Intersil电源无止境，满足未来更高效电源要求

　　停电时，您是否也像我一样被晚上突然断电搞得手忙脚乱。您只有等一会儿再加热要吃的食物，不得不寻找蜡烛或手电。由于电动门打不开，汽车开不出车库，最后只能亲自动手推开车库门？啊，这时拿出手机或平板电脑，幸好，如果事先充足电的话，您仍然可以阅读最新消息，观看喜欢的电视节目或干点事。经验告诉我们，现代化便利的日常生活对于电力的依赖程度之高。

　　我认为，能效是近十年来最紧迫、最普遍的设计挑战。这方面，系统设计的压力只会不断增加。其中的理由是众所周知的：全球正在努力减少能源需求，同时寻找许多大功耗应用更加“环保”的解决办法。这种情况下出台的监管规定对消费、工业和汽车电子产品产生深远的影响。人们在通信、数据采集和 娱乐方面对于移动技术的依赖简直令人难以置信，这些技术使得在更小、更薄的设备中不断增加新的功能。这些增强了对电池尺寸的要求，并且需要进一步创新从而延长移动设备续航能力。为支持更大规模的数据传输和存储而构建的基础设施能耗相当大，冷却成本甚至高于设备本身。物联网--为提高生活和工作的智能化水平，家庭和工厂节点开始互连—某些完全依靠电池保持节点的连接，可能不是几小时或几天，而是几年。

Intersil公司移动电源产品高级副总裁  Andy Cowell

　　Intersil专注于芯片领域的研发，通过创新来显著提高能效。其中一些最具创新力的 IC 技术，源于 PC市场迅速增长的处理能力对电源管理的更高要求。多相控制器采用调制技术在多个转换器之间分配共享电流，从而节省基板空间并减少对电容和电感的需求。这些转换器必须能够在各种工作条件下精确地共享电流，这是一个挑战，如果处理不当会造成可靠性问题，性能不稳，甚至产生系统故障。而随着多相调制技术的改进，这类器件已经能够更加快速达到目标电压 ，减小电容，在大幅提高能效的同时缩小设备体积。

　　特别是，随着PC变为笔记本电脑和现在的超级本，手机演变成智能手机，以及将二者结合的平板电脑的出现，对多相调制技术的需求再次浮出水面。这些移动平台需要在空间极为有限的条件下增加处理能力，因此提高能效至关重要。这种情况下，保持或延长电池使用寿命成为关键驱动因素。

　　市场研究机构IDC对消费者的调查显示，56%的安卓购买者、49%的iPhone手机购买者和53% 的Windows手机购买者表示，电池使用寿命是他们购买所选设备的主要理由。事实上，电池使用寿命已成为消费者决定购买智能手机的首要考虑因素。

　　在电池寿命决定客户份额的同时，许多功能对移动设备的电池电量产生不利影响。首先是新的显示技术。尽管用于网络浏览和阅读电子邮件时具有更高分辨率，但这些漂亮的新型显示屏和背光LED的电池耗电量相当高。

　　显示技术创新的同时，市场上也出现了提供节能解决方案的新的IC技术。创造性地整合各种功能可以显著节省电池能耗，例如将显示器电源和背光LED驱动器集成在单一 IC解决方案中。能效由85%提高到90%以上，电池使用寿命可延长一小时。这些功能的集成有助于节省能源，同时提高显示屏的亮度和均匀性，增加各种功能，如混合调光，这种功能可消除直流调光在低LED电流时产生的白光LED色移的问题。

　　当然，耗电的不仅仅是显示器，快速充电和迅速启动等新功能也为电源管理创造了条件。推送通知、各种无线技术以及更多应用的依赖和使用同样造成电池消耗。尽管电池本身今后三年有可能进一步改进，但IC供应商对系统关键元器件效率即使很小的一点改进也会取得明显效果。

　　移动设备并非节电的唯一难点。在构建大型数据中心以及其他支持语音、视频和数据存储/传输基础设施的过程中也需要提高能效，以减少用电量和热损耗。

　　例如，数据服务器用电量急剧增长。关于这一问题所做的报告显示，2000年到2005年数据中心远不像现在这样流行的时候，年用电总量由700亿提高到1400亿kWh，增长了一倍。2005年到2010年，用电量又增加了超过50%，这时能效的改进已开始对增长速度产生影响。2010年，数据中心设备、冷却和配电系统的用电量约占全球总电耗的1.3%。

　　此外，这些系统的功率密度越来越高。与移动计算领域的情况一样，我们看到服务器和其他基础设施设备提高了处理功率，并采用深亚微米工艺技术，这对功率转换提出挑战，也是提高能效面临的挑战。随着这些先进系统中使用的处理器、FPGA、ASIC和存储器工艺节点减小，额定电压下降，额定电流提高。处理功率的提高降低了电压，允差更加严格。但即便这些环境中的能效仅改善1%，也可以显著节省用电量。因此，电源管理进行了大最创新，尽可能提高系统的每一点效率。开发的先进DC/DC转换器技术改善了负载瞬态特性。这方面，我们还看到多相调制技术通过智能管理提高能效的优点。

　　我只是提到几个能效成本便于量化的典型应用。大量应用提高能效的价值是显而易见的。以物联网为例，能效已成为广泛接受的关键要求之一，因为某些情况下，设备必须在不换电池的条件下运行几十年，例如嵌入式传感器。白色家电也是消费者购买时注重用电量的一种产品，当然，混合动力车和电动汽车正在推动电池和电源管理技术全面创新。

　　Intersil认为，不断提供功能帮助客户逐步改善并大幅提高能效水平，进而优于他们的能耗目标将推动半导体行业的发展。这将为开发新的特性和功能创造空间，我可以更加轻松地享受和谐的电子化生活，即使停电。

　　作者：Intersil公司移动电源产品高级副总裁 Andy Cowell

　　关于Intersil

　　Intersil公司是创新电源管理与精密模拟解决方案的领先供应商。公司产品应用于日益智能化、移动化和高电耗的电子设备，推动电源管理技术的发展，提高能效水平并延长电池使用寿命。凭借雄厚的知识产权实力和长期以来的设计与工艺创新，Intersil公司是工业与基础设施、移动计算、汽车和航空航天等全球最大市场上领先公司深得信赖的合作伙伴。

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