綠色電源

前言

　　電源管理技術也稱作電源控制技術，它屬于電力電子技術的范疇，是集電力變換、現(xiàn)代電子、網(wǎng)絡組建、自動控制等多學科于一體的邊緣交叉技術。電子設備的節(jié)能性在很大程度上取決于它的電源管理能力，性能優(yōu)越、功能強大的電源管理方案能有效延長電子設備的待機時間。這樣不僅會提升電子設備不間斷工作的時間，還能使電子設備在保持最低能耗的同時繼續(xù)正常工作，從而達到節(jié)能增效的目的?！　‰S著電子設備的體積不斷減小、性能日益提高和功能不斷增強，人們對為其供電的電源以及所采用的電源管理技術也提出了更高的要求，包括持續(xù)降低待機功耗，改善功率因數(shù)，并實現(xiàn)高功率密度、高可靠性、高集成度、小尺寸、智能化、安全和低成本等。實現(xiàn)電子設備電源的高效率、高密度、高可靠性的基礎是采用現(xiàn)代電源技術和高效的電源管理技術。現(xiàn)代電源技術和電源管理技術的發(fā)展趨勢是在更小的硅芯片上集成更多的功能，同時以更高的設計靈活性實現(xiàn)更強的系統(tǒng)用電性能，而不會增加成本?，F(xiàn)代電子設備的電源設計不但要考慮電源本身的參數(shù)設計，還要考慮系統(tǒng)電源設計、電源管理設計、熱設計等方面。　　本書結合國內外電子設備電源變換技術和電源管理技術的發(fā)展動向，主要介紹了現(xiàn)代電池、USB電源和系統(tǒng)電源管理技術，著重介紹了微處理器、筆記本電腦、移動電話、便攜式電子設備以及以太網(wǎng)交換機的電源管理解決方案。本書在寫作上盡量做到有針對性和實用性，力求做到理論和實際相結合，使得從事電子設備電源和電源管理技術開發(fā)、設計、應用的工程技術人員從中獲益。讀者可以以此為“橋梁”，全面系統(tǒng)地了解和掌握電子設備電源設計和電源管理技術?！　⒓颖緯帉懝ぷ鞯挠兄苤久?、紀愛華、周紀海、紀達奇、劉建秀、顧發(fā)娥、紀達安、劉淑芬、紀和平等。本書寫作過程中，在資料收集和技術信息交流方面都得到了國內外專業(yè)學者和電源管理芯片制造商的大力支持，在此表示衷心的感謝。　　由于時間倉促，作者水平有限，書中難免有不足之處，敬請讀者批評指正。

內容概要

本書結合國內外電子設備電源管理技術的發(fā)展動向和應用實踐，系統(tǒng)地闡述了電子設備電源管理技術和解決方案，主要內容包括現(xiàn)代電源應用技術、現(xiàn)代電池管理技術、USB電源管理技術、系統(tǒng)電源管理技術以及電子設備電源管理與解決方案等。    本書內容新穎實用，文字通俗易懂，具有較高的實用價值，可供電子、信息、航天、軍事、家電等行業(yè)從事電子設備電源開發(fā)、設計和應用的工程技術人員閱讀，也可供高等院校相關專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

第1章　概述　  1.1　現(xiàn)代電源管理技術　    1.1.1　電源管理技術　    1.1.2　嵌入式電源管理技術　  1.2　電源管理技術面臨的挑戰(zhàn)和解決方案　    1.2.1　電源管理技術面臨的挑戰(zhàn)　    1.2.2　電源管理技術的發(fā)展趨勢　第2章　現(xiàn)代電源應用技術　  2.1　現(xiàn)代電源變換技術　    2.1.1　現(xiàn)代電源變換器　    2.1.2　電源變換器效率及散熱技術　    2.1.3　AC/DC變換技術　    2.1.4　高性能通用型電源IC　    2.1.5　最佳電源應用解決方案　  2.2　系統(tǒng)電源應用技術　    2.2.1　系統(tǒng)電源要求　    2.2.2　動態(tài)控制上電和輸出電壓　  2.3　分布式電源系統(tǒng)　    2.3.1　分布式電源系統(tǒng)的結構和特點　    2.3.2　中間總線結構　    2.3.3　級聯(lián)式分布式電源及熱插拔技術　第3章　現(xiàn)代電池管理技術　  3.1　電池管理技術　    3.1.1　電池管理　    3.1.2　鋰離子電池管理技術　  3.2　鋰離子電池充電與保護解決方案　    3.2.1　鋰離子電池充電解決方案　    3.2.2　鋰離子電池保護電路　  3.3　鋰離子電池管理解決方案　    3.3.1　TWL2213充電管理與控制芯片應用電路　    3.3.2　基于BQTINY-Ⅱ的電源管理模塊設計　    3.3.3　BQ2057充電管理芯片應用電路　    3.3.4　BQ24×××電池充電控制器/選擇器　第4章　USB電源管理技術　  4.1　USB電源與管理方案　    4.1.1　USB電源特性　    4.1.2　USB充電接口　    4.1.3　USB電源多功能管理方案　  4.2　USB電源管理器　    4.2.1　USB電源管理器LTC4085、LTC4089和LTC4089-5    4.2.2　USB電源管理器LTC3555　    4.2.3　USB電源管理器LTC4053　    4.2.4　USB電源管理器LTC4008　    4.2.5　USB電源管理器LTC4061/LTC4062　第5章　系統(tǒng)電源管理技術　  5.1　系統(tǒng)電源的效率　    5.1.1　系統(tǒng)芯片的功耗和電源管理　    5.1.2　降低功耗與增強性能并舉的電源管理技術　    5.1.3　FPGA的功耗優(yōu)化設計　    5.1.4　電源控制與排序　    5.1.5　電源動態(tài)管理　    5.1.6　動態(tài)電源管理技術的優(yōu)化　    5.1.7　數(shù)字方式的電源管理　  5.2　電子設備電源管理技術　    5.2.1　電子設備電源管理　    5.2.2　功率管理設計流程　    5.2.3　電子設備電源管理芯片　    5.2.4　電壓監(jiān)測技術　    5.2.5　電子設備電源電壓監(jiān)控芯片　第6章　電子設備電源管理與解決方案　  6.1　微處理器電源管理與解決方案　    6.1.1　微處理器電源管理技術　    6.1.2　微處理器內核電源設計　    6.1.3　DSP應用系統(tǒng)的電源解決方案　    6.1.4　ADSP21160的電源管理解決方案　    6.1.5　微處理器的可擴展電源管理方案　  6.2　筆記本電腦電源管理與解決方案　    6.2.1　筆記本電腦的電源系統(tǒng)　    6.2.2　筆記本電腦電源管理設計　    6.2.3　筆記本電腦的電源適配器　  6.3　移動電話電源管理與解決方案　    6.3.1　移動電話的電源系統(tǒng)　    6.3.2　移動電話電源管理設計　    6.3.3　移動電話低壓芯片組的供電電源　    6.3.4　用于下一代移動電話的電源管理方案  6.4　便攜式電子設備電源管理解決方案　    6.4.1　便攜式媒體播放器的電源管理方案　    6.4.2　高集成度藍牙耳機電源管理方案　    6.4.3　PDA電源管理方案　  6.5　以太網(wǎng)交換機中的電源管理與解決方案　    6.5.1　以太網(wǎng)交換機中的電源管理　    6.5.2　基于LM5070的以太網(wǎng)電源管理方案　參考文獻　

章節(jié)摘錄

　　高功率LED的閃光燈是獲得高質量圖片的一個重要因素。ADI公司的雙白光高功率LED驅動器可以提供比單個或低效率白光LED驅動器亮度更高的相機閃光，這使其可在低光照條件下獲得較高質量的圖片。ADPl653的峰值功效為92％，鋰離子電池全電壓范圍的典型功效高于80％?！　♂槍Υ蠊β蔐ED照明應用的驅動器，必須能夠為特定的LED配置提供足夠的電流和電壓，并采用可滿足輸入電壓范圍以及所需的輸出電壓和電流要求的轉換拓撲結構?！　。?）縮小外部組件尺寸并減少其數(shù)量　　近年來，將兩個輸出電壓轉換為異相的技術受到廣泛青睞，實現(xiàn)兩個獨立電壓穩(wěn)壓器在一個系統(tǒng)中的運行可以共享一個輸入電容，并以單個變換器頻率2倍的比例吸收紋波電流。當以180。的相位差運行這兩個電壓穩(wěn)壓器時，總有效值（RMS）輸入電流被降低了，從而減少了所需輸入電容的數(shù)量。在此情況下，振蕩器頻率也實現(xiàn)了內部穩(wěn)定（該頻率是轉換頻率的2倍），這兩個電壓穩(wěn)壓器在內部實現(xiàn)了交互轉換周期運行（即以180。的相位差運行）。該技術減少了大體積電容的數(shù)量，因此降低了系統(tǒng)成本。此外，通過消除兩個變換器之間的拍頻（Beat Frequency），同步技術還減小了電磁干擾（EMI）。　　DC／DC變換器可以用來實施反饋網(wǎng)絡中的內部或外部補償，外部補償提供了選擇各種電感與電容組合的靈活性，但是對于那些不擅長模擬設計的數(shù)字設計師來說，控制環(huán)路補償與穩(wěn)定性判斷標準無疑是非常麻煩的。在此方法中，首先是要選擇LC濾波器，然后再決定補償網(wǎng)絡。內部補償不但簡化了設計，而且減少了外部組件的數(shù)量，但是設計中必須在一定的LC組件范圍內進行選擇。因此，必須選擇適當?shù)腖C濾波器，以保持穩(wěn)定性。為了降低設計和生產(chǎn)成本，該變換器集成了補償組件。這樣就可以在提供選擇電感和輸出電容值靈活性的同時減少組件的總數(shù)量。　?。?）使用高阻抗鋁電容或低阻抗陶瓷輸出大電容　　由于成本較低，鋁電解電容在消費類電子領域非常受歡迎。鋁電解電容具有相對較高的等效串聯(lián)電阻（ESR），其阻值隨著溫度的改變會發(fā)生很大的變化，但是可提供大電容值。為了降低總ESR（隨之而來的是降低輸出紋波電壓），必須將若干個鋁電解電容并聯(lián)起來，這樣會占用較多的空間。相對較小的陶瓷電容則可以和鋁電容并聯(lián)，以降低紋波電壓。無論采用哪種方法都必須對功率級進行適當?shù)难a償。有了內部補償組件的幫助，如果在輸出濾波器中采用了一個大ESR電容，那么在環(huán)路響應中就會引入一個零點，這樣會導致環(huán)路的不穩(wěn)定。通過引入一個極點（該極點的單個小型陶瓷電容與較低的分壓電阻并聯(lián)），該零點可以被輕松地去除?！　　?/pre>








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