【導(dǎo)讀】提高電源效率、降低待機(jī)功耗、高功率密度、高可靠性、高集成度和低成本是電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。本文將進(jìn)行電源管理技術(shù)的趨勢(shì)分析，并介紹電源管理技術(shù)種類、電源控制和功能的全軟體化。
一、前言
電源管理技術(shù)，也稱作電源控制技術(shù)，它屬于電力電子技術(shù)的范疇，是集電力變換、現(xiàn)代電子、網(wǎng)絡(luò)組建、自動(dòng)控制等多學(xué)科于一體的邊緣交叉技術(shù)，現(xiàn)今已被廣泛應(yīng)用到工業(yè)、能源、交通、信息、航空、國防、教育、文化等領(lǐng)域。
全球的節(jié)能需求、數(shù)字技術(shù)的不斷進(jìn)步、分布式電源結(jié)構(gòu)的日益增加和電子設(shè)備必須遵守的強(qiáng)制性能效規(guī)范需要，連同便攜裝置小型化多功能趨勢(shì)是電源管理技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)力。
二、電源管理技術(shù)種類
1.模擬控制開關(guān)電源
開關(guān)電源小型、輕量和高效率，被廣泛應(yīng)用于以電子計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備等幾乎所有的電子設(shè)備，但它的模擬控制技術(shù)發(fā)展了很多年，各方面都比較成熟，但其無法克服固有的缺點(diǎn)：控制電路復(fù)雜，元器件比較多，不利于小型化的發(fā)展;控制電路一旦成型，很難修改，調(diào)試不方便；控制不靈活，復(fù)雜的控制方法也難以用模擬方法實(shí)現(xiàn)。
2.數(shù)字控制開關(guān)電源
數(shù)字控制的開關(guān)電源不可避免地存在以下問題：AD轉(zhuǎn)換器的速度和精度成反比。它有以下兩種實(shí)現(xiàn)方式：
第一種是單片機(jī)通過外接A/D轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行采樣，采樣后對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和調(diào)節(jié)，再把結(jié)果通過D/A轉(zhuǎn)換后傳到PWM芯片中，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)開關(guān)電源的開關(guān)電源間接控制。
第二種是通過高性能數(shù)字芯片如DSP對(duì)電源實(shí)現(xiàn)直接控制，數(shù)字芯片完成信號(hào)采樣AD轉(zhuǎn)換和PWM輸出等工作，由于輸出的數(shù)字PWM信號(hào)功率不足以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管，需通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)。
3.電源控制處理器
隨著數(shù)字芯片和電源技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了為電源控制而開發(fā)出來的電源控制處理器，它的控制處理器主要由高速AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)字PID補(bǔ)償器和數(shù)字PWM輸出三部分組成。反饋環(huán)路的控制由它來完成，中央處理器作為管理模塊應(yīng)用在電源上。
4.KMV電源控制(Power Control)
在北美和歐洲市場(chǎng)，相對(duì)普及的Remote Reset服務(wù)也被稱為PowerControl，它們常被應(yīng)用在服務(wù)器異常、死機(jī)、或遠(yuǎn)程管理操作失誤導(dǎo)致無法連接服務(wù)器的場(chǎng)合。使用該服務(wù)，用戶可以通過WEB頁面管理自用服務(wù)器的重啟功能。國際對(duì)于網(wǎng)絡(luò)電源控制的應(yīng)用起源于上世紀(jì)90年代。美國及加拿大地區(qū)(即北美地區(qū))的數(shù)據(jù)中心對(duì)這項(xiàng)業(yè)務(wù)簡稱為RemoteReset Port，這些數(shù)據(jù)中心對(duì)于這項(xiàng)功能的普及率已經(jīng)達(dá)到了85%以上。
它具有以下好處：
1)降低成本――只需要一組或少數(shù)幾組鍵盤、顯示器及鼠標(biāo)，就可以控制與管理許多臺(tái)服務(wù)器。這不只會(huì)降低硬件成本，還可以空出更多寶貴的空間，此外還能降低對(duì)于電力與空調(diào)系統(tǒng)的需求。
2)提升企業(yè)連續(xù)性――允許以“獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)外的方式訪問公司的服務(wù)器及其它IT設(shè)備。即使企業(yè)網(wǎng)絡(luò)本身出現(xiàn)故障，IT人員仍然能夠訪問、控制及管理公司的服務(wù)器。
3)不受限于硬件平臺(tái)與操作系統(tǒng)――可以在不同的服務(wù)器環(huán)境運(yùn)作，如HP、IBM 及Sun，可執(zhí)行各種不同的操作系統(tǒng)，例如Solaris、Unix 或 Windows。
5.網(wǎng)絡(luò)電源控制器PowerBox
在國內(nèi)，有公司研發(fā)并主推的PowerBox網(wǎng)絡(luò)電源控制器特別突出了產(chǎn)品的“智能和“無人值守的健康管理概念，它在國內(nèi)外KMV電源控制(PowerControl)最優(yōu)成果的基礎(chǔ)上，引入以太網(wǎng)絡(luò)、多途徑無線網(wǎng)絡(luò)、語音服務(wù)等新穎的通訊手段，并使用自主研發(fā)的控制芯片以設(shè)置時(shí)間任務(wù)觸發(fā)和條件任務(wù)觸發(fā)的方式構(gòu)成了可遠(yuǎn)程管理和計(jì)劃管理的電源分配單元。
而關(guān)于它的優(yōu)點(diǎn)則更勝一籌：
1)把管理權(quán)更多分配給用戶，從根本上延長了用戶各種服務(wù)的有效在線時(shí)間。這樣既能保證最終客戶重啟服務(wù)器的時(shí)效性，又可以有效避免由于人工誤操作而造成的損失，解決了原有服務(wù)對(duì)人工的依賴性，而且電能、溫度、濕度等供電和機(jī)房環(huán)境因子也可隨心查看。同時(shí)這也有利于終端用戶對(duì)自己的設(shè)備管理情況進(jìn)行實(shí)時(shí)了解，便于供需雙方的透明監(jiān)督。
2)減少利益各方的管理費(fèi)用。7×24的無人值守式自監(jiān)控服務(wù)，真正的做到了時(shí)刻對(duì)虛擬設(shè)備的監(jiān)控，縮短了設(shè)備異常時(shí)的自響應(yīng)時(shí)間，減少了由于異常原因而導(dǎo)致的損失，從而推動(dòng)了IT管理事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
3)簡約高效可靠。軟件界面友好明朗，硬件組建和維護(hù)時(shí)間短，可集中布線，節(jié)約機(jī)柜空間。它同時(shí)兼有可靠的故障保持設(shè)計(jì)、單一設(shè)備點(diǎn)名或輪檢燈點(diǎn)名功能、計(jì)劃任務(wù)管理和日志查詢和管理功能、溫濕度和供電狀態(tài)顯示功能、某些型號(hào)的液晶顯示屏和查詢觸摸塊功能等。
三、電源控制和功能的全軟體化
隨著電源控制的網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程化、智能化及其功能的模塊化和全軟件化，網(wǎng)絡(luò)電源控制器將不可避免地被廣大企事業(yè)或家庭、個(gè)人等接受和應(yīng)用，以下兩點(diǎn)特性將備受矚目。
1.更易實(shí)現(xiàn)電源的網(wǎng)絡(luò)化功能，同時(shí)降低成本。
2.產(chǎn)品的生產(chǎn)、調(diào)試過程大幅簡化。輸出電壓、保護(hù)點(diǎn)等參數(shù)均可由軟件直接設(shè)定，無須人員調(diào)試，更加符合現(xiàn)代規(guī)模化生產(chǎn)節(jié)奏。
四、結(jié)語
隨著互聯(lián)網(wǎng)在中國的普及，新一代的電源控制電路要提供時(shí)序、占空比控制、故障保護(hù)、回路調(diào)節(jié)和電源開關(guān)控制等功能。而提高電源效率、降低待機(jī)功耗、高功率密度、高可靠性、高集成度和低成本是電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
鑒于新的通信和聯(lián)網(wǎng)要求是市場(chǎng)發(fā)展的必然選擇，而公平有效的電源管理是企業(yè)全新發(fā)展的一個(gè)不可或缺的推力，因此，恒安科技的網(wǎng)絡(luò)電源控制器PowerBox系列將為新的IT行業(yè)健康發(fā)展提供更好的技術(shù)和管理支撐。
