【導讀】dianyuanguanlijishuzuoweidianqihuashidaigexinggeyefazhanbibukeshaodeyixiangjishu，shitishengzhongduanshebeinengxiaodezhuyaotujing。congxitongcengmiankan，dianyuanguanlixitongrangshebeishixianlewendingxing
、低功耗、高性能，在節能減排的大趨勢下
，這項優勢會愈發突出；從器件層麵看，電源管理芯片和模擬芯片等器件負責係統中電能的轉換、配電、檢測和其他電源管理，性能的優劣將通過電源管理係統真實地反饋在設備性能上。

當前
，在半導體、通信、傳感等技術的帶動下
，各行各業都在經曆智能化的蛻變
，設備的結構、技術、係統變得十分多元化
，電能的使用場景更為複雜，智能化也成為衡量電源管理係統的一項核心指標。

今天，我們就來探討一下電源管理的智能化發展趨勢，並為大家推薦貿澤電子上適用於智能化電源管理係統的新品元件。

電源管理的智能化發展

如上所述

，智能化理念已經深入到社會生產生活的方方麵麵，因此電源管理係統的智能化是大勢使然。

從表現形式上看，電源管理係統的智能化就是配合控製器、處(chu)理(li)器(qi)等(deng)核(he)心(xin)元(yuan)件(jian)做(zuo)好(hao)係(xi)統(tong)電(dian)能(neng)的(de)分(fen)配(pei)。隨(sui)著(zhe)係(xi)統(tong)功(gong)能(neng)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za)，各(ge)環(huan)節(jie)的(de)功(gong)耗(hao)控(kong)製(zhi)需(xu)要(yao)精(jing)準(zhun)地(di)去(qu)優(you)化(hua)。同(tong)時(shi)
，電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)和(he)核(he)心(xin)元(yuan)件(jian)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)
，對(dui)係(xi)統(tong)的(de)供(gong)電(dian)需(xu)求(qiu)變(bian)化(hua)做(zuo)出(chu)實(shi)時(shi)的(de)檢(jian)測(ce)分(fen)析(xi)和(he)響(xiang)應(ying)，從(cong)而(er)大(da)大(da)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)效(xiao)率(lv)。

那麼，電源管理係統是如何實現智能化的呢？這就需要從電源管理係統的主要功能和組成來進行分析。

#01 電源管理係統的主要功能

電源管理係統主要實現以下四種功能
，分別是電池係統監測、休眠電源管理、靜態電源管理和動態電源管理。

電池係統監測

電池係統監測在BMS電(dian)池(chi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)中(zhong)是(shi)一(yi)項(xiang)重(zhong)要(yao)功(gong)能(neng)，麵(mian)向(xiang)的(de)領(ling)域(yu)主(zhu)要(yao)是(shi)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)和(he)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)等(deng)。這(zhe)部(bu)分(fen)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)水(shui)平(ping)主(zhu)要(yao)體(ti)現(xian)在(zai)對(dui)單(dan)電(dian)池(chi)和(he)整(zheng)個(ge)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)的(de)主(zhu)要(yao)參(can)數(shu)的(de)實(shi)時(shi)采(cai)集(ji)和(he)監(jian)控(kong)，以(yi)及(ji)通(tong)過(guo)聯(lian)網(wang)功(gong)能(neng)在(zai)係(xi)統(tong)界(jie)麵(mian)動(dong)態(tai)呈(cheng)現(xian)。

休眠電源管理

休眠電源管理是係統實現低功耗時所需的一項創新技術。這裏說的“休眠”是一個籠統的描述
，包括睡眠、休眠、待機、混hun合he睡shui眠mian等deng多duo種zhong狀zhuang態tai
，這zhe個ge時shi候hou係xi統tong仍reng對dui核he心xin器qi件jian進jin行xing供gong電dian
，隻zhi是shi電dian流liu相xiang對dui較jiao小xiao，隻zhi維wei持chi最zui小xiao係xi統tong工gong作zuo的de狀zhuang態tai。休xiu眠mian電dian源yuan管guan理li的de智zhi能neng化hua要yao求qiu電dian源yuan管guan理li係xi統tong對dui所suo有you用yong電dian設she備bei具ju有you精jing細xi化hua的de監jian控kong和he管guan理li，能neng夠gou和he係xi統tong算suan法fa配pei合he逐zhu步bu關guan閉bi一yi些xie不bu需xu要yao用yong電dian的de功gong能neng單dan元yuan。

靜態電源管理

靜態電源管理中有一個非常重要的概念，那就是靜態電流（IQ），是實現係統低功耗的重要途徑之一。一些先進的電源管理芯片

，比如線性穩壓器，隻提供nA級ji別bie的de靜jing態tai電dian流liu
，以yi實shi現xian係xi統tong的de超chao低di功gong耗hao。靜jing態tai電dian源yuan管guan理li是shi在zai係xi統tong不bu接jie受shou輸shu入ru信xin號hao的de情qing況kuang下xia，電dian源yuan器qi件jian本ben身shen的de功gong耗hao，它ta與yu休xiu眠mian電dian源yuan管guan理li進jin行xing協xie作zuo。在zai電dian源yuan管guan理li係xi統tong中zhong，除chu去qu靜jing態tai電dian流liu的de係xi統tong就jiu是shi最zui小xiao係xi統tong，兩liang者zhe同tong時shi實shi現xian低di損sun耗hao，便bian能neng夠gou進jin行xing更geng長chang久jiu的de係xi統tong待dai機ji。

動態電源管理

dongtaidianyuanguanlishizaixitonggongzuodezhuangtaixiaduixitonggonghaojinxingyouhua。youyuzhinenghuaxitongdefuzaishibuduanbianhuade，dongtaidianyuanguanlidezhinenghuajiutixianzaidianyuanguanlixitongduizhuyaohaodiandejisuan、傳(chuan)感(gan)和(he)通(tong)信(xin)三(san)大(da)係(xi)統(tong)都(dou)有(you)精(jing)細(xi)化(hua)的(de)調(tiao)整(zheng)能(neng)力(li)
，能(neng)夠(gou)調(tiao)整(zheng)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)和(he)頻(pin)率(lv)，從(cong)而(er)優(you)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)功(gong)耗(hao)水(shui)平(ping)。同(tong)時(shi)，動(dong)態(tai)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)還(hai)要(yao)求(qiu)負(fu)載(zai)調(tiao)節(jie)電(dian)路(lu)能(neng)夠(gou)動(dong)態(tai)調(tiao)整(zheng)
，消(xiao)除(chu)尖(jian)峰(feng)電(dian)流(liu)和(he)過(guo)壓(ya)等(deng)危(wei)險(xian)因(yin)素(su)對(dui)係(xi)統(tong)的(de)損(sun)害(hai)，提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。

#02 電源管理係統的組成

在電源管理係統的組成上，除了我們熟知的電源管理IC外，放大器、線性產品
、數模/模數轉換器以及隔離器等器件也是打造智能、高效電源管理係統時所需要的，比如模擬運算放大器，在增益

、緩衝、濾(lv)波(bo)和(he)電(dian)平(ping)轉(zhuan)換(huan)等(deng)環(huan)節(jie)起(qi)到(dao)了(le)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。為(wei)了(le)滿(man)足(zu)整(zheng)個(ge)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)發(fa)展(zhan)，這(zhe)些(xie)器(qi)件(jian)都(dou)逐(zhu)漸(jian)向(xiang)著(zhe)動(dong)態(tai)可(ke)調(tiao)方(fang)向(xiang)靠(kao)攏(long)，例(li)如(ru)數(shu)模(mo)轉(zhuan)換(huan)器(qi)DAC
，有時候會通過軟連接算法來盡可能地抑製電源擾動。

適用於電源管理的電流檢測放大器

剛剛我們從靜態、動態
、休xiu眠mian以yi及ji電dian池chi係xi統tong監jian測ce四si個ge方fang麵mian講jiang述shu了le電dian源yuan管guan理li係xi統tong的de智zhi能neng化hua發fa展zhan趨qu勢shi，接jie下xia來lai我wo們men就jiu從cong元yuan器qi件jian角jiao度du出chu發fa
，看kan看kan貿mao澤ze電dian子zi在zai售shou的de這zhe些xie出chu色se的de元yuan器qi件jian是shi如ru何he助zhu力li實shi現xian智zhi能neng化hua電dian源yuan管guan理li係xi統tong的de。

我們要推薦的第一款器件是適用於電源管理的INA191電流檢測放大器，來自製造商TI，大家可以通過搜索製造商編號INA2191A3IYBJR精準地找到它。

Texas Instruments

INA191電流檢測放大器

INA191是一款低功耗、電壓輸出、電流分流監控器，具有出色的低功耗產品特性，其低電源電壓VS為1.7V-5.5V，低關斷電流為100nA（最大值）
，低靜態電流在25°C下為43µA（典型值）。該器件啟用時最多消耗65µA電源電流，禁用時僅消耗100nA電流。

在介紹靜態
、動態、休眠電源管理的智能化發展時，我們曾多次提到係統電流檢測和動態調整，INA191在這些方麵具有明顯的性能優勢。INA191常被用於過流保護、針對係統優化的精密電流測量或閉環反饋電路，該器件通過多項優化保證了電流測量的精度。INA191具有低輸入偏置電流
，典型值為100pA，因此可以使用較大的電流檢測電阻器
，從而提供µA級的精確電流測量。INA191的其他精度優化項還包括±0.25%的最大增益誤差（A2-A5器件），增益漂移僅為7ppm/°C（最大值），失調電壓為±12µV（最大值），失調漂移為0.13µV/°C（最大值）。

在此特別指出
，INA191的低偏移電壓特性允許使用具有更低功率損耗的更小檢測電阻器，同時仍提供精確的電流測量。這會有一個額外的優勢：低阻值的並聯電阻器能夠幫助降低電流檢測電路中的功率損耗，提高終端應用的功率效率。

圖1：INA191應用於高邊/低邊電流檢測

（圖源：TI）

如圖1所示
，INA191支持從–0.2V到+40V的輸入共模電壓。由於內部拓撲，INA191的共模範圍不受電源電壓（VS）的限製
，就可以在在共模電壓大於或小於VS的情況下工作，因而可用於高邊/低邊電流檢測應用。

我們說智能化的電源管理係統需要相關器件動態可調，這在INA191同樣有所體現，INA191零漂移架構的低偏移電壓擴展了電流測量的動態範圍，讓電源管理係統能夠更好地響應負載的變化。

用於便攜式和電池供電的電壓基準

智zhi能neng化hua的de電dian源yuan管guan理li係xi統tong在zai進jin行xing功gong耗hao動dong態tai調tiao整zheng時shi，會hui涉she及ji到dao電dian壓ya的de調tiao整zheng和he監jian控kong
，電dian壓ya基ji準zhun在zai這zhe個ge過guo程cheng中zhong發fa揮hui著zhe重zhong要yao作zuo用yong。下xia麵mian為wei大da家jia介jie紹shao同tong樣yang來lai自zi製zhi造zao商shangTI的電壓基準——REF34xx/REF34xx-Q1，貿澤電子上的製造商編號為REF3430QDGKRQ1。

Texas Instruments

REF34xx/REF34xx-Q1

智能化電源管理係統實現動態調整的前提是係統具有極高的精準度，高精度是REF34xx/REF34xx-Q1器件的特征優勢之一。REF34xx/REF34xx-Q1器件具有±0.05％的初始精度
，30ppm/1,000小時出色的長期穩定性，還具有5μVp-p/Vdejidishuchuzaosheng，yincinenggouzaizaoshengguanjianxitongzhongtongguogaofenbianlvshujuzhuanhuanqibaochijiaogaodexinhaowanzhengxing，zheduiyudianyuanguanlixitongzaifuzahuanjingxiashixiangaojingdudongtaitiaozhengfeichangguanjian。

95μA的小工作電流，以及950μA（最大值）的低靜態電流，讓REF34xx/REF34xx-Q1器件無論在靜態還是動態的電源管理過程中都極具優勢
，再加上其小尺寸的產品特性，能夠適用於便攜式和電池供電應用。

圖2：REF34xx/REF34xx-Q1器件應用簡圖

（圖源：TI）

通過圖2能夠看到，REF34xx/REF34xx-Q1器件與製造商TI提供的大多數模數轉換器和數模轉換器兼容，如ADS1287
、ADUCM360
、ADS1112和ADS7828等

，使得電源係統設計更為靈活。

支持軟啟動的μModule穩壓器

shijishang

，ruanqidongjiushiyixiangdianyuanguanlixitongdezhinenghuagongneng。zairuanqidonghuozheyanshiqidongchuxianzhiqian，xitongshangdianshichuxiandelangyongdianliujiyizaochengshebeidesunhuai，erruanqidongzenengkongzhidianliuconglingqidong，ranhouzhujianzengjiashuchudianya，shidebianyaqiheshuchudiangannenggouzhengchangjinrugongzuozhuangtai，dujuelezhubianyaqiheshuchudiangandebaohexiaoying。

下麵這款器件就是一款支持輸出軟啟動的LTM4658降壓型直流/直流μModule穩壓器，來自製造商ADI，貿澤電子上的製造商編號為LTM4658IV#PBF。

Analog Devices

LTM4658降壓型直流/直流μModule穩壓器

LTM4658基於Silent Switcher 2架構打造
，具有更高的效率，更小的占板麵積以及卓越的EMI性能。LTM4658是高度集成的穩壓器方案
，封裝中包含開關控製器、電源MOSFET、電感器和所有支持元件。

圖3：LTM4658典型應用電路

（圖源：ADI）

通過圖3能夠看到
，該器件的典型應用電路非常簡單
，僅需要陶瓷輸入和輸出電容器，其高效率的設計可實現10A連續輸出電流。

LTM4658非常適用於打造智能化的電源管理係統，能夠在2.25V至5.5V的輸入電壓範圍內提供0.5V至5.5V的精確調節輸出電壓，采用電流模式控製，可實現快速瞬態響應

，並在該模式下提供逐周期快速限流、過流保護。

此外
，LTM4658還支持外部頻率同步、多相操作、可選脈衝階躍模式操作。在脈衝階躍模式下
，LTM4658能夠實現比強製連續模式更高的效率。在各種工作模式下，LTM4658還具有電壓跟蹤功能
、軟啟動編程和模具溫度監控。

總而言之，LTM4658具有高效率
、高gao集ji成cheng和he模mo式shi靈ling活huo的de產chan品pin特te色se，兼jian具ju易yi用yong性xing和he設she計ji靈ling活huo性xing，向xiang我wo們men展zhan示shi了le，在zai電dian源yuan管guan理li係xi統tong智zhi能neng化hua趨qu勢shi下xia
，元yuan器qi件jian需xu要yao具ju備bei怎zen樣yang的de產chan品pin特te征zheng。

智能化讓電源管理全麵升華

當(dang)前(qian)，綠(lv)色(se)節(jie)能(neng)在(zai)全(quan)球(qiu)範(fan)圍(wei)內(nei)都(dou)是(shi)主(zhu)旋(xuan)律(lv)。浪(lang)費(fei)資(zi)源(yuan)和(he)高(gao)功(gong)耗(hao)的(de)應(ying)用(yong)方(fang)案(an)終(zhong)將(jiang)節(jie)能(neng)環(huan)保(bao)的(de)創(chuang)新(xin)方(fang)案(an)所(suo)取(qu)代(dai)，在(zai)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)中(zhong)取(qu)得(de)領(ling)先(xian)優(you)勢(shi)。這(zhe)樣(yang)的(de)進(jin)步(bu)離(li)不(bu)開(kai)高(gao)度(du)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)。

考慮到設備小型、輕薄、便攜的主流形態，僅僅依靠“蠻力”提升設備效率的方法並不是智能化的電源管理係統。真正的智能化是在高功率密度
、高效、wendingdeqiantixia，nenggoupeihezhinengsuanfadongtaifenxihekongzhixitongnengxiao
，rangdianyuanguanliquanmianshenghua。zheshiyigechixuyouhuadeguocheng
，zhulixitongshizhongbaochigaoxiaojieneng。

硬件層麵

，是一顆顆性能領先的模擬器件和電源管理IC塑su造zao了le智zhi能neng化hua電dian源yuan管guan理li係xi統tong的de硬ying件jian平ping台tai。這zhe些xie性xing能neng領ling先xian的de器qi件jian彙hui集ji在zai貿mao澤ze電dian子zi平ping台tai上shang，等deng待dai著zhe一yi個ge又you一yi個ge創chuang新xin的de電dian源yuan管guan理li方fang案an去qu發fa現xian它ta們men，和he廣guang大da工gong程cheng師shi朋peng友you們men一yi起qi開kai啟qi綠lv色se節jie能neng的de新xin時shi代dai。

免責聲明：本文為轉載文章
，轉載此文目的在於傳遞更多信息
，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片
、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

利用PMBus數字電源係統管理器進行電流檢測——第二部分

LPS音頻功放選型及其在IPC的應用

絕緣體上矽（SOI）驅動芯片技術優勢及產品係列

消除ISO 26262功能安全認證過程中的各種障礙

基於功率電感飽和特性要求的電感設計與選型優化