2015最受欢迎技术文章排行榜：电源管理 TOP 18

在过去的一年中，从汽车电源设计到开关电源设计，再到无线电力传输等电源管理技术一直是行业内关注的热点。为帮助读者理顺、深入了解电源管理技术在过去一年的发展进程，EDN China从即日起推出《2015最受欢迎技术文章排行榜》系列文章，最接地气地为大家全景展示无线电力传输的过去、现在、以及未来。那么，在过去的2015年中电源管理的哪些技术最受关注呢，是否有进步及完善呢？我们一起来看下。 (多图) 尼古拉●特斯拉和无线电力传输的未来 在便携式电子设备和电动汽车领域中，无线电力传输，特别是用于电池充电的无线电力传输，正呈现出日益增长的市场发展趋势。尼古拉•特斯拉（Nikola Tesla）于19世纪晚期首次提出无线电力传输这一概念并充分展示了他的理论。最终目标是无需大体积的电池就能使智能手机或平板电脑或物联网(IoT)长期工作。 (多图) 能量采集器件取代物联网传感器电池 近年来，物联网(IoT)与机对机( M2M )市场和技术引起了人们广泛的关注。物联网与机对机的概念不仅是指个人电脑和手机通过互联网相连，而且包括所有数十亿个“物体”和设备为提高其使用效率而通过互联网或局域网实现的无线互联。伴随这数十亿个物体而来的，还有必须购买、维护和处置的数十亿块电池。为此，能量采集技术提供了一个直截了当的解决方案，使用清洁能源轻松地为这些设备远程充电。 (多图) 关于防反接保护电路设计的讨论 通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护。另外还可以用二极管桥对输入做整流，这样电路就永远有正确的极性。这些方案的缺点是，二极管上的压降会消耗能量。利用了MOS管的开关特性，控制电路的导通和断开来设计防反接保护电路，由于功率MOS管的内阻很小，现在 MOSFET Rds（on）已经能够做到毫欧级，解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题。 IC上电和关断(1)：上电复位(POR) 许多IC 都包含上电复位(POR)电路，其作用是保证在施加电源后，模拟和数字模块初始化至已知状态。基本POR功能会产生一个内部复位脉冲以避免"竞争"现象，并使器件保持静态，直至电源电压达到一个能保证正常工作的阈值。注意，此阈值电压不同于数据手册中给出的最小电源电压。一旦电源电压达到阈值电压，POR电路就会释放内部复位信号，状态机开始初始化器件。 IC上电和关断(2)：断电还是关断？ 现代集成电路采用精密复杂的电路来确保其开启后进入已知状态，保留存储器内容，快速引导，并且在其关断时节省功耗。本文提供有关使用上电复位和关断功能的一些建议。 单片机最小系统组成及电源/复位/振荡电路解析 对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。51单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，51单片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源供电模块。 深入理解电容，波纹和自发热 在评估纹波时，通常围绕纹波电压和纹波电流这两个组成部分来进行。在大多数应用中，纹波是工程师要最大限度抑制的一种电路状态。例如，在将交流电源转换成稳定直流输出的AC-DC转换器中，要竭力避免AC电源会以一种小幅、根据频率的变化信号叠加在DC输出之上的一种现象。然而，在其它情况下，波纹可以是种必要的设计功能。 物联网时代需要怎样的电源管理？ 物联网时代仍处于萌芽期，市场也在不断洗牌；拥有出众的电源管理技术无疑会是新应用取得成功的一大关键。本文针对物联网话题采访了五家行业领先半导体厂商，请他们谈谈物联网时代电源管理技术会有哪些新动向，以及这些新技术反映到终端应用又会带来哪些新的价值。 软开关设计：典型电路及软件代码 何为软开关？软开关是相对于硬开关而言。硬开关顾名思义，电源的开断完全取决于硬件，是物理层上的开合；而软开关，则是必须借助于软件，准确地说是借助软件来进行关闭。两者各有优劣。 详解LED PWM调光技术及设计注意点 无论LED是经由降压、升压、降压/升压或线性稳压器驱动，连接每一个驱动电路最常见的线程就是须要控制光的输出。现今仅有很少数的应用只需要开和关的简单功能，绝大多数都需要从0～100%去微调亮度。目前，针对亮度控制方面，主要的两种解决方案为线性调节LED的电流(模拟调光)或在肉眼无法察觉的高频下，让驱动电流从0到目标电流值之间来回切换(数字调光)。利用脉冲宽度调变(PWM)来设定循环和工作周期可能是实现数字调光的最简单的方法，原因是相同的技术可以用来控制大部分的开关转换器。 (多图) 为可穿戴设备提供更出色的电源管理解决方案 可穿戴设备正集成越来越多的功能，这为电源管理带来挑战。可穿戴设备中的电池通常非常小，设备又需要长时间工作而不用充电，因此功耗是一个关键的设计考虑因素。要保证可穿戴设备的时尚性，电路需要保持在极小的尺寸以内，这使电源管理等器件更倾向于采用单芯片解决方案。 电源小贴士：教你用分立组件设计稳健低成本的串联线性稳压器 有些应用需要宽松的输出调节功能以及不到20mA的电流。对这样的应用来说，采用分立组件打造的线性稳压器是一种低成本高效益的解决方案。而对于具有严格的输出调节功能并需要更大电流的应用，则可使用高性能的低压差线性稳压器（LDO）。前一种电路相关的设计存两个挑战挑战。第一个挑战是要调节输出电压，第二个挑战是要在短路事件中安然无恙。这篇文章中将讨论如何用分立组件设计稳健的线性稳压器。 开关电源设计中电感的选择 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感值，还要考虑电感可承受的电流，绕线电阻，机械尺寸等等。本文专注于解释：电感上的DC电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 电池供电设备电流监控的三个要点——你真的做对了吗？ 目前，电流检测的阻值非常低，其主要用于测量流经其山的电流。通过该电阻的电流主要是通过电阻两端的电压反映出来，所以通过应用公式I=V/R该公式是由某著名学校的老师乔治-西蒙-欧姆提出的：即电阻上的电流与电压成正比。本文的主题——电阻选择、高边或低边监测以及检测放大器的选择——都是以这个电气工程基本公式为基础的。 汽车电源设计趋势分析：从线性方案迈向开关方案 如今，汽车电子工程师要面临更多的挑战：数字元件的增多导致电源电压下降以及元件内电流上升，加上政府法规对二氧化碳排放的要求日趋严苛，以及消费者对燃油经济性的要求，工程师需要从电源管理模块的设计方面考虑如何降低功耗，减小静态电流，提升系统能效并符合各种环境法规及安全标准。开关方案提供比线性方案更高的能效。对设计师来说，了解从线性方案迈向开关方案的设计考量及其对设计的影响是很有必要的。 选择合适变压器应注意的几点问题 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，变压器主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等等。要想让电路达到稳定就要选择合适的变压器。下面为你介绍变压器选用中的几点问题。 什么是负载开关，为什么需要负载开关？ 集成负载开关是可用于开启和关闭电源轨的集成电子继电器。大部分基本负载开关包含四个引脚：输入电压引脚、输出电压引脚、使能引脚和接地引脚。当通过ON 引脚使能器件时，导通FET 接通，从而使电流从输入引脚流向输出引脚，并且电能传递到下游电路。 TITLE:什么是负载开关，为什么需要负载开关？ 同步降压转换器电路分析及输出纹波的探讨 本文将以傅里叶函数方式来探讨同步交换式降压转换器输出电压纹波的波形，并依电容完整等效串联电阻、等效串联电感、电容值对应的公式，经由理论推导，有效地分析电源模块输出端纹波成分。

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