21世纪的电源管理技术
2006/5/22 16:52:52 电源在线网
随着信息时代的来临，电源管理技术在21世纪中的地位越来越重要。不论是最先进的个人电脑、便携式无线通讯设备，还是汽车电子产品，能否实现高效、智能的电源管理，将对其整个系统的性能产生巨大的影响。新技术、新功能能否成为现实，也取决于是否能够实现高效、智能的电源管理。
计算机和通信技术的飞速发展对电源管理技术提出了更高的要求。现在，数据通信和互联网在人们日常生活和工作中的地位越来越重要。预计到2010年全球每天传送的电子邮件总量将达到500亿封，而通过互联网传送的信息量则更是以每一百天增加一倍的速度飞速发展。目前全球互联网用户总数超过10亿，到2010年这个数字有望达到20亿。到2010年，全球手机用户将突破12亿。数字相机、数字录音录像设备、可上网的PDA及便携式MP3等新潮消费电子产品也将快速发展，成为全球经济新的增长点。上述所有产品都离不开电源，它们对电源的要求是：在不同的输出电压下能够提供大电流，同时体积和电磁干扰要小，关机时能够立刻关断负载电流，在正常工作和待机状态下的损耗要小。电源管理的目的在于减小PCB板的面积并最大限度的降低系统成本。在技术条件允许的条件下，电源管理控制芯片应具备尽可能多的功能。采用BiCMOS技术可以在电源管理芯片上集成更多的功能。这有做有两个好处：首先，电源管理控制芯片可以和微处理器密切联系在一起；其次，控制、保护和故障诊断功能可以集成在电源管理控制芯片中。在集成电路设计方面，仿真CMOS技术正在逐步取代仿真双极工艺，CMOS的工作电流和静态电流都非常小，可以有效延长电池的寿命。预计到2010年，微处理器的工作电压将降至0.3V。现在能量密度、电源管理方面的发展以及效率都变得越来越重要。产品进一步小型化所遇到的首要问题是发热。汽车配电电压在升高，而汽车上使用的微处理器、微控制器及数字信号处理器的工作电压却在下降。不论是高电压还是低电压技术，都对工程师们提出了挑战。在计算机方面，如果没有高效率的电源管理，微处理器的速度、外围部件的类型和数量均受制约。在网络方面，计算机的连网、带宽、能不能有效地运作并提供服务、能不能有效地连接起来、功能及应用，这些也受电源管理技术的限制。汽车也是如此，功率与重量的比值，连接线的重量及尺寸，能不能减少电磁干扰，也大受限制。
面向21世纪的电源管理技术的发展方向是：研制导通电阻低的开关器件，降低高频开关损耗；将控制电路、驱动电路、保护电路及故障诊断电路集成在一起；低插入损耗的封装，提高散热能力；硅芯片尺寸和外形尺寸的比值做得更好。随着开关频率的提高，控制电路、保护电路和驱动电路变得越来越复杂，集成电路技术需要事先考虑并满足新的要求。大功率MOSFET已经成为电源管理的"DRAM"。MOSFET的价格、供货及技术指标已经成为产业界关注的热点问题。封装技术对大功率电路寄生参数的影响很大，而散热性能的优劣则左右着电路的效率和体积。21世纪的电源管理技术本身涉及诸多学科，必须全面加以考虑。
计算机和通信技术的飞速发展对电源管理技术提出了更高的要求。现在，数据通信和互联网在人们日常生活和工作中的地位越来越重要。预计到2010年全球每天传送的电子邮件总量将达到500亿封，而通过互联网传送的信息量则更是以每一百天增加一倍的速度飞速发展。目前全球互联网用户总数超过10亿，到2010年这个数字有望达到20亿。到2010年，全球手机用户将突破12亿。数字相机、数字录音录像设备、可上网的PDA及便携式MP3等新潮消费电子产品也将快速发展，成为全球经济新的增长点。上述所有产品都离不开电源，它们对电源的要求是：在不同的输出电压下能够提供大电流，同时体积和电磁干扰要小，关机时能够立刻关断负载电流，在正常工作和待机状态下的损耗要小。电源管理的目的在于减小PCB板的面积并最大限度的降低系统成本。在技术条件允许的条件下，电源管理控制芯片应具备尽可能多的功能。采用BiCMOS技术可以在电源管理芯片上集成更多的功能。这有做有两个好处：首先，电源管理控制芯片可以和微处理器密切联系在一起；其次，控制、保护和故障诊断功能可以集成在电源管理控制芯片中。在集成电路设计方面，仿真CMOS技术正在逐步取代仿真双极工艺，CMOS的工作电流和静态电流都非常小，可以有效延长电池的寿命。预计到2010年，微处理器的工作电压将降至0.3V。现在能量密度、电源管理方面的发展以及效率都变得越来越重要。产品进一步小型化所遇到的首要问题是发热。汽车配电电压在升高，而汽车上使用的微处理器、微控制器及数字信号处理器的工作电压却在下降。不论是高电压还是低电压技术，都对工程师们提出了挑战。在计算机方面，如果没有高效率的电源管理，微处理器的速度、外围部件的类型和数量均受制约。在网络方面，计算机的连网、带宽、能不能有效地运作并提供服务、能不能有效地连接起来、功能及应用，这些也受电源管理技术的限制。汽车也是如此，功率与重量的比值，连接线的重量及尺寸，能不能减少电磁干扰，也大受限制。
面向21世纪的电源管理技术的发展方向是：研制导通电阻低的开关器件，降低高频开关损耗；将控制电路、驱动电路、保护电路及故障诊断电路集成在一起；低插入损耗的封装，提高散热能力；硅芯片尺寸和外形尺寸的比值做得更好。随着开关频率的提高，控制电路、保护电路和驱动电路变得越来越复杂，集成电路技术需要事先考虑并满足新的要求。大功率MOSFET已经成为电源管理的"DRAM"。MOSFET的价格、供货及技术指标已经成为产业界关注的热点问题。封装技术对大功率电路寄生参数的影响很大，而散热性能的优劣则左右着电路的效率和体积。21世纪的电源管理技术本身涉及诸多学科，必须全面加以考虑。
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