停電時，您是否也像我一樣被晚上突然斷電搞得手忙腳亂。您只有等一會兒再加熱要吃的食物，不得不尋找蠟燭或手電。由于電動門打不開，汽車開不出車庫，最后只能親自動手推開車庫門？啊，這時拿出手機或平板電腦，幸好，如果事先充足電的話，您仍然可以閱讀最新消息，觀看喜歡的電視節(jié)目或干點事。經(jīng)驗告訴我們，現(xiàn)代化便利的日常生活對于電力的依賴程度之高。

　　我認為，能效是近十年來最緊迫、最普遍的設(shè)計挑戰(zhàn)。這方面，系統(tǒng)設(shè)計的壓力只會不斷增加。其中的理由是眾所周知的：全球正在努力減少能源需求，同時尋找許多大功耗應(yīng)用更加“環(huán)保”的解決辦法。這種情況下出臺的監(jiān)管規(guī)定對消費、工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品產(chǎn)生深遠的影響。人們在通信、數(shù)據(jù)采集和 娛樂方面對于移動技術(shù)的依賴簡直令人難以置信，這些技術(shù)使得在更小、更薄的設(shè)備中不斷增加新的功能。這些增強了對電池尺寸的要求，并且需要進一步創(chuàng)新從而延長移動設(shè)備續(xù)航能力。為支持更大規(guī)模的數(shù)據(jù)傳輸和存儲而構(gòu)建的基礎(chǔ)設(shè)施能耗相當大，冷卻成本甚至高于設(shè)備本身。物聯(lián)網(wǎng)--為提高生活和工作的智能化水平，家庭和工廠節(jié)點開始互連—某些完全依靠電池保持節(jié)點的連接，可能不是幾小時或幾天，而是幾年。

Intersil公司移動電源產(chǎn)品高級副總裁? Andy Cowell

　　Intersil專注于芯片領(lǐng)域的研發(fā)，通過創(chuàng)新來顯著提高能效。其中一些最具創(chuàng)新力的 IC 技術(shù)，源于 PC市場迅速增長的處理能力對電源管理的更高要求。多相控制器采用調(diào)制技術(shù)在多個轉(zhuǎn)換器之間分配共享電流，從而節(jié)省基板空間并減少對電容和電感的需求。這些轉(zhuǎn)換器必須能夠在各種工作條件下精確地共享電流，這是一個挑戰(zhàn)，如果處理不當會造成可靠性問題，性能不穩(wěn)，甚至產(chǎn)生系統(tǒng)故障。而隨著多相調(diào)制技術(shù)的改進，這類器件已經(jīng)能夠更加快速達到目標電壓 ，減小電容，在大幅提高能效的同時縮小設(shè)備體積。

　　特別是，隨著PC變?yōu)楣P記本電腦和現(xiàn)在的超級本，手機演變成智能手機，以及將二者結(jié)合的平板電腦的出現(xiàn)，對多相調(diào)制技術(shù)的需求再次浮出水面。這些移動平臺需要在空間極為有限的條件下增加處理能力，因此提高能效至關(guān)重要。這種情況下，保持或延長電池使用壽命成為關(guān)鍵驅(qū)動因素。

　　市場研究機構(gòu)IDC對消費者的調(diào)查顯示，56%的安卓購買者、49%的iPhone手機購買者和53% 的Windows手機購買者表示，電池使用壽命是他們購買所選設(shè)備的主要理由。事實上，電池使用壽命已成為消費者決定購買智能手機的首要考慮因素。

　　在電池壽命決定客戶份額的同時，許多功能對移動設(shè)備的電池電量產(chǎn)生不利影響。首先是新的顯示技術(shù)。盡管用于網(wǎng)絡(luò)瀏覽和閱讀電子郵件時具有更高分辨率，但這些漂亮的新型顯示屏和背光LED的電池耗電量相當高。

　　顯示技術(shù)創(chuàng)新的同時，市場上也出現(xiàn)了提供節(jié)能解決方案的新的IC技術(shù)。創(chuàng)造性地整合各種功能可以顯著節(jié)省電池能耗，例如將顯示器電源和背光LED驅(qū)動器集成在單一 IC解決方案中。能效由85%提高到90%以上，電池使用壽命可延長一小時。這些功能的集成有助于節(jié)省能源，同時提高顯示屏的亮度和均勻性，增加各種功能，如混合調(diào)光，這種功能可消除直流調(diào)光在低LED電流時產(chǎn)生的白光LED色移的問題。

　　當然，耗電的不僅僅是顯示器，快速充電和迅速啟動等新功能也為電源管理創(chuàng)造了條件。推送通知、各種無線技術(shù)以及更多應(yīng)用的依賴和使用同樣造成電池消耗。盡管電池本身今后三年有可能進一步改進，但IC供應(yīng)商對系統(tǒng)關(guān)鍵元器件效率即使很小的一點改進也會取得明顯效果。

　　移動設(shè)備并非節(jié)電的唯一難點。在構(gòu)建大型數(shù)據(jù)中心以及其他支持語音、視頻和數(shù)據(jù)存儲/傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的過程中也需要提高能效，以減少用電量和熱損耗。

　　例如，數(shù)據(jù)服務(wù)器用電量急劇增長。關(guān)于這一問題所做的報告顯示，2000年到2005年數(shù)據(jù)中心遠不像現(xiàn)在這樣流行的時候，年用電總量由700億提高到1400億kWh，增長了一倍。2005年到2010年，用電量又增加了超過50%，這時能效的改進已開始對增長速度產(chǎn)生影響。2010年，數(shù)據(jù)中心設(shè)備、冷卻和配電系統(tǒng)的用電量約占全球總電耗的1.3%。

　　此外，這些系統(tǒng)的功率密度越來越高。與移動計算領(lǐng)域的情況一樣，我們看到服務(wù)器和其他基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備提高了處理功率，并采用深亞微米工藝技術(shù)，這對功率轉(zhuǎn)換提出挑戰(zhàn)，也是提高能效面臨的挑戰(zhàn)。隨著這些先進系統(tǒng)中使用的處理器、FPGA、ASIC和存儲器工藝節(jié)點減小，額定電壓下降，額定電流提高。處理功率的提高降低了電壓，允差更加嚴格。但即便這些環(huán)境中的能效僅改善1%，也可以顯著節(jié)省用電量。因此，電源管理進行了大最創(chuàng)新，盡可能提高系統(tǒng)的每一點效率。開發(fā)的先進DC/DC轉(zhuǎn)換器技術(shù)改善了負載瞬態(tài)特性。這方面，我們還看到多相調(diào)制技術(shù)通過智能管理提高能效的優(yōu)點。

　　我只是提到幾個能效成本便于量化的典型應(yīng)用。大量應(yīng)用提高能效的價值是顯而易見的。以物聯(lián)網(wǎng)為例，能效已成為廣泛接受的關(guān)鍵要求之一，因為某些情況下，設(shè)備必須在不換電池的條件下運行幾十年，例如嵌入式傳感器。白色家電也是消費者購買時注重用電量的一種產(chǎn)品，當然，混合動力車和電動汽車正在推動電池和電源管理技術(shù)全面創(chuàng)新。

　　Intersil認為，不斷提供功能幫助客戶逐步改善并大幅提高能效水平，進而優(yōu)于他們的能耗目標將推動半導體行業(yè)的發(fā)展。這將為開發(fā)新的特性和功能創(chuàng)造空間，我可以更加輕松地享受和諧的電子化生活，即使停電。

　　作者：Intersil公司移動電源產(chǎn)品高級副總裁 Andy Cowell

　　關(guān)于Intersil

　　Intersil公司是創(chuàng)新電源管理與精密模擬解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商。公司產(chǎn)品應(yīng)用于日益智能化、移動化和高電耗的電子設(shè)備，推動電源管理技術(shù)的發(fā)展，提高能效水平并延長電池使用壽命。憑借雄厚的知識產(chǎn)權(quán)實力和長期以來的設(shè)計與工藝創(chuàng)新，Intersil公司是工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施、移動計算、汽車和航空航天等全球最大市場上領(lǐng)先公司深得信賴的合作伙伴。

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