Maxim芯片在節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：對于便攜式設(shè)備，消費(fèi)者迫切要求延長其電池壽命；對于非便攜式設(shè)備，不斷飆升的能源價(jià)格和最新的能源之星(Energy Star®)規(guī)劃也促使公眾更加關(guān)注待機(jī)功耗問題。因此，符合綠色能源規(guī)范并降低待機(jī)功耗已經(jīng)成為設(shè)計(jì)者追求的新目標(biāo)，特別是對于每天工作24小時(shí)的系 統(tǒng)。為了滿足低功耗要求，電路設(shè)計(jì)人員深知細(xì)節(jié)決定成敗，需要對每一部分電路的電流進(jìn)行仔細(xì)測算。本文介紹了Maxim芯片在典型系統(tǒng)中的應(yīng)用，有助于設(shè) 計(jì)人員降低系統(tǒng)功耗。文中給出的實(shí)例只是Maxim眾多超低電流器件中的幾個(gè)典型例子。

消費(fèi)者迫切要求延長便攜設(shè)備的電池壽命，這也是理所應(yīng)當(dāng)?shù)囊?。產(chǎn)品使用的便利性同樣至關(guān)重要，這一理念已經(jīng)滲透到全社會。例如，我 們不愿意排隊(duì)等候，不能忍受交通堵塞等等，我們往往會為享受特殊待遇而不吝嗇于掏腰包。于是，我們有了自動提款機(jī)，能夠每天24小時(shí)、每周7天提供全天候 營業(yè)；數(shù)字錄像機(jī)(DVR)使我們能夠錄制娛樂節(jié)目以供閑暇時(shí)欣賞；移動設(shè)備則為我們享受全天候的順暢通信和自娛自樂提供保障；類似的事例還有很多。“小 巧、輕便、快捷和簡單”是當(dāng)今消費(fèi)者的追求。作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員，我們深知滿足這些需求是走向成功的必由之路。

更高程度的“綠色”環(huán)保設(shè)計(jì) 需要綜合考慮系統(tǒng)整合、結(jié)構(gòu)、元件選擇以及功能管理等多方面技術(shù)，從而節(jié)約便攜系統(tǒng)每一微安的電流，節(jié)約電力線供電系統(tǒng)每一毫安甚至更多的電流。便攜系統(tǒng) 中，設(shè)計(jì)人員習(xí)慣以微安為單位計(jì)算電流。然而，當(dāng)電路板上一個(gè)指紋大小的污漬所產(chǎn)生的漏電流超過一個(gè)芯片的待機(jī)電流時(shí)，設(shè)計(jì)人員也不得不做出讓步。

“Little Things Mean a Lot”，這是一首流行了50年的老歌，它啟發(fā)我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)滿足當(dāng)前市場需求的便攜產(chǎn)品。我們首先想到的“大”問題是：處于休眠狀態(tài)的微處理器、顯示器耗 電以及閃存，隨后需要考慮的是其它電路。細(xì)節(jié)決定成敗，每一部分電路的電流都要仔細(xì)考量。不同地區(qū)的要求可能不盡相同，典型的待機(jī)功率通常限定在0.5W 至3W以下，通常情況下工作效率應(yīng)該高于80%。

作為一位消費(fèi)者，看到家里的電費(fèi)單時(shí)可能會感到吃驚。而作為一名工程師，我們完全可以設(shè) 計(jì)電路幫助消費(fèi)者降低電費(fèi)。以一臺HDTV DVR接收器為例，一般情況下，接收器消耗的功率為120W，這些接收器往往沒有待機(jī)模式。如果每天工作24小時(shí)，每周工作7天，一個(gè)月的電費(fèi)將達(dá) 到$34.52 (美金) (以北加州$0.399/kWh電費(fèi)計(jì)算)。這僅僅是家里的一臺電器，可以想象我們能夠節(jié)省成本的空間和潛力有多大。一個(gè)普通的中產(chǎn)階層家庭，消耗電能的 電器設(shè)備可能達(dá)到35臺。值得慶幸的是，大多數(shù)電器都有待機(jī)模式，系統(tǒng)空閑時(shí)有助于降低功耗。

另請參考：電費(fèi)計(jì)算器。

不斷飆升的能源價(jià)格使消費(fèi)者更加關(guān)注設(shè)備整體的使用成本。功耗是關(guān)鍵，需要注意的是：房間內(nèi)每增加1瓦功耗，空調(diào)將消耗大約2瓦的功率排放相應(yīng)的熱量。對于工程師而言，堅(jiān)持綠色能源規(guī)范對于我們的事業(yè)和我們賴以生存的地球都是明智的選擇。

工作機(jī)器基本單元

現(xiàn)在，無論是在家里還是辦公室，都能看到工作的電動機(jī)和微處理器。發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，我們會很快意識到我們對電力的依賴性有多大。

圖1. 生活中常見機(jī)器的共同特性