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电源管理
电源管理的未来趋势
录入时间:2011-3-4 16:30:41

在诸如手机、个人媒体播放器、机顶盒和数字电视等高销量产品应用中,DC/DC 转换器产品的竞争异常残酷。在提高器件性能或效率的同时,几家较小的电源管理公司正以越来越低的价格赢得电源市场。在这些及其他类似高销量应用中,成本要比性能和系统集成度重要,因为其最终产品的价格每天都在被迫降低。由于电源管理半导体厂商受高销量的诱惑,以及同其他低成本商用电源产品竞争的需要,设计这些高销量产品的工程师们都要求最低价格。可提供最低成本且“优质”解决方案的公司,便会赢得电源市场。一般而言,这有助于小公司降低开销和外包生产。

阻止大宗商品化进程

我们可以利用另一个发展趋势—系统优化来阻止大宗商品化进程。

随着处理器功能的日益强大,复杂的电子产品必须紧紧跟随其发展步伐,才能充分利用其所有功能。通过集成更高级的智能 AND 灵活性,并整合非功耗型功能模块,许多电源管理器件让处理器能够充分发挥其各种功能。今天,这些复杂的电源管理芯片主要用于便携式、电池供电的应用,例如:手机和个人媒体播放器/MP3 播放器等。但是,一些非便携式应用也正陆续转向这些解决方案。

在电池供电的应用中,用户都想榨干电池的每一滴电能。当不需要大量处理能力时让处理器进入低功耗模式,诸如动态电压与频率缩放 (DVFS) 和自适应电压缩放 (AVS) 的特性有助于延长电池的使用时间。当处理需求变化时,DVFS 可以使处理器改变其电压轨。AVS 根据处理变化情况、温度以及硅芯片老化程度来对所有工作电压进行优化。例如,一部个人媒体播放器从视频回放转到 MP3 回放时,就无需让处理器高负荷运行。这样可以降低电压,并以低功耗状态运行,以此来延长总体电池使用寿命。

对一些“插头式”电子产品而言,例如:数字电视机和机顶盒等,由于要达到许多严格的标准(如:能源之星),因此功效是一个重要的特性,并且这种重要性还会不断增加。电视机和机顶盒大部分时间都处于空闲状态,因此最大化这种状态下的效率便十分重要。“能源之星”规定待机功耗要低于 1W,而许多公司的目标是达到低于 100mW 的待机功耗。如轻负载效率和多相拓扑结构中的相降 (phase-dropping) 等特性,都可以最小化 AC 和 DC 应用中这些非激活状态下的功耗。

为了给其非便携式和电池供电应用中广大的终端用户创造更多的价值,电源管理器件厂商们正在对其他能够与其电源器件集成的功耗型和非功耗型功能模块进行研究。通过降低用户组件数量、总体材料清单成本 (BOM) 和安装成本以及总体电路板尺寸,诸如多 DC/DC 转换器输出、音频编解码器、USB 外围设备、电池充电器、LED 驱动器、触摸屏及键盘控制器、通用模数转换器等模块可以创造更多的价值。虽然提高了开关组件和热应力的集中度,但是这样可能会带来集成度的下降,同时工艺节点非一线排列的情况下还会降低性能(在同一块硅芯片上集成音频和电源存在一定的风险)。根据集成选项的多少,有许多器件可供选择,以实现各种不同的需要功能,让用户在优化其设计时拥有更高的灵活性。一般而言,那些拥有较大规模现有模拟产品范围的公司更能够受益于集成度。

电源的未来

上述这些对于电源管理器件的未来意味着什么呢?它意味着,工程师们在电源器件功能上投入更少的资金,而电源管理公司则可以通过从系统层面了解其用户的产品来保持和创造价值。这些公司一定会不停地问:我们用什么方法才能帮助客户实现更高的产品性能呢?我如何才能使工程师的工作变得更轻松呢?有没有一种能够解决这个问题的最佳方法呢?原始设备制造商 (OEM) 会不会一直通过低价买入组件来尽力提高其盈亏底线,而这取决于电源管理半导体公司能否找到阻止其产品大宗商品化的新方法。


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