1 電源技術(shù)的發(fā)展趨勢和種類
　　1．1 電源技術(shù)的發(fā)展趨勢
  　  現(xiàn)代電源起始于20世紀50年代末60年代初的硅整流技術(shù)素牌，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流時代碳携、逆變時代和變頻時代，推動了電源技術(shù)在許多新興領(lǐng)域的應(yīng)用墓且。20世紀80年代末期和90年代初期發(fā)展起來的以功率MOSFET和IGBT為代表的集高頻临辰、高壓和大電流于一身的功率半導體復(fù)合器件，表明傳統(tǒng)電源技術(shù)已經(jīng)進入現(xiàn)代電源技術(shù)的新興時代巴疾。
    　現(xiàn)代電源技術(shù)的發(fā)展趨勢：
   　 ①綠色化收斑、小型化稀境。低功耗玲躯、低污染、低電流鳄乏、高效率跷车、高集成已成為現(xiàn)代電源技術(shù)的主流，電源技術(shù)的發(fā)展同時也依賴于電子元器件和集成電路的發(fā)展。
  　  ②模塊化朽缴、智能化善玫。電源技術(shù)模塊化包括功率單元模塊化和輸出單元模塊化。新型開關(guān)電源將其功率開關(guān)管和各種輸出保護模塊集成在一起密强，使開關(guān)電源的體積進一步縮小茅郎。輸出穩(wěn)壓電路模塊化，使電源在實際應(yīng)用中更加靈活或渤、方便系冗、智能。
    ⌒金小③數(shù)字化掌敬、多元化。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和成熟池磁，現(xiàn)代電源更多地向數(shù)字化方向發(fā)展犀刀。采用數(shù)字技術(shù)可減小電源高頻諧波干擾和非線性失真，同時便于CPU數(shù)字化控制捻尉。
    　現(xiàn)代電源具備良好的EMC特性饮茬，自身產(chǎn)生的高頻諧波功率逐漸減小，降低了對環(huán)境的“污染”禾底，同時增強了電源本身抗干擾性能磷可。
1．2 電源種類
    　按輸入一輸出狀態(tài)分類：AC-AC、AC—DC据鼓、DC—AC荸刁、DC—DC。
    　按工作狀態(tài)分類：線性電源弦银、開關(guān)電源态措、二極管穩(wěn)壓電源。
    　按同負載連接穩(wěn)壓方式分類：串聯(lián)型穩(wěn)壓電源宦衡、并聯(lián)型穩(wěn)壓電源桑抱。
    　按輸出電壓調(diào)整方式分類：固定輸出電源、可調(diào)電源尼荆。隨著電源技術(shù)的發(fā)展左腔，電源分類和界定越來越模糊。例如捅儒，LA76810電視接收機集成音頻功放AN5265采用9 V直流供電液样，而電視接收機并不是采用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巧还。
    　對于固定電源與可調(diào)電源鞭莽，78系列和79系列是電子工程師常用的固定電壓穩(wěn)壓輸出集成電路坊秸，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輸出澎怒，也可以是1．7 V輸出褒搔，只需改變集成電路外圍電阻。
    　開關(guān)電源以其體積小喷面、效率高星瘾、環(huán)路PWM控制、輸出短路和過載保護等特性已占領(lǐng)了電源市場惧辈，線性電源已經(jīng)完成了使命死相，逐步退出歷史舞臺。

　　2 低功耗管理策略
    　隨著IT技術(shù)發(fā)展先俐，電子信息行業(yè)從模擬時代過渡到數(shù)字時代丘三，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)合坷字、操作系統(tǒng)可裁減的嵌入式系統(tǒng)许辖。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通肋，電子工程師想出各種解決方法和策略贮猛。
    　(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(Advanced Power Management)璃蓬、高級配置和電源接口ACPI(Advanced Configuration and Power Interface)闺蜈，對多個電源轉(zhuǎn)換模塊和外部元件通過數(shù)字內(nèi)核和內(nèi)部通信接口進行控制，以提供更高的系統(tǒng)性能想祝、可靠性以及更低的功耗昵人；對APM和ACPI進行創(chuàng)新和運用，并引入CPU系統(tǒng)內(nèi)核和I／O中览讳，特別是嵌入式系統(tǒng)和FPGA系統(tǒng)誊酌。
    　例如，F(xiàn)PGA系統(tǒng)電源功耗一般取決于以下因素：內(nèi)部資源使用頻率露乏、工作時鐘頻率碧浊、輸出變化頻率、布線密度瘟仿、I／O電壓等箱锐。不同應(yīng)用電源實際功耗相差非常大，根據(jù)采用FPGA系列不同劳较、內(nèi)核和I／O供電電壓不同驹止，可能是3．3 V、2．5 V兴想、1．8 V和1．5 V幢哨。

   　 根據(jù)能量守恒原則，在理想狀態(tài)下電源輸入輸出功率相等牙咏。在實際中臼隔，考慮銅損和其他元器件的損耗，電源的輸出功率小于輸入功率妄壶。78系列和79系列穩(wěn)壓前后直流電壓差為2～3 V摔握。由于為正負雙電源輸出，穩(wěn)壓前后直流電壓差應(yīng)為5～6 V丁寄。
3．2 LDO
  　  LDO(LOW DropOut regulator氨淌，低壓差線性穩(wěn)壓技術(shù))：相對傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓技術(shù)，LDO輸入和輸出之間電壓差更低伊磺。傳統(tǒng)78系列輸入輸出電壓差2～3 V才能正常工作盛正，而低壓差使輸入輸出電壓差為1．7 V即可正常工作删咱。例如，5 V輸入矢骚、3．3 V輸出凭坪，3．3 V輸入、1．7 V輸出县防。這使輸入輸出間差值范圍更小连谁，集成電路功耗更低。典型應(yīng)用為LM1085和LM1117窍蟹。

　　3．2．1 LM1085應(yīng)用
  　  LM1085是一款典型的低壓差線性穩(wěn)壓集成電路醋皂，輸入輸出電壓差低至1．5 V，輸出電流可達3 A舟到。LM1085可以固定輸出3．3 V辖芍、5 V、12 V章理，也可通過引腳外圍電阻設(shè)置調(diào)整輸出蜻肄，輸出調(diào)整范圍為1．2～15 V。LM1085-3．3丙卧、LM1085-5琴致、LM1085-12為三款低壓差(LDO)固定輸出集成電路，固定輸出分別是3．3 V洪鸭、5 V样刷、12 V，固定輸出方式硬件電路簡單览爵，用法也相對固定置鼻，同78系列基本相同。封裝形式有TO-220蜓竹、TO-263箕母，如圖2和圖3所示。

  　  LM1085-ADJ為輸出電壓可調(diào)節(jié)低壓差集成電路俱济，輸出調(diào)整范圍為1．2～15 V嘶是，可以通過調(diào)節(jié)R1和R2阻值比值的大小確定輸出電壓，如圖4所示蛛碌。

   　 Uo=VREF(1+R2／R1)+IADJR2
   　 其中Uo為輸出電壓聂喇，單位為V；VREF為基準電壓蔚携，VREF=1．25 V希太；IADJ為基準電流，IADJ最大值為120μA(通常在計算中忽略)那辰。
   　 實際應(yīng)用中為了確定R1和R2阻值比值的大小拳鹉，通常將R1固定玲侧，調(diào)節(jié)R2，達到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的乍之。因此在實際應(yīng)用中上式可為：
   　 Uo=1．25·(1+R2／R1)
   　 LM108x系列集成電路型號較多符破，不同型號輸出電流不同，例如LM1084輸出電流達5 A腋尘，LM1086輸出電流為1．5 A，其用法與LM1085相同酌峻。
3．2．2 LM1117應(yīng)用
   　 LM1117也是一款低壓差集成電路盈综，可固定輸出電壓也可調(diào)節(jié)輸出電壓，輸出電壓范圍為1．5～15 V坊阎，封裝形式和用法LM1085基本相同寒圃，其不同點有：
    　①輸出固定電壓值較多惶政，電壓低背涉，精度高。固定輸出集成電路有LM1117-1．5移必、LM1117-1．8室谚、LM1117-2．5、LM1l17-2．85崔泵、LM1117-3秒赤、LM1117-3．3、LM1117-3．5憎瘸、LM1117-5入篮。
    　②功耗低幌甘，功率小潮售。LM1117的輸出最大電流為800 mA。
   　 ③可調(diào)輸出基準電流IADJ不同锅风。
    　LM1117輸出可調(diào)原理與圖4所示基本相同酥诽，只是IADJ基準電流不同。LM1117基準電流為60 μA皱埠，而LM1085基準電流為120 μA盆均，在R1和R2阻值比值計算過程中都可忽略，其他計算方法和硬件電路都相同差齐。
    　根據(jù)LM1117的特點依堆，輸出電壓低、功耗小气弥，特別適合現(xiàn)代CPU供電驮荚、穩(wěn)壓蔼紫。例如，F(xiàn)PGA芯片內(nèi)核和I／O供電不同兆送，甚至I／O之間供電電壓不同恒焕，Cyclone芯片采用內(nèi)核供電為1．7 V，I／O供電為3．3 V棺距，通過LM1117-1．8和LM1117-3．3兩款芯片余二，不需任何外圍電路即可解決。

　　結(jié) 語
    　電子技術(shù)的發(fā)展使電源技術(shù)這一多學科的邊緣交叉技術(shù)突飛猛進榴蜻。電源技術(shù)的創(chuàng)新秕肌，推動電源技術(shù)迅速發(fā)展，將為生產(chǎn)力的發(fā)展和科學技術(shù)的進步做出更大的貢獻瞎喉。電源技術(shù)和電源設(shè)備即將成為新世紀電子設(shè)備的主導技術(shù)和主流產(chǎn)品好唯。

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