大功率便攜式設備的電源管理挑戰及其解決方案

功率領域即將發生巨大的變化。例如，新的PMBus電源管理總線標準將在2006進入主流。此外，像直接甲醇燃料電池(DMFC)等電源替代方案正在開發當中，盡管它們離商業推出尚有很長的一段距離。去年11月，國際民用航空組織決定從2007年開始允許使用微型電池供電的筆記本電腦的航班乘客攜帶兩個備用甲醇補充盒。

與此同時，筆記本電腦的電源容量急需提升。便攜式設備的電源管理即將變得更加復雜。此外，設計人員還必須密切留意似乎無所不在的LCD背光技術的進步，它已應用到從個人媒體播放設備到大屏幕電視的幾乎所有領域中。

筆記本電腦

事實上，在整個主板上，英特爾的下一代筆記本電腦芯片需要的功率最大，大到足以使我們必須以一整套全新的設計要求設計交流功率轉換器。

工作電壓在1到1.3V之間的芯片組需要30到50A的峰值電流。CPU單獨需要40到70W的峰值功率。再加上外設和存儲器，全功能筆記本電腦將需要150W以上的功率。在主板上，CPU電壓調節器模塊(VRM)將采用內插相位來放大電流。

由于筆記本電腦的交直流轉換器的額定功率超過75W，它們必須集成功率因子數校正(PFC)電路。市場上目前已出現了一些PFC控制器芯片，未來將會越來越多。

這些筆記本電腦交直流轉換器還可能從二極管轉向同步整流。這似乎意味著如果轉換器的輸出電壓相當高的話，它將只提供小增益。不過，在減小FET導通電阻和封裝技術方面取得的進步(如IR公司的directFET)使得同步整流技術更具吸引力。

上面提到的150W是指峰值功率。英特爾的熱設計電流(TDC)規范沒有對這些級別上的平均工作功率提出要求。因此，也許那些芯片對電池工作時間的影響不大。

不過，對電源設計人員而言，它們仍然代表著挑戰。竅門在于設計一個能夠處理峰值功率級熱要求的電源，同時在中低功率需求期間保持高效率。

此外，筆記本電腦也可以像服務器和通信背板一樣采用一條中間總線。目前筆記本電腦的墻式適配器的輸出電壓在19V到24V之間，VRM會將它降下來。另一方面，電信設備和服務器系統中的前端交直流轉換器也可提供48V的輸出電壓。在這些系統中，由于電壓較高，因此中間總線架構(IBA)的兩級降壓十分具吸引力。與48V相比，連接到負載點的12V電壓為降壓調節器提供了一個高效優勢，因為它們有助于保持很低的輸入電壓/輸出電壓比值。