电源管理

关键词： 增长 数字 电源 管理

电源管理（精选十篇）

电源管理 篇1

数字电源增长可期

数字电源十年前发展起来，目前颇引人关注。据i Suppli[1]分析，过去五年来，数字电源技术一直处于电源市场的中心，未来五年数字电源市场的年复合增长率 (CAGR) 为45.3%。2008年来, 发生了几次重要收购, 英飞凌收购了Primarion公司, Intersil收购了Zilker Labs, TI收购Ciclon公司, Exar收购了Fyre Storm的知识产权。

Intersil公司中国区总经理

2008年刚刚收购专业数字电源厂商Zilker Labs的Intersil对数字电源的发展非常乐观：“我相信数字电源总有一天会取代模拟电源。不过，这将是一个很漫长的过程。因为这里涉及到很多因素，包括成本，还有所有模拟电源的性能是不是数字电源全部能够做到，使得最后模拟电源无法跟数字电源比拟。”Intersil公司中国区总经理陈宇说。

电源领域现在受到了很多不同于传统的挑战，其中最重要的几个方面有：

●在高密度的应用上所面临的散热和占板空间的挑战，例如在多电压域或宽负载范围内仍要保持高效、快速的瞬态响应，墙上电源有限等问题。

●复杂的电源管理需求。现在的工程师在设计时，会大量采用DSP、ASIC、FPGA等，这就对电源管理提出了排序要求、上升沿控制要求和系统可靠性的要求等等。

●系统可靠性的关注。

数字电源可谓解决这些问题的一个很好的途径。

一个芯片，多种方案

今天，有两种形式的数字电源主导市场：

●数字电源管理器 (DPM) ，使用数字信息来管理电源系统及其中电源的整体运作;

●电源数字控制器 (DCP) ，使用数字技术来控制电源单元内部的功率开关功能。目前DCP已经成为了主导技术。

例如，Intersil-Zilker Labs提供了一个智能化的数字电源管理解决方案，产品很有特点体现在：首先，可以在负载很宽的范围内提供高达90%的工作效率;其次，解决方案非常灵活，可为客户提供了一个完全数字化的电路，客户可以根据自己的需求在芯片内部做配置，Intersil-Zilker Labs也可以根据客户的要求在生产芯片的时候就为客户完成这个配置;最后，产品具有高集成度 (如图1) 。

具体来说，在高集成度方面，传统的模拟解决方案一般都需要限流电路、回路补充电路、时钟同步、高精度的检测电阻和输出电压的配置等周边电路或器件。但在数字电源解决方案中，上述功能可全部数字化后集成在一块芯片中。

数字电源解决方案的另外一个优势是设计简单：同一块IC可以适合很多不同的应用，从3A到40A，只需要把输出端的MOSFET和电感电容调整好就行。所以当工程师做出一套解决方案之后，可以很容易地扩展到其他规格要求的解决方案上。所以可实现“一个产品设计，多套解决方案”的目标，可以大幅缩短产品开发时间。

数字电源目前适合高端应用

i Suppli认为，数字电源增长最快的领域将是高端服务器、数据通信和电信市场，预计笔记本电脑和显示卡等低端计算市场将随后加快增长。

“尽管数字电源能够为客户减少元件的数量，因此整体的成本会更便宜，”Intersil亚太区业务副总裁Kent Chon认为，“但这并不意味着数字产品要比目前的模拟产品总体成本低。Intersil有两种模拟产品，都是非常低端的模拟产品，特点是低功耗，价格在0.5-1美元之间。”Intersil-Zilker Labs的数字产品一般针对的不是这类低端模拟应用, 而是高端电源模块, 如3A、6A、10A和40A。在低端产品上, 数字电源产品要比低端的模拟电源产品贵。

Intersil亚太区业务副总裁

“在瞬态响应、输出的精度方面，数字电源和模拟电源还有些差距，”陈宇补充道，原理上，模拟可以做得非常精准。所以客户在选择模拟与数字时，需要有个评判：更在乎空间小，还是更加精准，还是成本。

高功率晶体管的发展趋势

英飞凌 (Infineon) 6月在华首发了高性能功率晶体管CoolMOS C6，比较注重成本的降低。英飞凌是高功率晶体管的领先厂商，其产品特点具有一定代表性。英飞凌科技奥地利有限公司全球开关电源高级市场经理Thomas Schmidt介绍了600V C6的特点。

首先, C6的成本比C3低, 成本主要取决于芯片尺寸的大小, CoolMOSC6硅片变得更小, 并采取新的封装技术来降低成本。在单位封装方面, 以T220封装为例, 其他品牌类似产品的导通电阻大约是380mΩ, 而英飞凌C6现在做到最好的是99mΩ。如果竞争对手为实现同样的导通电阻需要应用TO-247封装, 成本将会增加。英飞凌在TO-247封装方面能做到45mΩ, 而其他品牌难以做到这么低。在硅片方面, 尺寸和功率往往成正比, 如何平衡两者的关系?要做到小硅片，英飞凌通过做到降低损耗来达到平衡。如果损耗跟之前一样，那是没有竞争力的。

英飞凌全球开关电源高级市场经理

其次，在电源工作频率方面，英飞凌的MOSFET开关频率可以提高到250kHz～400kHz。如果用其他品牌的超级结结构的MOS，会产生大的损耗。但如果采用CoolMOS，可以实现频率超过250kHz。当然开关频率越高，损耗越高，例如超过450kHz以上，就要采用零电流、零电压等软开关架构，英飞凌的方法是配合二极管去实现。

英飞凌的C6主要替代C3，特点是成本更低。英飞凌没有C4系列，因为4在中文里有不好的寓意;英飞凌把其C5系列实际命名为CP。CP的开关损耗是最低的，所以C6不能代替CP, CP更适合在更高效的电源产品中。

提高开关频率的方法探讨

在实现过程中，是否不再需要采用谐振的电源架构?Thomas认为，准谐振要求不能太高，如果是二三百瓦就不推荐了。当输出功率越高，电流就越大，导通损耗则越高。如果没有一个低导通电阻的MOS，导通损耗会很大。由于CoolMOS的导通电阻较低，可以降低导通损耗。另外，CoolMOS里面的输出电容很低，该参数是影响开关损耗最大的因素。如果输出电容量低，累计损耗就低。采用谐振的设计，也需要通过对输出电容进行通电放电，也会产生一定的损耗。因此，如果是用传统的MOS进行设计，损耗会很高。

输出电容对电路本身有影响，那么输出电容降低后是否对线路性能也有影响?Thomas说，将输出电容降低不会影响电路的性能。但开关频率提高，输出电容会和PCB (印制电路板) 寄生的电感等参数会产生谐振，会产生些尖峰。工程师应该关注这一点，不管提高还是降低，都需要知道寄生参数的影响。所以，在做PCB布板的时候，需要了解如何将其优化。如果没有这些配合，不可能把开关频率提高。仅仅改变参数，是不会对电路产生影响的。

而且C6的开关频率由用户自行设定。MOS的开关频率是从PWM来确定的，100kHz、150kHz或200kHz都可以。

如果频率到了100kHz以上，那总体损耗是否由开关损耗来决定?其实，工程师选多大的开关频率去做设计主要基于以下几点：成本、效率和大小。只要将开关频率提高，诸如电容等被动器件的体积就可以变小。但导通损耗一定会存在，永远是越低越好。对于功率半导体来说，导通电阻和寄生电容是成反比的，一个高，另一个势必就低，但我们可以将两者达到一个优化点。

英飞凌的方向是在降低导通损耗的同时又降低开关损耗。公司提倡的FOM参数就是体现这个方向。导通电阻越小的开关管，由越多的MOS胞元并成。寄生出来的电容也就越多，也就会增加越多的开关损耗。这就要工程师在开关损耗与导通损耗间找个平衡点。

那么，以开关损耗为主时，器件的总体损耗会高出很多吗?答案是由于寄生参数变低，就会降低其开关损耗，每一次充电放电的能量损耗和每一个开关的损耗都会降低。但如果将开关频率继续提高，还是要考虑很多方法去控制其损耗。

电源管理的发展趋势

电子设备的电源从模拟改成开关已经迈出了一大步，今后只能略微提高一点效率[2]。不过，负载的用电效率也大有潜力可挖，这些负载包括各种处理器、存储器、背光源甚至电动马达等，电源管理集成电路 (PMIC) 在此大显身手。

电源管理系统实现了将电源电压和电流转换成所需电压和电流的功能, 同时管理这些电压在相关负载上的分配。电源管理系统可以由一些次级模块, 如降压转换器、升压转换器和LDO组成, 但是电源管理系统的智能化将其与分立化的解决方案区分开来。

欧胜电源管理工程部总监

在绝大多数情况下，将由PMIC或电源管理单元 (PMU) 为一个复杂的器件供电，如一个应用处理器，为了满足这个处理器的各种需求，PMIC将需要某些形式的智能来实现供电，且无需任何来自于处理器的“帮助”，所需的基本功能之一是按照一个特定序列提供各种电压的能力;PMIC的另外一个重要功能是能够使处理器转换到低功耗状态的能力，从而节省电池/电源能量，加以迅速唤醒处理器的能力，确保用户体验质量。

在便携式产品中，PMIC的应用尤为突出 (图2) ，电源管理市场目前以手机为主导，占据了总体有效市场的60%以上。市场调查公司Venture—Q的研究报告表明，预计2008～2013年全球便携式设备数量的复合年均增长率为12%，即从20亿部增长到34亿部，这些设备将推动PMIC的多样化和性能。

因此，很多模拟芯片在P M I C市场开拓。例如9月底，英国欧胜 (Wolfson) 微电子公司宣布推出一款高集成度的电源管理解决方案WM8320，为基于ARM处理器等架构的便携式多媒体设备提供最大化的处理器性能和更长的电池寿命，尤其适用于上网本、移动互联网设备、智能手机和数码相框等应用。

资料来源:Venture-Q

欧胜电源管理工程部总监Dave Smith说，对于系统工程师而言，设计出可提供高性能多媒体体验的、更小体积和更高效率的电源管理解决方案是一种挑战。

WM8320的突出优势是结合了欧胜专有的Buck Wise稳压器技术，使其PMIC能够处理用户开关不同的产品功能时在电源需求方面的切换。Buckwise稳压器技术提供良好的瞬态性能，消除经常因电源需求的快速变化而导致的供电输出的扰动，而无需添加额外的高值外部元件，或者将处理器速度降低来减少负载电流。WM8320还可用于那些无系统电池的应用中，例如机顶盒。

“通过使用WM8320，消费电子制造商可采用如SMT片式电感等更小的元件来代替昂贵的、分立的大体积绕线电感器，”Dave说，“因此可极大地节约成本，也因此可以比前几代解决方案减少25%以上的占板面积。”

WM8320带有4个直流-直流 (DC-DC) 同步稳压器，分别是两个带有Buck Wise技术的1.2A稳压器和两个1.0A稳压器。两个1.0A稳压器可以组合在一起生成一个联合1.6A输出，以支持大容量存储体，或者为提高效率而用来预调节任何内置于WM8320的10个LDO。

这种增强的瞬态功能还可以降低功率，使处理器能够运行在更低的电压上，提高功率效率。系统设计师们可以选择将处理器功耗减少最多达25%，超过了之前几代稳压器，或者将处理器速度提高最多达25%。因此，如智能电话设计师可以帮助用户实现更长时间的多任务应用，同时保证高质游戏、音乐播放和视频分辨率不受影响。

已申请专利的EEPROM接口技术将设计过程的灵活性实现了最大化，允许产品设计师根据需要对PMIC的“一次性可编程”存储进行任意次覆盖和改写，同时在启动顺序和电压电平方面完善其设计。由于产品开发和移植的需要可以很方便地满足，使WM8320和WM83xx系列成为一项不会过时的选择。

2011年电源类半导体市场达250亿美元

据Gartner在2009年5月的报告指出，2008年仅便携式设备中的电源类半导体产品年收入超过了140亿美元，数量达260亿块以上，约占总的模拟芯片年收入的40%。到2011年，电源类半导体产品将是一个250亿美元的庞大市场，其中分立电源元件将占据该市场的50%，电源管理芯片是一个60亿美元的市场，另外的60亿美元被其他分立和集成稳压器占据 (图3) 。

可见，电源设计在电子产品中的设计将举足轻重。对于系统工程师而言，设计出可提供高性能、更小体积和更高效率的电源解决方案是一种重要挑战。

摘要：2011年, 电源类半导体产品将是一个250亿美元的庞大市场。本文介绍数字电源、功率器件与电源管理的部分发展趋势, 及典型企业Intersil、英飞凌与Wolfson的产品动向。

关键词：数字电源,电源管理,电源模块,Intersil,英飞凌,Wolfson

参考文献

[1]Vukicevic M.数字电源还活着吗? (R/OL) . (2009-9-8) .http://www.21ic.com/news/power/200909/47215.htm

[2]吴志民, Lai T, Schmidt T, et al.电源与电源管理技术发展趋势[J].电子产品世界, 2009 (7) :21

[3]茅于海.为黑电节能的D类功放和LED背光.模块电源与电源管理技术专题研讨会[C].北京:电子技术应用, 2007

[4]欧胜宣布其电源管理产品线又推出新品 (R/OL) . (2009-9-28) .http://www.eepw.com.cn/article/98622.htm

从关机失效学用电源管理 篇2

您会直接按下电脑机箱上的电源按钮关机吗？这样做不是绝对不可以，但这样做存在一定的危险性，有时该按钮还会“失效”。

电源按钮并不一定代表“开关机”

按下主机电源按钮关机，只有在相应设置的情况下进行才合理。也就是说，只有当电源按钮代表了“关机”功能时，这样的关机操作才是恰当和安全的。难道电源按钮还有别的功能不成？是的！有时强行按下机箱电源按钮无法关机，就是因为它已经不代表关机功能了。让我们进入“电源设置”看个究竟。

在默认情况下，电源按钮的定义为“关机”，按下电源按钮等同于执行关机命令。但是，在Windows 10的电源按钮设置里，提供了除“关机”之外的4种功能设置：“睡眠”、“休眠”、“关闭显示器”和“不采取任何操作”。如果您发现按下电源按钮后，只是关闭了显示器，主机和硬盘还在工作，那很可能是选择了“关闭显示器”；若是按下电源按钮后显示器、硬盘、机箱风扇等都停止了工作，但机箱睡眠信号灯还在闪烁，则说明选择了“睡眠”，这时只需再按一下电源开关，就会恢复到原工作环境；如果按下电源按钮后，电脑没有任何反应，则很可能是因为选择了“不采取任何操作”选项。

睡眠按钮作用也可改变

除了电源按钮外，不少电脑主机上还有一个睡眠按钮。顾名思义，这个按钮的作用就是让电脑进入睡眠状态，节能用的。但是，这个按钮的功能也不是一成不变，同样可以通过将其定义为“不采取任何操作”让其失效，也可以将其作用改为休眠或关闭显示器。

掌握多种关机方法

关机方法除了可以按部就班地使用开始菜单命令和机箱按钮外，还有许多方法可选。在当前工作环境下，通过Ctrl+Shif+Del组合键激活控制界面选择关机；也可以通过Win+L激活锁屏界面然后选择关机；还可以通过Win+R激活文本框输入shutdown -s命令直接关机。如果其他关机途径失效，您不妨可以试试这些方法。

关机与“快速启动”的关系

关机与开机看似两个相反的过程，但它们也存在某种必然联系。这次的关机可为下次开机创设条件，但也可为下次开机埋下祸根。说到这里，不能不提及“快速启动”，这是一个在Windows 8以后加入的新功能，开启这一选项后，关机时会将一些系统启动所必要的过程和数据保存在一个系统临时交换文件中，当下次开机时会从这个文件直接恢复数据，从而加快开机速度。要实现快速启动，需要在电源选项中开启该功能。

高效电源管理方案 篇3

关键词：高能效,电源管理,能源效率

消费者需要安全的生活环境，并希望充分发挥创新潜能以保护我们的地球。消费需求正在驱动着一个全新的市场发展大趋势，关注的焦点是再生能源、医疗诊断与检测设备以及无处不在的个人移动设备等。

低能耗高效率是电子产品市场追求的目标。为了更好地保护能源，人类在减少能源消耗的同时还要努力提高能源使用效率。2009年电子产品市场的主流仍然是低能耗高效率。为此各个半导体厂商开发出不同的高能效电源解决方案，下面简介一些高能效电源管理方案。

自适应电压调节技术

美国国家半导体 (N S) 的PowerWise是高能源效率产品系列，采用自适应电压调节 (AVS) 架构。AVS可以利用电源管理技术调整供电电压，也可以利用内部供电调整技术调整输出，确保数字C M O S逻辑电路的功耗可以大幅减少;A V S可以主动监视数字电路的工作情况，并根据其实际用电需要提供适量的供电。AVS比传统的固定电压系统节省高达64%的耗电 (见图1) 。

举例说明PowerWire系列产品的一个高效率应用方案。许多应用要求输入电压范围比较大 (如汽车应用，汽车电池一般为12V或24V，在尖峰情况下可能会达到40V) 。由于输入电压很高而输出电压很低 (或输出电流很高) ，因此需要使用大降压比的转换器。具有大降压比和低输出电压特性的功率转换器一般采用两级转换，第一级转换是将高输入电压转换为中间电压，第二级转换则将中间电压转换为需要的低输出电压。效率是两级转换器所需关注的一个主要问题。尽管个别级的转换可以达到较高的效率，但是整体效率却可能很低，整体效率仅在60%～70%左右，因为整体效率是各转换级效率之乘积。

与两级转换相比，宽输入和低反馈电压的同步降压转换器具有更高的效率，例如NS公司的LM3103 (属于PowerWire系列产品的一款产品，输入电压可高达42V，输出电压可低至0.6V) 单级转换效率比两级转换器的整体效率高出5%～10% (图2) 。LM3103的应用电路示于图3。

数字降频技术

在能源问题受到越来越多广泛关注的今天，大部分电源标准不仅规定了满载时的效率，而且还规定了整个负载范围的平均效率，例如Energy Star2.0规定的平均效率为87%。数字降频方法可以更方便地提高平均效率。

准谐振反激式变换器的开关损耗比固定频率的反激式变换器低，而且EM1性能更好，所以这种变换器得到广泛的应用。准谐振反激式变换器面临的挑战之一是其开关频率随输出功率的下降而上升。这低消了通过准谐振方式工作而带来的效率提升，特别是在中等负载或低负载条件下。为了解决这一问题，英飞凌的准谐振PWM控制器ICE 2QS02G采用了数字降频方法。此器件同时采用数字信号处理电路和模拟信号处理电路。数字信号处理电路包括一个加/减计数器、一个过零信号计数器和一个数字平均器;模拟电路包括一个电流测量单元和一个平均器。导通和关断的时间点分别由数字电路和模拟电路决定。在满载和轻载条件下，数字降频使MOSFET分别在不同的过零信号点导通。在轻载工作条件下，开关频率被有效地降低到一个相当低的水平，同时开关动作仍有效进行，从而确保了轻载时的高效率。为了验证数字降频方法对提升效率所具有的效果，英飞凌设计了两种采用ICE2QS02G且不带同步整流的准谐振反激式变换器原型，其效率测试结果示于图4。从图4所示效率测试结果可以看出，采用数字降频方法可以显著地提高系统的综合效率，从图4 (b) 还可看出采用CoolMOS 800V的方案甚至在低电压和高电压两种条件下都达到90%的超高效率。

多相变换器

预测到2010年处理器将工作在1V和100A，到2020年希望处理器的电源电压将是0.7V和更高电流。处理器工作在1V, 100A (或更高) 和GHz频率时的高效电源管理 (采用当今的元件和技术可达到的效率为70%～80%) 成为设计人员面对的困难任务。

可以满足当今处理器电源要求的唯一拓扑是多相开关模式变换器。这种拓扑采用两个或更多相同组合单元，把这些单元的输出连接起来，其输出是所有单元输出的总和。随着工作电流要求的增高，需要有更多的单元 (相) 。一个最佳的设计需要折衷考虑相数、每个相的电流、开关频率、成本、尺寸和效率。更高的输出电流和更低的电压，需要更严格的输出电流调整。多相设计可采用几种实用的方法。

●采用带集成MOSFET驱动器的PWM控制器IC。然而，片上栅极驱动器产生的热和噪声会影响控制器性能。级连这类芯片以增加更多相是不现实的。用这种配置实现精确的电流均分是困难的，这种方法三相是限制相数。

●采用分离的控制器和分离的栅极驱动器，使PWM控制器与栅极驱动器的热和噪声隔离。然而，电流均分会更复杂，因为电流感测信号路由到控制器;另外还有控制器-驱动器延迟，这是因为它们是分离的IC。

●采用带集成栅极驱动器和内置同步及电流均分的控制器。这种方法只允许偶数相数。然而，片上所产生的驱动器热和噪声可能会降低控制器性能。

上面所述三种方法在选择相数中不能提供所需的自由度。理想的方法是一种可伸缩的拓扑，它能容易地增加或去除任意多相单元，必须能够在分布的相单元中相等地均分电流。

●DrMOS。配置小尺寸、可伸缩多相变换器的一种方法是采用DrMOS (Driver-MOSFET) 模块 (图5) 。DrMOS模块包括驱动器和功率MOSFET，设计用于多相变换器。Fairchild公司的FDMF8700是一款支持Intel的Dr MOS Vcoredc-dc变换器标准、用于大电流同步降压应用的FET加驱动器的多芯片模块。这是一个完全集成的功率级方案，它替代一个12V驱动器IC和三个N沟MOSFET，与分立元件方案相比节省板空间50%。Fairchild家庭的DrMOS多芯片模块还有FDMF6700、FDMF8704、FDM8705。图6示出由FDMF8704和PWM控制器组成的四相电压稳压器电路。Renesas公司的RZJ20602NP集成一个驱动器IC和高、低端功率MOSFET在56引脚QFN封装中，它工作在高达2MHz开关频率、最大输出电流40A，工作在1MHz、VIN=12V、VOUT=1.3V时最高效率接近87%。

负电荷泵架构

效率的提高对蜂窝电话这类应用显得尤为重要，更高的效率相应具有更长的通话时间。

蜂窝电话背光是功耗的主要部分。理想情况下，设计人员希望在不损失任何效率的前提下采用全部电池电压直接驱动 (即1倍压模式下没有压降) 白光和RGB LED。显然要实现这一目标，采用电池和LED之间的正电荷泵是不可能的。这种配置架构在电源回路中产生一个额外的压降，降低了LED上的驱动电压。当驱动电压不足时，电荷泵打开。因此，正电荷泵开始工作的电压较高，降低了效率。采用1倍压模式将延长电池的使用寿命。但要实现零压降，典型的方案需要去掉正电荷泵，对于这种架构来说这是不可能的。

一般方案并不为各个LED分别供电。电路监控所有LED输出。当任意一个LED电流低于预设值时, 正电荷泵打开。当系统LED正向电压存在较大不匹配时, 最高的LED VF (正向压降) 将触发电荷泵对电池电压进行升压。这样, 那些具有较低VF的LED所对应的电流调节器将消耗额外的电压和功率。因此, VF越不匹配以及LED数目越多, 功耗就越大。可视电话、智能手机和多媒体播放器采用五路或更多LED, 不匹配问题将进一步加剧功耗问题。

Maxim公司的MAX8647负电荷架构消除了电池至LED之间的线路阻抗。因此，当电池放电时，该器件延迟1～1.5倍压模式之间的切换。自适应切换技术分别对各个LED供电、调光和稳流。该新技术将LED效率提高12% (图7) 。

交错式临界导通PFC

“能源之星” (Energy Star) 和“电脑节能拯救气候行动” (Climate Savers Computing Initiative) 要求数字电视、台式电脑和入门级服务器、前端电信系统的电源系统具有高效率低功耗。飞兆半导体的交错式临界导通 (Interleaved Boundary Conduction Mode) PFC (功率因数校正) 控制器FAN9612采用交错方式能为AC-DC电源提供超过96%的效率其额定功率范围100W～1000W。它采用两个并连180°相差的升压功率级。由于FAN9612采用交错方式，并在所有运作条件下都保持两个功率级精确的180°相差，因此能够降低导通损耗;其自动切相功能使轻负载下仅有一个通道运作，将功耗减至最小;其谷底开关 (Valley switching) 技术将MOSFET开启损耗减至最低。这种交错式临界导通PFC为绿色电源提供高效率AC-DC电源，采用FAN9612的PFC电路示于图8。

结语

低能耗高效率是电子产品追求的目标。人们在减少能源消耗的同时，还要努力提高能源使用效率。为此涌现出各种不同的高能效电源解决方案和技术，这包括自适应电压调节技术、数字降频技术、多相变换器、负电荷泵、交错式临界导通模式等。随着消费需求、节能和电子设备必须遵守强制性能效规范，必将会涌现出新的低能耗高效率电源管理方案和技术。

参考文献

[1]http://www.national.com/powerwise

[2]Mao MP, He Y, Jeoh MK, 用于准谐振反激式变换器的新型数字系统解决方案[J].精选实用电子设计100例, 电子产品世界, 2008.12

[3]Man KT, Wong KL.如何设计面向大降压比应用的同步降压转换器[J].精选实用电子设计100例, 电子产品世界, 2008 (12)

[4]鲁冰.先进的便携电源方案[J], 电子产品世界, 2008 (2)

[5]Davis S.High efficiency challenges power-management design[J], ELECTRONIC DESIGN, 08 (3)

电源管理密码的设置 篇4

方法

在Windows XP中为电源管理功能设置密码的步骤如下。

1、在【控制面板】的窗口中双击【电源选项】图标打开【电源选项属性】对话框，

2、切换到【高级】选项卡，选中【在电脑从待机状态恢复时，提示输入密码】复选框。

3、然后切换到【电源使用方案】选项卡，在【系统待机】下列表框中选择系统进入待机的时间(即电脑无操作的时间)，最后单击“确定”按钮即可。

注意事项

便携式应用的电源管理趋势 篇5

只要想一想数码相机(DSC)。MP3播放器、GPS接收器。个人数字助理(PDA)等产品的情形，就能理解这一点。这些产品大多数都能用AC适配器、通用串行总线(USB)电缆或锂离子电池供电。不过，管理和控制这些电源之间的电源通路却带来了极大的技术挑战。直到最近，设计师们一直设法用大量MOSFET、运算放大器以及此类元器件来个别实现这一功能，但他们一直面临着巨大的热插拔问题和可引起严重系统问题的大浪涌电流。

大多数由电池供电的手持产品都采用专用集成电路(ASIC)来满足电池充电、电源通路控制、提供多个电源等需求，以及实现真正输出断接、准确USB限流等保护功能。采用这种方法的原因很明显：可以用单个器件满足所有电源管理需求。然而，这种做法也存在一些缺点。首先，ASIC采用特殊芯片制造工艺制造，难于最大限度地提高每项电源管理功能的性能。其次是从订货到交货的时间较长，这与ASIC的定义和开发有关，此问题在当今这种动态而设计周期短的时代变得更加重要。一个电源管理ASIC从概念到交货的生产时间超过一年半是常见的事。在这么长的时间里，特定产品的设计需求可能已改变了3次或更多。

以MP3播放器为例，从十几家制造商的多种MP3播放器可看出，这些产品的特点和功能存在共性，可用专用标准产品(ASSP)来实现．而且没有用单一芯片制造工艺制造集成电路常常产生的那种性能损失。就这些应用而言．凌特公司的LTC3455代表着高水平的功能集成。

采用4mm×4mm QFN封装的LTC3455无缝地管理AC适配器、USB电缆和锂离子电池之间的电源通路，同时符合USB电源标准。仿佛这还不够，LTC3455还具有一个全功能线性锂离子电池充电器，可提供高达800mA的充电电流，另外还有两个高效率的同步降压型转换器，能产生大多数USB外部设备需要的低压轨。此外，LTC3455还为微处理器提供加电复位信号、为存储卡供电提供热插拔(HotSwap)输出以及提供一个适合用作低电池电量比较器或LDO控制器的自由增益构件。

LTC3455的电源提供方法与属于充电器馈送型系统的现有电池和电源管理集成电路不同。在这类系统中，外部电源不直接向负载供电，而是用适配器或USB端口给电池充电，然后再由电池向负载供电。如果电池已经深度放电．那么电源电流要经过一个延迟时间才能到达负载。这是因为在电池获得所需的最低充电量之前不能向外供电。LTC3455去除了这一延迟，这样AC或USB电源一接上，手持产品就能加电。此外，该芯片将利用任何未被负载使用的可用电源给电池充电。

功能丰富、由电池供电的新型手持产品的另一个关键趋势是用开关电源代替线性稳压器以延长电池寿命。不过这个趋势导致了另一个设计问题， 因为很多手持产品的电路板上都有噪声敏感高频电路以及敏感射频接收器。噪声发生器(开关电源)和噪声敏感电路在一起可能产生干扰。

传统的解决办法是让产生噪声的电路远离对噪声敏感的电路。不过，在今天的手持产品中，例如在智能电话中．元器件排列如此紧密，以至于不可能再用这种方法了。由于成本和尺寸的原因，求助于屏蔽也不实际。传统的开关电源将噪声能量集中到窄带谐波中。不过，如果这些谐波中的一个碰巧与敏感频率(例如．接收器的中频(IF)通带)重合，就有可能产生干扰。这就迫使集成电路制造商设计在输入和输出都具有低噪声以及具有低电磁干扰(EMI)辐射的产品。

一种已经成功运用的降低噪声的方法是让DC／DC转换器的系统时钟产生高频抖动。这种方法以及由此产生的扩频工作允许用伪随机数(PRN)序列调制开关频率，以消除窄带谐波。一个在片上实现扩频工作的集成电路例子是凌特公司的LTC3251。LTC3251是一个500mA高效率，低噪声、无电感器型降压DC／DC转换器。LTC3251的扩频振荡器用来产生每个周期的时长都是随机但频率固定在1MHz至1．6MHz的时钟脉冲。这样做的好处是将开关噪声扩展到较宽的频率范围上。

最新的“智能”蜂窝电话允许Web浏览，无线传输电子邮件，拍照片、播放流式视频甚至玩游戏。一个处于萌芽期的趋势是，蜂窝电话中还包括一个使电话具有高容量存储能力的微型硬盘驱动器(HDD，盘片直径小于1英寸)，从而使这些智能电话还能作为MP3播放器使用。不过．要把这些功能塞进一个外形尺寸已经受限的产品中，同时还要获得更长的工作时间，智能电话制造商无疑面临着越来越大的压力。

从图1所示的智能电话方框图中很容易理解，功能越多，在不同的功率级上就需要越多的低压输出轨。蜂窝电话中的主电源轨过去常常是3．3V的，而较新的蜂窝电话设计采用1．5V主电源轨的情形越来越常见了。原因很清楚．大多数数字大规模集成(LSt)IC都工作在1．5V或更低的电压上。说明这种情况的两个例子是需要1．375V电压的基带芯片组和需要1．2V电压的应用DSP(用于视频处理)。

很明显，由于受到空间、效率和成本因素的制约，用负载点(POL)DC／DC转换直接把3．6V的锂离子电池标称输出电压降至上述较低的电压是不现实的。因此，设计师们转而选择采用两步转换的方法。他们先用高效率降压型转换器将锂离子电池电压降至1．5V。然后，从这个1．5V主电源轨．他们可以简单地用非常低压差(VLDO)稳压器为低压数字LSI集成电路供电。由于标称工作电流较低以及低压轨之间的转换效率可以达到80％～90％．所以两步转换方法在很大程度上是可能实现的。例如，在从1．5V降至1．375V以便为基带芯片组内核供电时，效率为91．7％。

在现代蜂窝电话中更加流行的功能是具有拍摄高分辨率静止图像和视频图像的内置数字相机。相机性能的提高也导致对大功率白光光源的需求，以使相机可在室内或昏暗环境中使用。广泛用于为彩色显示屏提供背光照明的白光发光二极管(LED)已经成为配备相机的蜂窝电话中的主要光源。白光LED拥有能够满足现代蜂窝电话设计师所要求的各种特点，如小尺寸、高光输出、可提供“闪光灯”和持续“视频”物体照明等。高输出功率LED一直专门用作各种集成相机灯。这些专门的相机LED非常适用于完成物体照明任务，但是它们也是极大的电池功耗源。

虽然用大功率LED产生可见光这一基本任务很简单．但是如果不改善现有设计．那么实现高性能电源和电流控制解决方案却是非常困难的，凌特公司的LTC3454是专门用来优化效率、准确度和大电流相机灯应用中LED电流控制的新产品之一。

LTC3454是一种同步降压—升压型DC／DC转换器，为

由单节锂离子电池输入产生高达1A电流以驱动单个大功率LED而优化。该器件视V_IN和LED正向电压的不同，自动在同步降压、同步升压和4开关降压一升压模式之间转换。在整个可用锂离子电池电压范围(2．7V～4．2V)内可实现高于90％的P_LED／P_IN效率。

新出现的3G W-CDMA应用具有高速数据链路(也称为“高速下行链路分组接入”)，因此与其前一代相比，这些应用产生了一些独特的电源需求。为了获得最高的数据传输速率，射频功率放大器(RF PA)需要4．2V的标称输入电压。由于锂离子电池大多数情况下都是3．6V，因此当用锂离子电池为这些应用供电时，需要升压功能以获得4．2V电压。传统上，能够获得的最高电压是电池电压减去集成电路中集成的旁路晶体管上的100mV～200mY压降。当蜂窝电话改变到话音模式时．射频功率放大器需要更低的电源电压，通常为1V左右。提供这些电压一般来说是不难的，但是这里有一个潜在的问题，即电源必须能够在不到25μs的时间内从4．2V迅速转换到1V(反之亦然)。蜂窝电话从备用模式转换到发送模式时，也需要这么快的转换率，反过来也是这样。这就排除了SEPIC转换器或具开关LDO 的升压型转换器这类解决方案，因为这些解决方案不能在低于25us的时间内在高速数据模式和话音模式之间转换。

不过，凌特公司的LTC3444同步降压—升压型转换器已经为用于3G W-CDMA应用而进行了优化。它可以用单节锂离子电池向0．5V～5V之间的输出提供高达400mA的持续输出电流。LTC3444独特的降压—升压型设计使它能够用高于，低于和等于输出电压的输入电压工作。为了获得最高的数据传输速率，射频功率放大器需要4．2V标称输入电压。由于锂离子电池大多数情况下都是3．6V，因此当用锂离子电池为这些应用供电时，需要升压功能以获得4．2V电压。这种升压能力使得LTC3444对其前一代产品和所有同类器件而言都是独一无二的，这些同类器件采用旁路晶体管代行升压功能，而且只能提供略低于VBATT的电压。

实际上所有手持产品都用彩色有源矩阵液晶显示屏(LCD)来显示用户所需的各种类型的信息和数据。不过．制造商所面临的挑战是．确保用户在任何环境中都能从这些显示屏上读取信息。为了实现这一目标，他们必须提供具有合适背光照明量的彩色LCD。这种背光照明通常由白光LED提供。这就产生了以紧凑．高效和低噪声方式为这些LED供电的需求。

模拟IC/电源管理 篇6

Maxim Integrated Products推出面向可编程逻辑控制器 (PLC) 数字输入子系统的参考设计Corona, 有效降低功耗、系统成本和尺寸。该设计减少了隔离通道数量, 实现了工业控制与自动化应用的模拟整合。Corona参考设计整合了包括变压器驱动器在内的三款Maxim器件, 有效减少了隔离通道数量, 省去了耗电量较大的光耦和分立元件, 从而使功耗降低16%、方案尺寸减小38%、成本缩减23%。Corona参考设计中采用的M a x i m器件专为恶劣的工业应用环境设计, 工作温度范围可达-40℃至+125℃, 是PLC及其它自动化应用的理想选择。

Intersil推出多用途同步降压稳压器

Intersil推出一款具有宽输入电压范围并集成同步FET和内部补偿的多用途同步降压稳压器ISL85415。它能够支持3V-36V输入电压范围, 可调输出电压范围从0.6V到输入电压的95%, 支持PFM (跳频) 模式, 有效提高轻载效率。ISL85415集成了上管和下管, 外围电路不需要MOS管和二极管, 比传统buck电路设计更简单, 更少外围器件, 也节省了设计时间。设计人员需要时还可以增加外部补偿电路。宽输入电压和输出电压范围, 再加上集成的同步FET和内部补偿, 使它能够用最少外部元件实现高效、可靠的设计。ISL85415现已供货, 产品采用4mm x 3mm DFN封装。

安森美最新集成从收发器符合M-BUS远程抄表应用之严格要求

安森美推出一款新的集成从收发器, 用于双线式仪表总线 (M-BUS) 从设备及中继器。NCN5150提供全部必需功能, 符合描述远程抄表M-BUS应用物理层要求的EN 13757-2和EN1343-3标准, 用于供暖及冷气表、电表、水表和燃气表等多能仪表应用。NCN5150提供达38400波特的通用异步接收器/发射器 (UART) 通信速度, 包含达2个单位负载 (SOIC封装版本) 或6个单位负载 (QFN封装版本) 的可编程功率等级, 以集成的3.3 V低压降稳压器用于外部电路。低内部能耗使

应用中传感器能够获得更多电能, 而低压总线工作 (低至9.2 V) 令其可在扩展型M-BUS网络中工作。NCN5150提供SOIC-16及QFN-20封装选择, SOIC-16与当前市场上的器件引脚对引脚兼容, 但提升多种性能。QFN封装的尺寸非常适用于越来越多的空间受限型应用。

德州仪器推出首款集成型步进电机前置驱动器

德州仪器推出首款集成型步进电机前置驱动器, DRV8711支持同类最佳片上微步进分度器的高度可配置性, 以及失速检测与可便捷高效调节任何电机的高级电流调节功能。外部MOSFET可控制步进电机, 支持最低热耗散以及比性能最接近同类竞争产品高20%的可扩展输出电流, 允许设计人员自定义其设计。这款步进电机前置驱动器适用于各种工业应用, 包括纺织机械、视频安全监控、ATM机、机器人、办公自动化设备以及舞台照明等。

凌力尔特推出双输出18A或单输出36A DC/DC微型模块降压型稳压器

电源管理提升电信业务 篇7

通过基于策略性的电源管理和动态迁移来降低能耗

根据国际能源机构 (IEA) 最新的报告数据来看, 能源消耗正在稳步上升并且在未来的一段时间仍会持续增长。该报告还预估, 到2015年, 全球的能源消耗每年将以2.5%的速度增长, 其中矿物能源消耗占据了主导地位。增长的部分主要来自于发展中国家生活方式的改变, 而世界第一产业将持续为全球能源消耗的日益减少做出贡献。

业界领先的电信运营商年报显示, 电信业的能源消耗持续增加, 并出现在一些国家能源消耗大户的名单上。因为这些运营商持续的引入复杂的信息和通信技术, 导致外围硬件设备的需求数量剧增, 因此对能源的需求也随之增加, 进而导致二氧化碳排放量的增加, 同时能耗的成本也随之上升。但是运营商长期的财务压力, 势必要求在降低能耗支出, 同时满足企业的社会责任需求和/或符合相应的法律法规。但是数据处理以及传输速率的提高, 需要更多的通信设备来支持, 这反过来又扩大了电信业的总体功耗。

为了获得可持续的发展, 电信运营商及设备提供商开始逐渐意识到并加强电源管理技术的投入, 通过重点开发能源效率计划, 实现节能减排。部署于网络系统中的Advanced TCAR (ATCA) 机箱, 在其整个生命周期中, 大部分二氧化碳排放主要来自于机箱本身的性能需要以及冷却散热的需求。功耗则主要来自于运营阶段, 在此阶段的二氧化碳排放量占整个产品生命周期总排放量的80%左右。运营阶段中的三个层次 (辅助设备、网络设备和能量转换) 将消耗能量, 同时也是可以管理的部分。通过对相关技术的掌握, 我们可以实现能耗的管理。

图1.仅有36%的能量消耗来自于网络设备, 如服务器、存储设备以及网络装置, 其中大部分的能量直接转化为热能, 大约只有2.4%的能量是有效输出。如今, 供应商所提供的基于ATCA架构的网络设备都采用了提升能源效率的解决方案, 可以大幅节约辅助设备及电源转换过程中的能耗。

合理的设计对于散热管理非常重要, 通过降低CPU的利用率, 电源输出随之减少, 进而降低机房内的散热需求。最终既降低了二氧化碳的排放, 又减少了因散热产生的能源消耗成本。

电源管理的理念和技术

对于设备本身而言, 也有一些设计理念可以用来帮助减少能耗。其中最为大家熟知的就是处理器级动态电源管理技术, 这使得设备或系统可以被设置成不同的工作模式, 如:性能/按需/节能/紧急。通过这项技术, 可以对处理器进行动态电压调节和动态频率调节, 从而进行有效的电源管理。通过动态电压调节和动态频率调节, 处理器的核心电压、时钟频率或者两者都可以减小以降低能耗, 同时还能满足系统的性能所需。功耗限制功能可以让系统或组件保持其能耗使用峰值在设定的数值范围内 (此数值通常根据实际的服务模式下的策略而定) , 如CPU使用率的原始数据、并发会话数量等等。

ATCA机箱级的电源管理策略包含了用于负载整合的虚拟化动态迁移, 此策略可以降低能耗和相关的成本/费用。服务器管理员可以借助动态迁移将一个正在运行的虚拟设备 (VM) 或应用在两个不同的物理设备间迁移, 且不会断开与客户端的链接或应用。动态迁移最典型的一个应用就是云计算中的资源管理。电信运营商拥有的成千上万个虚拟设备 (VM) 都运行在其数据中心, 为了节约能源和成本、负载均衡, 这些电信运营商可以利用动态迁移对虚拟设备进行转移, 而无需中断运行在这些虚拟设备中的客户应用程序。

实时迁移的配置策略可以基于能耗感知的迁移模式和/或负载调度的模式而定, 这取决于首要目的是节能还是优质的服务品质。实时迁移节能的关键是有效地对服务进行打包并提供给更少的物理服务器, 物理服务器数量的减少意味着对电力能源的需求就会减少, 所产生的热量也随之减少, 从而实现节能的最终目的。

虽然实时虚拟设备迁移具有诸多益处, 如资源 (CPU, 内存等) 的分配和能耗感知的整合, 但是虚拟设备的迁移本身也需要消耗额外的能量。曾经有一篇关于虚拟设备实时迁移的性能和能量模式的文章, 发表在第20届高性能分布式计算国际研讨会会议论文集上, 该篇文章讲述了一个测试方法, 用来测试实时迁移的功耗。结果显示, 当部署了能耗感知以及服务器整合模型后, 实时迁移所消耗的能量大幅减少。这种模式引导的决策, 大幅减少了72.9%的迁移成本, 并且节能73.6%。

配置和控制管理策略

以电信行业为例, 现今的ATCA机箱通常包括一组高品质的电源模块以及智能风扇系统, 可以用来控制温度输出和功耗。我们使用一个典型的ATCA机箱来做相关的测试, 通过自动调整策略 (根据周围的温度来决定风扇的转速) , 风扇 (整个机箱的1/8) 的功耗可以减少40%。

对于机箱剩余的7/8部分, 可以通过嵌入式软件设置每个刀片上的CPU、内存以及其他设备的频率和工作模式, 从而实现动态电源管理和/或功耗限定。通过智能固件和软件层面的控制部署电源管理策略, 可以大幅减少能耗。

从系统管理的角度来看, 当系统的工作负载运行在满负荷水平之下时, 就可以按既定策略实现动态电源管理。同时在峰值期间也可以使用动态电源管理以减少功耗。然而, 当功耗 (能量) 节约模式启用时, 处理器频率将降低, 从而影响工作负载的性能和吞吐量。

功耗限定功能可以通过显示器或制动器的内部或外部处理实现。制动器可以提升处理器的电压或提升处理器/内存的频率。制动器也可以“抑制”处理器, 即通过注入死循环来延迟对指令的处理。当功耗限定达到时以及限定技术启用时, 工作负载的性能可能会受到影响。

嵌入式电源管理软件

电源管理软件的拓扑结构是由多个系统守护进程的组件构成, 其中每个组件都会管理一个刀片, 和一个客户端组件。

客户端代表电源管理系统搜集与电源有关的数据。系统守护进程是加载在每一个刀片上的应用, 扮演者电源管理模块的角色。它提供了CPU、内存、硬盘、网络和虚拟化的工作方法以及功耗限定等功能, 在满足性能需求的前提下尽量降低功耗。实际的管理端可以运行在台式机或者笔记本上, 通过整合并显示输出机箱、板卡和传感器 (如温度) 等实际功耗的信息。

主动电源管理

通过策略的配置, 将ATCA刀片上CPU的工作模式切换至节能或主动电源管理模式后, 每个刀片的功耗相比持续运行在性能模式下减少15% (参见图4和图5) 。每片板卡在加载服务的情况下可以节约0.4KW的功耗 (参见图5) 。如果一个14槽的ATCA机框中使用了10个刀片, 那每天节约的功耗大约4KW。

减少功耗的另一个非常有效的方法就是只使用必要的设备来处理相关事件。利用Erlang概率分布算法 (图表6) 可以有效检测出使用率较低的时段。

通过上面的图表我们可以了解到, 1点至7点期间的CPU使用率最低, 然而, 即使运行在省电模式下, 每片板卡仍然在消耗电能。在这种情况下, 每片板卡在主动电源管理的策略下会消耗90W的功耗, 峰值性能时会上升至140W。解决的办法就是利用实时迁移策略, 用最少的CPU刀片在处理这些工作负载, 同时将节能模式下的刀片切换到睡眠模式, 这样相比主动电源管理的模式可以节约超过25%的功耗。

通过工作负载整合提升系统性能

在工作负载和I/O处理方面, 目前的市场和技术发展趋势比较倾向采用将传统的网络架构整合到一个通用平台或模块化的组件上来, 以支持多网络设备和提供不同的服务功能, 如应用处理、控制处理、包处理和信号处理功能等。处理器架构以及新的软件开发工具的功能提升, 让开发人员可以很容易的将工作负载整合到统一的刀片架构中, 这些负载包含了应用、控制以及包处理等。通过软硬件的整合, 可以大幅度提升性能, 并使得刀片式服务器架构在包处理解决方案中的应用大幅增加。

为了说明工作负载整合的演变, 我们设计了一系列的测试方法。这些测试方法是在单一平台中, 通过将CPU制造商提供的DPDK整合到ATCA处理器刀片上, 以此验证处理器刀片提供的性能以及整合的IP转发服务。比较在没有使用IntelRDPDK做任何优化时, 采用原生Linux (Native Li nux) IP转发时的第三层转发性能。然后, 我们再分析采用IntelRDPDK技术之后所获得的IP转发性能提升的原因。

数据平面开发套件

DPDK (Data Plane Development Kit, 数据平面开发套件) 是一个专为x86架构处理器提供的轻量级运行环境。它提供了低功耗和Run-to-Completion (RTC, 运行到完成) 模式, 以此最大限度的提升数据包的处理性能。而且DPDK还包含了优化的和高效的函数库, 为用户提供丰富的选择, 例如对熟知的环境抽象层 (EAL, Environment Abstraction Layer) , 它负责控制低级资源并提供优化的轮询模式驱动 (PMD, Poll Mode Driver) , 以及更高级别应用的完整API接口, 图7为软件层级结构图。

为了测量ATCA处理器刀片在第三层处理和转发IP包的速度, 我们使用图8中所示的环境进行测试。

测试使用了ATCA处理器刀片的2个10Gb E外部接口和两个10Gb E Fabric接口 (总计40G) , 通过比较使用和未使用DPD K的结果得出结论:在相同的硬件平台下, 使用DPDK后的Linux仅用两个CPU线程进行IP转发的性能, 与原生Linux (Native Linux) 使用全部的CPU线程进行IP转发的性能相比, 前者是后者的10倍。使用DPDK的平台, 3层小数据包的转发线速可以达到>70%。DPDK中优化过的软件堆栈可以实现10倍性能的提升。如果在一个基于IA架构的刀片的控制层和数据层配备DPDK, 就可以减少一个40G的NPU刀片。通常一个40G的GPU刀片的功耗为180W, 因此通过工作负载整合可以节省56%的能耗。

从图9可以看出, 搭配DPDK后的处理器刀片的IPv4转发性能, 可以让客户以更好的性价比成本, 将包处理应用从基于硬件的网络处理器移植到基于x86的计算平台, 同时使用同一个平台来部署不同的服务, 如程序处理、控制处理和包处理服务。更多关于测试过程和结果, 可登录凌华科技网站www.adlinktech.com查询凌华科技的技术白皮书:采用IntelRDPDK技术的凌华科技a TCA-6200刀片式服务器完美实现包转发服务性能的提升。

目前有很多途径可以优化多板卡/多处理器系统的电源使用及效率。已经看到了使用嵌入式电源管理、整合嵌入式电源管理的动态迁移以及优化吞吐量的工作负载整合等方法的可能性。由于每个系统的配置和对工作负载的需求都不尽相同, 因此没有一个绝对的解决办法。对于每一个方案, 都需要仔细选择适合的技术和策略, 以满足预期的吞吐量和功耗。

通信电源维护管理浅析 篇8

1、根据电源系统的使用要求和功率容量来配置负载, 满载或超载状态下工作, 都会造成电源设备负荷加重, 导致通信中断或设备损坏。电源的输出负载控制在60%-70%左右为最佳, 可靠性最高, 否则造成工作不稳定。

2、避免电池大电流充放电, 理论上充电时可以接受大电流, 但在实际操作中应尽量避免, 否则会造成电池极板膨胀变形, 使得极板活性物质脱落, 电池内阻增大且温度升高, 严重时将造成容量下降, 寿命提前终止。在任何情况下都应防止电池短路或深度放电, 因为电池的循环寿命和放电深度有关, 放电深度越深循环寿命越短。在容量试验或放电检修中, 通常放电达到容量的30%-50%就可以了。

3、重视对蓄电池的容量测试与维护, 铅酸蓄电池的容量和电解液的比重是线性关系, 通过测量比重了解电池的存储能量情况。阀控式密封蓄电池是贫液电池, 且无法进行电解液比重测量, 所以如何判定它的好坏, 预测贮备容量已成为当今业界的一大难题。工作中我们不能只是满足于对电池的均/浮充、温度补偿等方面的管理, 还要在电池的充/放电曲线、容量测试、容量恢复等方面进行高层次的管理。

二、影响蓄电池使用寿命的主要因素

1、环境温度。环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响很大。温度升高时, 蓄电池的极板腐蚀将加剧, 同时将消耗更多的水, 从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命, 长期运行温度若升高10℃, 使用寿命约降低一半。 (1) 适宜环境温度可保证电池的额定电压, 以2V电池为例:

(2) 环境温度适宜会保证蓄电池的额定容量, 随温度变化蓄电池的容量变化有如下公式:

其中:C25:环境温度为25℃时蓄电池的额定容量

C15:环境温度为15℃时蓄电池的容量

K:温度系数, 一般取7‰~9‰

由公式可知:温度适宜会保证蓄电池的容量更接近额定容量。

2、过度充电。长期过充电状态下, 正极因析氧反应, 水被消耗, H+增加, 从而导致正极附近酸度增加, 板栅腐蚀加速, 使板栅变薄加速电池的腐蚀, 电池容量降低;同时因水损耗加剧, 蓄电池有干涸的危险, 影响蓄电池寿命。

3、过度放电。蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后, 蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时, 会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面, 造成“硫酸盐化”, 蓄电池的内阻增大, 充、放电性能变差, 缩短蓄电池使用寿命。

三、阀控式蓄电池的正确使用和维护

蓄电池应放置在通风、干燥、远离热源处和不易产生火花的场所。在环境温度为25℃~0℃内, 每下降1℃, 其放电容量约下降1%, 所以电池宜在15℃~20℃环境中工作。使用性能良好的自动稳压限流充电设备。当负载在正常范围内变化时, 充电设备应达到±2%的稳压精度。新安装的阀控式蓄电池组, 应进行全核对性放电实验, 以后每隔2~3年进行一次核对性放电实验, 运行了6年的阀控式蓄电池, 每年作一次核对性放电实验。若经过3次核对性放充电, 蓄电池组容量均达不到额定容量的80%以上, 可认为此组阀控式蓄电池寿命终止。在阀控式电池组投产运行前, 应认真记录每只单体电池的电压和内阻数据, 作为原始资料妥善保存, 待每运行半年后, 需将运行的数据与原始数据比较, 发现异常及时处理。

四、电源系统的维护与检修

设备均有其使用寿命期, 一旦达到其使用寿命, 将会出现各类故障, 但维护工作做得好可以延长寿命并减少故障的发生, 不能因为设备是高智能、免维护而忽略了本应进行的维护工作。电源设备在正常使用情况下, 主机的维护工作主要是防尘和定期除尘。在日常维护中需经常检查的项目有:清洁并检测电池两端电压、温度;连接处有无松动腐蚀现象, 检测连接条压降;电池外观是否完好, 有无壳变形和渗漏;极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出等。免维护电池要做到运行、日常管理周到、细致和规范, 保证设备保持良好的运行状况, 从而延长使用年限;保证直流母线经常保持合格的电压和电池的放电容量;保证电池运行和人员的安全可靠。

参考文献

[1]唐晨.通信网电源设备的管理与维护初探[J].科学致富向导, 2012

电源管理 篇9

任何种类的电源设计, 都必须有出色的电源防护才能更安全可靠的工作, 电路保护对每个电源工程师而言都至关重要。电源资深专家、发明家陶显芳老师以ESD防护与电路设计的技术介绍与技巧分享拉开了整个研讨会的序幕, 突出了以理论为基础, 以实践经验分享为主要内容的会议特色。

在电源设计中, 电磁辐射需要ESD来进行防护, 不过在另一个领域, 电磁辐射加以利用又成为一个全新市场的技术基础。随着便携设备的盛行, 便携设备的电力供应成为一个非常让人头疼的话题, 而能够摆脱沉重的充电器束缚, 随时随地为便携设备充电的无线充电技术变得越来越受欢迎, 在这个全新的技术领域, IDT全球模拟产品业务发展总监陈日亮跟大家一起从技术到市场前景等多个角度探讨了无线充电的行业趋势。

无线充电现在的挑战是充电效率, 而数字电源无疑是提升电源管理效率一个非常重要的手段, 随着各种系统的能效要求越来越高, 数字电源变得越来越普及。Exar数字电源应用工程师周翀以“创新数字电源解决方案--助您设计加速”为题, 与广大工程师一起分享了一些最新的数字电源解决方案, 而英飞凌科技市场部经理胡凤平则以最新的功率器件为基础, 带来了多个英飞凌高效率电源管理方案展示。英联半导体产品营销高级经理黄伟德的内容也围绕着数字电源管理展开, 推荐了多个英联半导体绿色电源芯片级解决方案。

采用数字电源是为了提升效率, 提升效率就是节能, 节能就是节约成本, 这恰恰也是节能的最大市场推动力, 从基本的物理原理上我们知道, 高压交流输电可以有效提升能源传输和使用的成本, 对于高压直流电是否也会如此?Vicor高级应用工程师吴际先生就此话题与现场观众一起了解利用Vicor 400V高压直流配电方案改进能源使用成本。

电源设计中, 稳定可靠的电源测试保障是必不可少的一步, 来自广州致远电子股份有限公司市场部经理李佰华, 从最新的功率测试仪入手, 与大家一起谈谈“新能源产品测试”的注意事项, 而泰克中国区行业渠道电力电子开发经理王跃伟为大家介绍“如何应对开关电源设计中的挑战”的各种经验技巧分析。

在会议的最后, 赛迪顾问功率器件高级咨询师陈伟为现场的听众带来了中国功率器件市场发展回顾与展望, 分析了中国现在电源与功率器件市场的需求和未来发展趋势, 并提出了几个看好的增长领域和对产业的建议。

通信电源的使用与维护管理策略研究 篇10

关键词：通信电源；使用；维护管理

中图分类号：G433 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）10-022-01

通信电源在整个通信行业中所占比例虽然不大，但它是整个通信网络的关键基础设施，是通信网络上一个完整而又不可替代的独立专业。随着电信技术的飞速发展，电信网络结构日益复杂，信息技术的发展又对电源技术提出了更高的要求。

一、通信电源系统的概述

网络技术发展的必然趋势，是实施集中监控管理，这也是现代通信网络的要求。为保证通信生产可靠、准确、安全、迅速，对通信电源基本要求基本归纳为可靠、稳定、小型智能和高效率。通信电源安全、可靠是保证通信系统的正常运行的重要条件和根本保障。通信电源是不允许中断的，否则整个通信系统可能中断和瘫痪。要保证通信电源系统的可靠性，通信电源系统要在各个环节多重备份，应尽量从两个不同的地方引入两路市电输入，并设置两路市电电能自动倒换装置；所用设备要选用可靠性高的高频开关整流设备，采用模块化、热插拔式结构以便于更换，并合理配置备份设备。由于阀控式密封铅酸蓄电池具有无酸雾溢出、免加水、能与其他电器设备同室安装等特点，从90年代起随着其技术的成熟而得到了推广。

二、通信电源系统使用中注意事项分析

首先，从设备的选择开始尽量节约，向集约化发展。电源系统安装的第一步是需要依据通信电源采购规模以及品牌的选择来进行控制，减少电源的采购品牌可以有效的减少不稳定性，尽可能在一个工程里选择同一品牌的电源。因为不同品牌在制造电源时会使用不同的技术标准以及原材料，这就给后期维护带来很多不必要的麻烦，例如在零部件的采购上也较为复杂。同时，品牌过多也会导致采购时成本提高，难以获得供货商最为合适的价钱。

其次，进行严格的验收工作。因为存在差异的电源设备在不同环境中的使用其效率以及效果都会存在差异，所以需要针对当地情况以及支撑体系来选择最为合适的电源设备类型，并且结合当地情况确定电源设备。例如，使用电源设备的用户会对自动化等提出不同的需求，电源设备的自动化与人工操作存在的差距是一样的，但在不同地区却存在较大的成本差异。对于用户以及通信系统不需要的功能可以进行屏蔽以免影响工作或者增加消耗，对于存在更多功能需求可以进行单独测试来确保其工作的稳定性。

对于采购来的电源设备产品即便得到了有关部门和厂家的合格证明也应该再自行进行验收来确保产品不会出现质量问题。目前因为电源设备的自动化程度较高同时内部结构也更为复杂，同时因为电源设备在运输过程中很可能会导致元部件脱落。所以说当使用电源设备的时候就需要自行进行验收来确保所安装的电源设备是一个不存在安全质量问题的产品。

第三，合理地对通信电源中的线路进行规划设计。通信系统中居于核心的就是通信电源设备，所以必须保证其进行不间断地持续运行，以防止造成经济损失。这就要求设计者必须要配备两条独立的线路来进行供电，当其中一条线路出现问题的时候就可以立即启动备用线路来进行供电。对于交流供电系统目前在普及中的是自动倒换模式，但为了保证其在出现紧急情况下能继续使用，应该保留手动切换功能。对于一些单套的高频开关，其电容量要进行更为合理的设计，对于实际要进行科学判断来确定电源中模块的开机数量，不可以随便参考其他数据。同时为了可以有效的保障整个供电系统的安全和稳定所以还需要使用空气开关。

三、通信电源的维护与管理

1、重视通信电源的维护与管理

要想真正的提高通信电源维护与管理的水平，首先就要引起对这项工作的重视，意识到电源的重要性。现在很多的运营商关注的都是营销与发展，但往往忽视通信电源维护管理这种幕后的工作。运营商应该意识到通信电源是保证通信质量的基础，而通信管理则是保证通信畅通的条件。

2、提高机房设计与建设技术

要严格按照通信电源要求的相关规范严格设计，在风险的防范上要周密设计分析，做好设计的应急措施，防治出现因设计不周而造成安全隐患。要建立先进完善的通信电源机房环境以及电源的监控系统，保证电源机房基础设施的完善，保证机房工作环境的温湿度与清洁度，降低因环境温度高或灰尘而造成的通信电源设备的损害与电源事故。

3、搞好防雷减灾防护

通信机房的电气设备一般都比较密集，对雷电的反应比较敏感，做好防雷击的防护工作是非常重要的。一些地方为了实现通信网络的全面覆盖，建设的布线处在雷电的高发区，受雷电的影响，供电系统如果防御不到位，一旦遭到雷击，通信电源设备无法正常供电，通信设备无法正常工作，可能导致整个通信系统的瘫痪。所以，在通信设备的机房内必须安装避雷设施，做好防雷措施，保证通信电源设备的正常运行。

现在通信技术正在飞速的发展,各种通信产品层出不穷,但是这并不会减弱通信电源的作用,反而使得维护好通信电源的稳定运行更加重要。一旦电源停止工作,一切的通信设备也必将会随之中断,这种情况带来的损失是不可估量的。通信电源作为通信系统设备的关键，保障了通信设备的正常运行与通信的畅通，一旦通信设备的供电中断或引起通信事故，造成的损失是巨大的。随着通信的不断发展，通信电源的重要性也引起了各级相关领导的高度重视，本文通过对现代通信电源需具备的要求，提出了现存在的一些问题，通过分析探讨提出了一些通信电源管理与维护的措施要点，以提高先到通信电源的技术水平，保证通信网络的安全稳定运行。