行高频操作等特性，这些特性恰恰有利于提高电源单元转换效率，并使电源单元更加紧凑，所以通过GaN 功率IC就可以同时获得无与伦比的速率和效率。

　　如果笔记本电源适配器选用硅类功率器件，尺寸大约为6~7英寸，重量大约为300g，但如果采用AllGaN功率IC，65W 的新设计体积仅为2.7英寸，重量仅为60g，因为AllGaN功率IC可以缩小变压器、滤波器和散热器的尺寸。除此之外，如果使用其他GaN 功率器件，设计中还需要许多元器件、复杂的电路，而使用AllGaN 功率IC，则可以省去很多驱动部分设计，更易于使用。

　　最后尚观君建议嵌入式工程师在日常电路设计中可以从一下角度考虑电源模块

　　第一是隔离还是非隔离?第二是性能优先还是成本先行?第三功率余量留多少?10%、20%还是30%?第四隔离电压是否越大越好?