現(xiàn)代電子系統(tǒng)中電源技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

    1．2 電源種類

    按輸入一輸出狀態(tài)分類：AC-AC、AC—DC、DC—AC、DC—DC。

    按工作狀態(tài)分類：線性電源、開關(guān)電源、二極管穩(wěn)壓電源。

    按同負(fù)載連接穩(wěn)壓方式分類：串聯(lián)型穩(wěn)壓電源、并聯(lián)型穩(wěn)壓電源。

    按輸出電壓調(diào)整方式分類：固定輸出電源、可調(diào)電源。隨著電源技術(shù)的發(fā)展，電源分類和界定越來越模糊。例如，LA76810電視接收機(jī)集成音頻功放AN5265采用9 V直流供電，而電視接收機(jī)并不是采用9 V直流直接輸出或穩(wěn)壓塊7809輸出，而是采用7812輸出后由9 V穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓并給集成電路供電。

    對于固定電源與可調(diào)電源，78系列和79系列是電子工程師常用的固定電壓穩(wěn)壓輸出集成電路，317和337是常用可調(diào)電壓輸出集成電路。而現(xiàn)在1085可以是3．3 V輸出，也可以是1．7 V輸出，只需改變集成電路外圍電阻。

    開關(guān)電源以其體積小、效率高、環(huán)路PWM控制、輸出短路和過載保護(hù)等特性已占領(lǐng)了電源市場，線性電源已經(jīng)完成了使命，逐步退出歷史舞臺。

    2 低功耗管理策略

    隨著IT技術(shù)發(fā)展，電子信息行業(yè)從模擬時代過渡到數(shù)字時代，從分離晶體管時代過渡到集成電路時代，從純硬件電路過渡到軟硬件相結(jié)合、操作系統(tǒng)可裁減的嵌入式系統(tǒng)。數(shù)字技術(shù)高速發(fā)展，對電子系統(tǒng)低能耗要求越來越高，電子工程師想出各種解決方法和策略。

    (1)OPU低功耗電源策略

    現(xiàn)代CPU為降低系統(tǒng)功耗，無論在軟件上還是硬件上都支持電源低功耗管理模塊APM、高級配置和電源接口ACPI，對多個電源轉(zhuǎn)換模塊和外部元䠍通過數(shù)字內(nèi)核和內(nèi)部通信接口進(jìn)行控制，以提供更高的系統(tǒng)性能、可靠性以及更低的功耗；對APM和ACPI進(jìn)行創(chuàng)新和運(yùn)用，并引入CPU系統(tǒng)內(nèi)核和I／O中，特別是嵌入式系統(tǒng)和FPGA系統(tǒng)。

    例如，F(xiàn)PGA系統(tǒng)電源功耗一般取決于以下因素：內(nèi)部資源使用頻率、工作時鐘頻率、輸出變化頻率、布線密度、I／O電壓等。不同應(yīng)用電源實際功耗相差非常大，根據(jù)采用FPGA系列不同、內(nèi)核和I／O供電電壓不同，可能是3．3 V、2．5 V、1．8 V和1．5 V。

    (2)靜態(tài)與動態(tài)電源低功耗策略

    靜態(tài)電源策略是指系統(tǒng)在初始化過程中的電源低功耗管理技術(shù)，其功能和管理模式隨系統(tǒng)初始化確定。動態(tài)電源策略是指CPU運(yùn)行過程中的低功耗技術(shù)。調(diào)整程序運(yùn)行頻率，當(dāng)系統(tǒng)忙時提高CPU運(yùn)行速度，系統(tǒng)空閑時使CPU處于睡眠狀態(tài)；降低I／O口的平均電流和電壓，在電流和壓電不變時降低供電時間，從而降低系統(tǒng)功耗。

    靜態(tài)電源管理策略在初始化過程中確定，在實際應(yīng)用中局限性很大；而動態(tài)電源管理技術(shù)是在程序運(yùn)行過程中動態(tài)控制整個系統(tǒng)能耗，并采用各種措施降低功耗，應(yīng)用更加廣泛。