大功率便携式设备的电源管理挑战及其解决方案

功率领域即将发生巨大的变化。例如，新的PMBus电源管理总线标准将在2006进入主流。此外，像直接甲醇燃料电池(DMFC)等电源替代方案正在开发当中，尽管它们离商业推出尚有很长的一段距离。去年11月，国际民用航空组织决定从2007年开始允许使用微型电池供电的笔记本电脑的航班乘客携带两个备用甲醇补充盒。

与此同时，笔记本电脑的电源容量急需提升。便携式设备的电源管理即将变得更加复杂。此外，设计人员还必须密切留意似乎无所不在的LCD背光技术的进步，它已应用到从个人媒体播放设备到大屏幕电视的几乎所有领域中。

笔记本电脑

事实上，在整个主板上，英特尔的下一代笔记本电脑芯片需要的功率最大，大到足以使我们必须以一整套全新的设计要求设计交流功率转换器。

工作电压在1到1.3V之间的芯片组需要30到50A的峰值电流。CPU单独需要40到70W的峰值功率。再加上外设和存储器，全功能笔记本电脑将需要150W以上的功率。在主板上，CPU电压调节器模块(VRM)将采用内插相位来放大电流。

由于笔记本电脑的交直流转换器的额定功率超过75W，它们必须集成功率因子数校正(PFC)电路。市场上目前已出现了一些PFC控制器芯片，未来将会越来越多。

这些笔记本电脑交直流转换器还可能从二极管转向同步整流。这似乎意味着如果转换器的输出电压相当高的话，它将只提供小增益。不过，在减小FET导通电阻和封装技术方面取得的进步(如IR公司的directFET)使得同步整流技术更具吸引力。

上面提到的150W是指峰值功率。英特尔的热设计电流(TDC)规范没有对这些级别上的平均工作功率提出要求。因此，也许那些芯片对电池工作时间的影响不大。

不过，对电源设计人员而言，它们仍然代表着挑战。窍门在于设计一个能够处理峰值功率级热要求的电源，同时在中低功率需求期间保持高效率。

此外，笔记本电脑也可以像服务器和通信背板一样采用一条中间总线。目前笔记本电脑的墙式适配器的输出电压在19V到24V之间，VRM会将它降下来。另一方面，电信设备和服务器系统中的前端交直流转换器也可提供48V的输出电压。在这些系统中，由于电压较高，因此中间总线架构(IBA)的两级降压十分具吸引力。与48V相比，连接到负载点的12V电压为降压调节器提供了一个高效优势，因为它们有助于保持很低的输入电压/输出电压比值。