电源管理技术在便携式电子设备的应用

电源管理技术在便携式电子设备的应用

韩健勇

广东美的厨房电器制造有限公司

摘要：当今时代中，人们的生活中充斥着各种各样的便携式电子设备，它们与我们的生活息息相关。由此带来的问题之一就是电源管理的问题。为了保证便携式电子设备的正常运行及延长使用寿命，电源管理技术是关键。本文论述了电源管理技术在便携式电子设备中应用的必要性、分析电源管理技术未来的发展状况以及当前电源管理技术的实现情况。

关键词：电源管理技术；便携式电子设备；应用

随着便携式电子设备的出现，因其方便携带且能够广泛应用而越来越多的占据人们的生活，但是如何通过合理的电源管理技术来保证便携式电子设备的运行是一个重要的命题。

一、电源管理技术的必要性

（一）合理利用能源，减少能源浪费

当前形势下，全球能耗问题日益严峻，为实现人类的可持续发展，则有必要进行合理的能源分配，减少能源浪费。特别是电能，电能是当前世界中的主要应用能源，而当前我国的电力供应紧张，这就要求我们需要借助关键技术尽可能的减少电能浪费，有效充分的利用每一份电能，让每一份电能都发挥出它应有的作用。这就要求通过科学合理的电源管理技术来实现[1]。

（二）保证人们生活的正常持续运转

当今人们的生活被各种便携式电子设备所占据，比如手机、MP3、相机等。这些便携式电子设备体积小、重量轻、易携带、使用方便，且应用广泛，因此便携式电子设备应用呈上升趋势。然而，这些便携式电子设备都是采用电池供电，严重依赖电池，且能耗问题突出，应该在保证便携式电子设备正常运行的基础上，尽可能的减少能源（电能）消耗，这是极为关键的问题。因此，便携式电子设备的正常持续的应用对电源管理技术提出了要求。这就需要通过合理有效的电源管理技术，来不断提升便携式电子设备的使用性能。通过科学合理的电源管理技术的使用，能够将便携式电子设备的电池寿命提升两倍以上[2]。

（三）市场需求拉动电源管理技术的发展

我国开始发放3G牌照，这就意味着便携式多媒体终端有了更多的用武之地，比如基础网络设备、无线基站以及3G手机等的需求增多，而这些便携式多媒体终端的应用又必然会使得电源管理市场快速成熟。除此之外，市场上对于易携带的笔记本电脑的需求持续增加带动了电源管理器件行业的发展。汽车内部使用的一系列电子系统，也对功率流通的管理提出了新的要求。

二、电源管理技术未来发展趋势

根据现有情况，推测电源管理技术将会出现以下四个发展趋势。

（一）集成趋势

不同的功能器件或板卡模块需要使用不同的电压和电路来实现供电，这一点不管是对于便携式电子设备或是网络通信设备同样适用，但是实际情况下，能够为电压电路提供的空间有限，且电源的电能储备有限，为了适应这一特点，电源芯片供应商或者将多路电压转换集成至单芯片封装内，或者在电源管理系统中同时安装了开关转换器和低压差线型稳压器，由此简化电压电路系统。这样一来，不仅解决了空间限制的问题，而且多个器件结合在一起，互相搭配发挥作用，大大节约了元件的使用以及由此带来的成本，同时对电源得以控制[3]。

（二）数字化控制的引入

传统的动态控制无法实现多电压的控制，无法对便携式电子设备实行有效的电源管理。为了实现对便携式电子设备多电压、多功率的控制，数字化控制技术便被引入。该种技术能够通过控制数字化内核以及一个嵌入式通信接口，从而实现对多个电源转换模块和外部元件进行控制和转换。这样一来，实现了便携式电子设备内部电压的灵活控制转换，有利于便携式电子设备的电源管理。比如，一些企业为便携式应用设备研制出的电源可实现灵活的、可编程的控制多个电路，有效的实现电源管理，提升电源利用效率。在低电流的便携式设备中经常会出现这种做法，如今这种方式被高电流应用领域借鉴过来加以使用。

（三）精度的不断提高

为提升便携式电子设备电源利用效率，减少电能消耗的浪费，需要对便携式电子设备的每个器件或模块进行合理有效的控制转换，提升便携式电子设备的控制精度。因此，这要求不断提高便携式电子设备的电源管理技术的精准化程度。若便携式电子设备中的集成电压过大，精准化的电源管理技术可有效控制这种变化，使得电压保持在合理范围，减少不必要的能源浪费。同时，便携式电子设备集成电路中的低电压趋势也要求电源管理技术必须向着更精确的方向发展[4]。

（四）体积不断优化

便携式电子设备的电源管理器件体积有不断减少的趋势，因为电源管理技术厂家越来越注重对电源管理器件体积的优化，保证不影响便携式电子设备正常使用的前提下，不断减小电源管理器件的占用空间。同时电源器件的散热性能得到提高，产品成本也得到有效控制。

三、电源管理技术在便携式电子设备中的实现

（一）电池的循环次数能够随时查看

便携式电子设备中电池至关重要，但是随着电池使用时间的延长，不断充放电次数的增加，电池的寿命也在不断缩小，电池性能不断衰退，最终失去作用。而电源管理技术的应用可以保证用户随时查看电池的循环次数，不断掌握电池使用情况。这样一来，可以有效减少便携式电子设备电能的损耗，提升电源使用周期，延长电源使用寿命。

（二）选择最优电源管理方案

便携式电子设备内含多种电源管理方案，用户需根据不同的场景，如工作或休闲，通过比对电源管理中的多项功能，为便携式电子设备选择最优的电源管理方案，充分利用便携式电子设备中的电源效能。

（三）自定义电源管理方案

除了内置的各种电源管理方案外，用户还可以自定义电源管理方案。内置的各种方案或许无法充分的满足用户的各种方案，此时，用户可根据自己实际需要，自定义合适的电源管理方案，最大限度的提升电源利用效能。

（四）对电源的健康程度进行定期检查

电源管理技术使得用户随时掌握便携式电子设备的使用情况成为可能。应用电源管理技术，用户可对便携式电子设备的电源进行随时体检，确保电源的使用情况，根据体检情况，做出相应调整。电池的健康程度被分为三种：健康是绿色，表示电池可继续使用；若电池已出现老化，则显示为黄色，此时应随时注意电池的使用情况；若电池报废，失去使用效用，则显示为红色，此时应尽快更换新电池。

（五）定期维护电池

电池使用较长时间后会出现老化，导致电池使用效用下降，容量减小，影响电池使用寿命。用户可利用电池维护功能，对电池进行定期维护，定期激活电池容量，延长电池使用寿命。

四、电源管理技术硬件的选择

（一）选择合适的电源

电源有着不同的指标，如直流电和交流电以及电源的电压和电流的大小，在对便携式电子设备实行电源管理时应根据实际情况选择合适的电源[5]。

（二）选择合适的电路拓扑结构

电路拓扑结构包括线型稳压类型、开关电源类型以及电荷泵等。在实际使用中，需要根据便携式电子设备对电源的实际需求选择合适的电路拓扑结构。

（三）选择合适的电路实现方式

常见的电源电路实现方式包括分立元件和集成电路两种。这两种方式各有特点，集成电路占用空间较小因此能耗及使用成本较低，缺点就是电路的维护存在困难；分立元件占用空间较大，因此能耗较高。综合两种电路特点来看，根据便携式电子设备对电源的要求，选择占用空间较小、能耗、成本较低的集成电路是合适的选择。

小结

便携式电子设备的不断普及使用，对电源管理技术提出了更高的要求。通过合理有效的电源管理技术能够有效提高便携式电子设备的使用效率及使用寿命。只有合适的电源管理技术才能更好的为便携式电子设备服务，保证其更好运行。在便携式电子设备只用中，应根据实际情况选择合适的电源管理技术。同时，电源管理技术的不断发展完善势必会促进便携式电子设备的使用效能。

参考文献：

[1]吴娟.便携式电子设备的电源管理技术探讨[J].重庆电子工程职业学院学报，2010，19（6）：153-154

[2]蔡美芬.电源管理技术在便携式电子设备中的应用[J].求职导刊，2016，（05）：72

[3]娄佳娜.现代便携式设备中集成式电源管理的关键技术研究[D].杭州，浙江大学，2011

[4]陈明阳.用于便携式医疗电子设备的低压低功耗电源管理关键技术研究[D].杭州，浙江大学，2013

[5]林春成.便携式电子设备的电源分布及电源管理设计[J].机电工程技术，2008，（12）