綠色電源設(shè)計趨勢:“開源”與“節(jié)流”并舉
對于DC/DC轉(zhuǎn)換器而言,開關(guān)損耗是決定其能效的關(guān)鍵因素之一。軟開關(guān)技術(shù)或者低柵電荷FET開關(guān)等都是降低開關(guān)
損耗的有效手段。此外,當負載很小或處于空載待機狀態(tài)時,可利用新型的工藝和控制方法(如SMARTMOS硅片工藝、脈沖跳頻技術(shù)、突發(fā)模式等)實現(xiàn)待機電流的最小化,從而使DC/DC轉(zhuǎn)換器在整個負載范圍內(nèi)保持高效率。
從電源架構(gòu)入手是改善能效的另一種途徑。電源架構(gòu)的功效取決于系統(tǒng)級需求、采用的元件和設(shè)計拓撲。目前分布式架構(gòu)應用得十分廣泛,這種架構(gòu)具有最優(yōu)的調(diào)整精度和瞬態(tài)響應,可以向負載提供更好的加載和線性調(diào)整率以及良好的EMI性能。另一方面,根據(jù)系統(tǒng)的大小,規(guī)劃混合型的總線結(jié)構(gòu)也能降低系統(tǒng)風險和成本。
創(chuàng)新綠色能源的出現(xiàn)則為“開源”提供了保障,因此,在盡可能深掘現(xiàn)有電源系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的同時,半導體供應商也開始將目光投向這些替代能源,如燃料電池、風能、太陽能、水力、地熱、潮汐等等,其中太陽能、風能和燃料電池是當前最受青睞的三種綠色能源。例如,太陽能已在衛(wèi)星和家用熱水器上得到了廣泛的應用,太陽能驅(qū)動概念車已經(jīng)出現(xiàn);中國已在甘肅建成風能發(fā)電中心;利用甲醇的燃料電池也已接近商用化,三星現(xiàn)已開發(fā)出基于燃料電池的數(shù)碼相機和手機原型。
當然,太陽能、風能以及燃料電池的利用仍存在著功率轉(zhuǎn)換效率低以及成本較高的問題。不過,世界總是在矛和盾的交錯中前進的,當前正在興起的有機薄膜太陽能電池技術(shù)就有望可大幅提高功率轉(zhuǎn)換效率。同時,半導體廠商也正在積極開發(fā)能夠最大限度獲取新型能源并將其轉(zhuǎn)換成電能的直流轉(zhuǎn)換技術(shù),德州儀器的DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器TPS61200支持太陽能電池與微型燃料電池等新型電源在便攜式設(shè)備中的應用,可在不足0.3V的輸入電壓下高效工作。
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