如何實(shí)現(xiàn)手機(jī)電源管理的設(shè)計(jì)？有什么方法？

電源管理系統(tǒng)對(duì)各種設(shè)施都很重要。它們可幫助您的團(tuán)隊(duì)確保電氣系統(tǒng)的健康和效率，在不過(guò)載的情況下充分利用電源管理系統(tǒng)容量，并避免由于諧波或電源干擾造成的設(shè)備損壞或停機(jī)。

電源管理系統(tǒng)還應(yīng)設(shè)計(jì)為與復(fù)雜的配電系統(tǒng)配合使用，這些配電系統(tǒng)可能包括可再生能源和備用能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車充電站和電能質(zhì)量緩解設(shè)備。它還應(yīng)該與各種有線、無(wú)線和支持物聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)兼容，并且可以隨著設(shè)施或園區(qū)的發(fā)展而擴(kuò)展以允許連接數(shù)以千計(jì)的設(shè)備。

電源管理系統(tǒng)的作用有哪些

電源管理系統(tǒng)建立在數(shù)字化配電網(wǎng)絡(luò)上，包括連接的設(shè)備和傳感器，這些設(shè)備和傳感器從電氣基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵點(diǎn)、設(shè)施的服務(wù)入口、所有饋線、直至最終配電和負(fù)載收集數(shù)據(jù)。電源管理系統(tǒng)具備從獨(dú)立的電能計(jì)量設(shè)備或具有嵌入式計(jì)量功能的設(shè)備(例如保護(hù)繼電器、 斷路器跳閘單元、電機(jī)控制單元和變速驅(qū)動(dòng)器)獲取實(shí)時(shí)電能信息的作用。

電源管理系統(tǒng)的作用

電源管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控所有重要的電氣資產(chǎn)，包括變壓器、中壓(MV)和低壓(LV)開(kāi)關(guān)設(shè)備、發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、電源控制面板、配電面板、電機(jī)控制中心、不間斷電源和諧波濾波器?？梢?4/7全天候連續(xù)收集范圍廣泛的數(shù)據(jù)，支持對(duì)實(shí)時(shí)電源狀況、電能質(zhì)量、能源消耗效率和設(shè)備健康狀況的監(jiān)控和分析。

通過(guò)各種易于使用的Web應(yīng)用程序(包括電氣模擬圖、電力事件分析、電能質(zhì)量和電氣設(shè)備趨勢(shì)、報(bào)告和儀表板)提供有關(guān)電力系統(tǒng)的運(yùn)行信息并考慮到態(tài)勢(shì)感知。電源管理系統(tǒng)的用戶界面是高度專業(yè)化的，專為特定的電源管理功能而設(shè)計(jì)。

電源管理系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

電源管理系統(tǒng)有助于確保配電系統(tǒng)(包括與之相連的資產(chǎn))安全、可靠、高效和合規(guī)運(yùn)行?？赏ㄟ^(guò)電源管理系統(tǒng)避免電氣火災(zāi)并防止觸電、更快速、更安全地從中斷中恢復(fù)。還可以利用電源管理系統(tǒng)來(lái)簡(jiǎn)化獲取和維護(hù)能源管理、碳排放和電能質(zhì)量等方面的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)和立法合規(guī)性的過(guò)程。

電源管理系統(tǒng)應(yīng)用于任何依賴其配電基礎(chǔ)設(shè)施始終提供高質(zhì)量電力以保持其運(yùn)營(yíng)運(yùn)行的設(shè)施。而且，事實(shí)上，任何想要保持競(jìng)爭(zhēng)力和運(yùn)營(yíng)效率的企業(yè)。這可以從大型和關(guān)鍵設(shè)施(例如，醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心、機(jī)場(chǎng)、電信等)到工業(yè)廠房和商業(yè)建筑等。

當(dāng)我們面臨嚴(yán)重的風(fēng)暴、老化的基礎(chǔ)設(shè)施、日益復(fù)雜的配電系統(tǒng)以及更分散的能源網(wǎng)絡(luò)。這些因素中的每一個(gè)都會(huì)增加電網(wǎng)不穩(wěn)定和電力中斷的風(fēng)險(xiǎn)。這就是為什么迫切需要更多支持物聯(lián)網(wǎng)的傳感器、電表、智能斷路器和其他智能設(shè)備來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣狀況。電源管理系統(tǒng)必須能夠?qū)⑺杏纱水a(chǎn)生的“大數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)化為可操作的見(jiàn)解，幫助設(shè)施人員有效應(yīng)對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)。

文章主要介紹了電源管理系統(tǒng)的作用有哪些，瀏覽全文能了解到電源管理系統(tǒng)具備從獨(dú)立的電能計(jì)量設(shè)備或具有嵌入式計(jì)量功能的設(shè)備(例如保護(hù)繼電器、 斷路器跳閘單元、電機(jī)控制單元和變速驅(qū)動(dòng)器)獲取實(shí)時(shí)電能信息的作用。

信號(hào)處理系統(tǒng)

信號(hào)處理系統(tǒng)主要是信號(hào)處理器是手機(jī)的核心部分，它如同人的心臟，會(huì)一直工作，因此它也是一個(gè)主要的手機(jī)電能消耗源。那么應(yīng)如何提高它的效率呢?一般來(lái)說(shuō)可采用以下兩種方法。

方法1：分區(qū)管理。將處理某項(xiàng)任務(wù)時(shí)不需要的功能單元關(guān)掉，比如在進(jìn)行內(nèi)部計(jì)算時(shí)，將與外部通信的接口關(guān)斷或使其進(jìn)入睡眠狀態(tài)。為了達(dá)到這一目的，手機(jī)中的信號(hào)處理器往往涉及很多個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘，控制著不同功能單元的工作狀態(tài)。另外，為不同功能塊供電的電源電路是可以關(guān)斷的。

方法2：改變信號(hào)處理器的工作頻率和工作電壓。目前絕大多數(shù)的信號(hào)處理器是用CMOS工藝制造的。在CMOS電路中，最大的一項(xiàng)功率損耗是驅(qū)動(dòng)MOSFET 柵極所引起的損耗。可以看出功率損耗與頻率和輸入電壓，即IC的電源電壓的平方成正比。所以針對(duì)不同的運(yùn)算和任務(wù)，把頻率和電源電壓降低到合適的值，可以有效地減少功率損耗。

DVS(動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整)技術(shù)有效地將處理器與電源轉(zhuǎn)換器連接成閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)I2C等總線動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)供電電壓，同時(shí)調(diào)節(jié)自身的頻率。TPS65010集成了充電電路、電感式DCDC和LDO。同時(shí)還可以通過(guò)I2C總線對(duì)各路輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，非常適合為 OMAP和類似的處理器供電。

音頻功率放大部分

音頻功率放大器是手機(jī)中又一能量消耗大戶，輸出功率可達(dá)750mW，對(duì)于帶有免提功能的手機(jī)可達(dá)2W。如何提高放大器的效率呢?傳統(tǒng)的技術(shù)采用 AB類線性放大器，其效率隨輸出功率變化，最好只有70%。使用D類功率放大器，利用PWM的方式，可使效率提高到85-90%。

目前為了使設(shè)計(jì)者更方便地進(jìn)行電源管理，一些廠商開(kāi)發(fā)了電源管理的軟件用于嵌入式操作系統(tǒng)。運(yùn)用這類操作系統(tǒng)，可以有效地降低軟件編制中的工作量，同時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)的電源管理。

電源管理對(duì)手持設(shè)備日趨重要。一個(gè)高效的系統(tǒng)是要將電源管理的觀念貫穿于設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，并且平衡系統(tǒng)多方面因素設(shè)計(jì)完成的。隨著半導(dǎo)體技術(shù)和電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有越來(lái)越多的節(jié)能技術(shù)涌現(xiàn)，為手持產(chǎn)品的不斷發(fā)展助力。

電源管理芯片是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫降男酒唬?a href="/tags/手機(jī)" target="_blank">手機(jī)電腦等多種電子設(shè)備的必裝芯片之一，主要負(fù)責(zé)電子設(shè)備系統(tǒng)中電能管理和識(shí)別CPU供電幅值等，同時(shí)它也是電子工程師需要了解的芯片之一，今天將談?wù)劙朔N常見(jiàn)的電源管理芯片。

1、LDO

LDO全稱為L(zhǎng)ow Dropout Regulator，是一種低壓差線性穩(wěn)壓器，顧名思義是線性的穩(wěn)壓器，智能應(yīng)用在降壓應(yīng)用中，也就是輸出電壓必須小于輸入電壓。

優(yōu)點(diǎn)是輸入輸出電壓差低、噪聲小、波紋小、體積小、外圍電路簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率低，輸入輸出電壓差不能太大、負(fù)載也不能太大。

2、DC/DC

DC/DC全稱為Direct Current，是指將某一電壓等級(jí)的直流電源變換其他電壓等級(jí)直流電源的裝置，按電壓等級(jí)變換關(guān)系分為升壓電源和降壓電源，按輸入輸出關(guān)系分為隔離電源和無(wú)隔離電源兩類。

優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率高，輸入電壓范圍較寬。

缺點(diǎn)是負(fù)載響應(yīng)差，輸出波紋大。

3、PWM

PWM全稱為Pulse width modulation，即脈沖寬度調(diào)制，是一種模擬控制方式，可根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來(lái)調(diào)制晶體管基極或MOS管柵極偏置來(lái)實(shí)現(xiàn)晶體管或MOS管導(dǎo)通時(shí)間的改變，最終實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變。

優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。

4、功率MOSFET

功率MOSFET，即功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，是指以金屬層(M)的柵極隔著氧化層(O)利用電場(chǎng)的效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體(S)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特點(diǎn)是用柵極電壓來(lái)控制漏極電流。

優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)速度快、工作頻率高、熱穩(wěn)定性好。

缺點(diǎn)是電流容量低，耐壓低。

5、AC/DC調(diào)制IC

AC/DC調(diào)制IC內(nèi)含內(nèi)含低電壓控制電路及高壓開(kāi)關(guān)晶體管，是指將交流輸入變換成直流輸出的電子裝置IC，它的功率流向可以是雙向的。

6、電池充電和管理IC

電池充電和管理IC是常見(jiàn)的電源管理IC之一，包括電池充電、保護(hù)及電量顯示IC、可進(jìn)行電池?cái)?shù)據(jù)通訊“智能”電池IC。

7、熱插板控制IC

熱插板控制IC是指在不關(guān)閉系統(tǒng)電源的情況下，將模塊、板卡插入或拔出系統(tǒng)而不影響系統(tǒng)的正常工作，從而提高了系統(tǒng)的可靠性、快速維修性、冗余性和對(duì)災(zāi)難的及時(shí)恢復(fù)能力等，主要作用是免除從工作系統(tǒng)中插入或拔除另一接口的影響。