高效率能量管理

测和接口功能、从环境能源中收集少量能量并具备非常低的静态电流。

I2C 等标准串行数字总线的使用使得能够与采用数字技术的 DC/DC 转换器进行简便和高效率通信，而且 PMBus 等新标准为实现组件互操作性提供了方便。重要的稳压器参数 (例如启动特性和定时、输出电压和电流限制、裕度调节规格以及过压和欠压监察限制) 都可以直接以数字方式设定，而无需用电阻和耗费空间的排序与监视产品设定。此外，关键工作参数 (例如温度以及输入和输出电压及电流) 都可以定时监视，并用来优化系统性能和可靠性。

正确部署数字电源以后，可以降低数据中心功耗、加快产品上市、实现卓越的稳定性和瞬态响应，并提高网络设备等系统的总体可靠性。

现在的情况迫使网络设备系统设计师提高系统的数据吞吐量和性能，增加功能和特性。同时，他们还面临着降低系统总体功耗的压力。数据中心面对的挑战是，通过重新调度工作流程，将作业转移到未得到充分利用的服务器上，以关掉一些服务器，从而降低总体功耗。为了满足这些要求，有必要了解最终用户设备的功耗。正确设计的数字电源管理系统可以为用户提供功耗数据，允许做出智能能量管理决策。

凌力尔特公司的 LTC388x 系列数字电源 IC 针对关键负载点转换器功能的实时控制和监视提供高分辨率可编程性和快速遥测回读，因此提供了高度准确的数字电源系统管理。例如，LTC3880 是一款双输出高效率同步降压型 DC/DC 控制器，具备基于 I2C 的PMBus 接口，可使用超过 100 条命令，有内置 EEPROM。该器件整合了同类最佳模拟开关稳压器控制器和精确的混合信号数据转换，可实现无与伦比的电源系统设计和管理，具易用 GUI 的 LTpowerPlay™ 软件开发系统支持该器件。

对于在工业无线传感器甚至可穿戴技术应用中进行少量能量收集而言，凌力尔特专门设计了 LTC3331 来满足这类应用的要求，如图 1 所示。

图 1：LTC3331 能量收集器和电池寿命延长器

LTC3331 是一款完整的能量收集 (EH) 调节解决方案，提供高达 50mA 的连续输出电流，以在可收集能量可用时延长电池寿命。当用收集的能量向负载提供稳定功率时，该器件无需电池提供电源电流，而在无负载情况下用电池供电时，仅需要 950nA 工作电流。LTC3331 集成了一个高压能量收集电源，还有一个由可再充电主电池供电的同步降压-升压型 DC/DC 转换器，这样就可以为能量收集应用提供一个不间断输出，例如无线传感器节点 (WSN) 中的那类能量收集应用。

LTC3331 的能量收集电源由一个适合 AC 或 DC 输入的全波桥式整流器和一个高效率同步降压型转换器组成，从压电 (AC)、太阳能 (DC) 或磁性 (AC) 能源收集能量。10mA 分流电流允许简便地用收集的能量给电池充电，同时低电池电量断接功能保护电池免于深度放电。可再充电电池为同步降压-升压型转换器供电，该转换器在 1.8V 至 5.5V 输入电压范围内工作，当收集能量不可用时，无论输入高于、低于或等于输出，都可用来调节输出。当应对微功率电源时，LTC3331 电池充电器有一项非常重要、不容忽视的电源管理功能。LTC3331 能够对电池充电器进行逻辑控制，因此仅当能量收集电源有多余的能量时，才会给电池充电。如果没有这种逻辑控制功能，能量收集电源就会在启动时卡在某个非最佳工作点上，不能完成启动过程以给目标应用供电。当能量收集电源不再可用时，LTC3331 自动转换为电池供电。这又增加了一个好处：如果适合的能量收集电源至少在一半时间内可用，那么就允许电池供电的 WSN 将工作寿命从 10 年延长至超过 20 年，如果能量收集能源更普遍，其寿命甚至能够延长更长时间。该器件还集成了一个超级电容器平衡器，从而可提高输出存储能力。

结论

有很多产品有助于使我们的生活变得更舒适、更有成效、更方便。不过，代价之一是，会耗尽我们的自然资源。然而，社会不会不尝试降低这种潜在的负面影响，就让这种情况发生。解决这个问题的一项主要行动是负责任地使用我们的能源。最有效的使用方式之一是，对工业自动化系统、通信设备和网络基础设施进行高效率能量管理。

不过，