現代電子系統中電源技術的發展和應用

    1．2 電源種類

    按輸入一輸出狀態分類：AC-AC、AC—DC、DC—AC、DC—DC。

    按工作狀態分類：線性電源、開關電源、二極管穩壓電源。

    按同負載連接穩壓方式分類：串聯型穩壓電源、并聯型穩壓電源。

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

    對于固定電源與可調電源，78系列和79系列是電子工程師常用的固定電壓穩壓輸出集成電路，317和337是常用可調電壓輸出集成電路。而現在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。

    開關電源以其體積小、效率高、環路PWM控制、輸出短路和過載保護等特性已占領了電源市場，線性電源已經完成了使命，逐步退出歷史舞臺。

    2 低功耗管理策略

    隨著IT技術發展，電子信息行業從模擬時代過渡到數字時代，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合、操作系統可裁減的嵌入式系統。數字技術高速發展，對電子系統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

    現代CPU為降低系統功耗，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，對多個電源轉換模塊和外部元䠍通過數字內核和內部通信接口進行控制，以提供更高的系統性能、可靠性以及更低的功耗；對APM和ACPI進行創新和運用，并引入CPU系統內核和I／O中，特別是嵌入式系統和FPGA系統。

    例如，FPGA系統電源功耗一般取決于以下因素：內部資源使用頻率、工作時鐘頻率、輸出變化頻率、布線密度、I／O電壓等。不同應用電源實際功耗相差非常大，根據采用FPGA系列不同、內核和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)靜態與動態電源低功耗策略

    靜態電源策略是指系統在初始化過程中的電源低功耗管理技術，其功能和管理模式隨系統初始化確定。動態電源策略是指CPU運行過程中的低功耗技術。調整程序運行頻率，當系統忙時提高CPU運行速度，系統空閑時使CPU處于睡眠狀態；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，從而降低系統功耗。

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