摘要：綠色節能，對電源的智能管理提出了更高的要求，不僅需要電源系統具有更高的轉換效率，還需要對電源系統進行動態運行的能效分析和控制，使得電源系統隨著各種條件的變化，始終實現高效節能。

　　一切智能化之時，能源管理是否也應該走向智能化?

　　當人們再談論各種節能減排，可再生能源、綠色電子技術之時，很容易忽略掉的是，如何通過更好的規劃電源使用的不同場景，進行有針對性的調整，以達到更高的電源利用效率，這其實也是一種卓有成效的環保策略。更重要的是，在確保用戶體驗不受影響的前提下，再談節能環保才有實際商業的意義，而這種根據工作狀態進行運行狀態調整的智能管理，前提就是不僅不影響用戶體驗，反而能滿足用戶對更高體驗的追求的解決方案，而從成本角度上看，雖然前期在硬件和軟件方面的支出，并需要更多的維護運營成本，但通過節省了能源消耗和提升系統工作效率與主系統的工作時間角度考量，整體的使用成本其實是有所下降的。所以，智能化能源管理，是未來重要的節能趨勢。

　　大到智能電網，普遍到各種電源控制與模式調整，細微到元器件內部的智能PMU，智能化電源管理正在人們的生活中變得越來越普遍。據Gartner分析，在各種半導體改變能源效率的應用中，智能化能源管理是增加用戶體驗最行之有效的方式，并且會在未來3-5年內逐漸成為節能降耗最主要的技術趨勢。而在智能化電源管理過程中，半導體產品的應用量將是以每年20%的數量遞增。

　　廣泛意義上的智能電源管理，是一個完整的軟件與硬件相結合的復雜系統，智能電源管理未來發展的重要主題就是高能效。首先要有能夠對電源系統進行控制管理以及采集各種工作信息參數的硬件設備，然后通過智能電源系統里面的管理軟件，檢測各個設備單元的當前參數，如電壓、電流、溫度、負載變化情況等，然后根據獲取的各單元運行參數通過各種通信協議傳輸，匯總到處理單元進行調度管理，以實現電源系統各單元的有選擇性、高能效、高可靠的運行。　　

 

　　隨著3G技術的迅猛發展，金融、電信網絡的新一代基站和數據中心的建設，也對電源動力系統提出了更高的要求。與此同時，3G技術通信網絡大規模普及，集中度越來越高，數據量傳輸量越來越大，這就要求電源廠商必須加大對創新技術的投入，提高產品的高效節能性能，并通過推出高附加值的產品或解決方案來為用戶節約投資成本，同時保障運行的穩定性和高效性，才能充分保障用戶體驗。系統應用對電源用電量的增加給電源提出了更高的挑戰，可靠性、穩定性都需要達到更高的要求。

　　綠色、模塊化、智能化一直是這幾年電源動力系統技術創新的重點。綠色要求電源系統以高效率、高功率因數運行，不會對電網造成諧波污染，不對其他設備產生電磁干擾;模塊化要求電源提升系統的可靠性;智能化要求電源實現了靈活的故障診斷與保護，確保可靠運行。

　　在本文中，我們很難關注涉及整個智能電源管理的整個系統，我們僅從半導體產品的角度去探討智能電源管理系統對半導體產品的需求以及帶來的改變。

　　智能化趨勢的挑戰

　　智能化逐漸成為電源管理市場的新趨勢，面對智能化的能源和電源管理趨勢，電源半導體產品的面臨著全新的需求與技術上的挑戰。

　　智能電源日漸盛行，NXP大中華區資深產品營銷經理張錫亮認為，這為數字控制系統和數字通信帶來諸多機會，包括無線和有線方式。由于系統可以準確知道所需電量并要求供應相應電量，因此智能電源可以節省更多用電。它還帶來了組合發展機遇，例如在電源線上進行數據通信。對發電廠而言，更容易獲知電源負載 (或需求)，從而更易于準備充足的電量。而對于個人和家庭而言，有更多的電源可供智能分配，如太陽能、風力發電和發電廠供電。一些趨勢推動著智能電源不斷發展：“越來越多的檢測和通信方式 (有線及無線) 耗用更低的電量，例如電源上的數據、Zigbee、WIFI等”。

　　TI中國區業務發展經理程文濤將電源半導體產品在智能化電源系統中應用分為兩個方面，一是增加電源和控制系統之間的通訊的智能，這一點以目前服務器電源的發展為代表;二是電源自身優化控制的智能，這一點以TI的UCD3K為代表。當然TI的UCD3K系列產品也包含了與控制系統之間通訊的智能。目前，在網絡及通訊領域，對電源本身的監控、調節、保護，以及增加電源的智能以保護昂貴的主芯片等方面的要求越來越普遍，市場需求越來越大。在不增加總體成本的前提下如果要達到這些要求，數字控制的電源，或模擬控制帶數字接口的電源成為必需。這已經成為高端電源產品發展的一個共同方向。

　　智能電源管理技術供應商已不僅僅局限在電源技術本身，同時更多地關注系統信號鏈的把握和系統的應用。在器件設計角度來看，通過器件帶有的特性提升整體工作效率。比如,電源器件通過檢測系統的工作狀態，如動態調節輸出電壓來達到效率優化的目的。從工藝角度來看，功率器件工藝的改進是提高效率的關鍵。ADI公司電源管理部門市場工程師張潔萍的視角比較關注通信接口方面，她認為，智能化電源管理需要對用電設備進行即時監控，包括電流、電壓等數值的讀取、分析，進而可以對用電設備的關斷電、重啟進行遠程操作，實現用電的科學管理，實現綜合節能。因此，在智能化電源領域，PMbus接口已逐步成為電源領域通用的接口方式之一，同時電源產品與主控機之間的通信及監控等功能的集成化也日益增多。高效、節能、環保仍是不變的方向發展，產品小型化，高功率密度也是設計新一代產品的關注點。　　

       

　　在設計挑戰方面，創新的技術同樣應運而生。提升能效是電源半導體產品持之以恒的要求和趨勢。一方面，可以采用創新的電源架構來優化電源在完整負載范圍內的能效。另一方面，可以細致分析電源各個可能的功率損耗來源，采取針對性的措施來減小功率損耗，進而提升能效，并配合減小尺寸及提升功率密度。而隨著半導體制造工藝及封裝技術的進步，智能功率IC及智能功率模塊也將是電源半導體產品的重要發展趨勢。