電源管理是指如何將電源有效分配給系統(tǒng)的不同組件。電源管理對于依賴電池電源的移動式設備至關重要。通過降低組件閑置時的能耗，優(yōu)秀的電源管理系統(tǒng)能夠將電池壽命延長兩倍或三倍。電源管理技術也稱做電源控制技術，它屬于電力電子技術的范疇，是集電力變換，現(xiàn)代電子，網絡組建，自動控制等多學科于一體的邊緣交叉技術，現(xiàn)今已經廣泛應用到工業(yè)，能源，交通，信息，航空，國防，教育，文化等諸多領域。

資源的日漸稀缺，使得全球的節(jié)能意識覺醒，這驅使著一代又一代的科研人員奮力在節(jié)能發(fā)展的第一線，今天我們要說的電源管理就是其中一個方面。數(shù)字技術、集成電路技術的不斷提高、時代的進步，科技的發(fā)展，我們開始追求裝置便攜化、小型化、多功能化，這些促使電源管理技術不斷向前發(fā)展。

本文詳細介紹了電源管理概念、分類、工作方式等，讓大家更加了解電源管理的相關知識。

01什么是電源管理電源管理是指如何將電源有效分配給系統(tǒng)的不同組件。電源管理對于依賴電池電源的移動式設備至關重要(比如：手機、筆記本電腦)。一個優(yōu)秀的電源管理系統(tǒng)能夠通過降低組件閑置時的能耗將電池壽命延長2~3倍，電源管理技術是集電力變換，現(xiàn)代電子，網絡組建，自動控制等多學科于一體的邊緣交叉技術，應用領域廣泛涉及工業(yè)，交通，信息通訊，航天航空，國防教育，文化等。

02電源管理的發(fā)展歷程上世紀40年代晶體管問世，不久后，作為電源管理技術的發(fā)展基礎的晶閘管在晶體管漸趨成熟的基礎上問世，從而揭開了電源管理技術長足發(fā)展序幕。

1979年發(fā)明了功率場效應晶體管 (MOSFET)，1986年高壓集成電路(HVTC)開始出現(xiàn)，這就是最早的電源集成電路。

上世紀80年代，確定了集成化是電力電子技術未來發(fā)展方向，電源集成電路逐步成為功率半導體器件中的主導器件，開啟了電源管理的新時代。自出現(xiàn)以來，電源管理技術發(fā)展勢頭迅猛，已經成為了涵蓋生產生活大小方面的關鍵部分。

03電源管理的分類從一定意義上來說，“功率半導體”也稱為“電源管理半導體”，也正是因為大量集成電路進入電源領域，大家普遍將電源技術統(tǒng)稱為“電源管理”。

電源管理半導體從所包含的器件來說，明確強調電源管理集成電路(也稱電源管理IC)的位置和作用。電源管理半導體包括兩部分，電源管理集成電路和電源管理分立式半導體器件。

電源管理集成電路可以分成電壓調整器和接口電路兩類。電壓調整器包含線性低壓降穩(wěn)壓器(即LDO)，以及正、負極輸出系列電路，此外有脈寬調制(PWM)型的開關型電路等。隨著技術的發(fā)展，集成電路芯片內集成的數(shù)字電路的物理尺寸日漸縮小，工作電源也隨之向低電壓發(fā)展，一系列新型電壓調整器應運而生。電源管理用接口電路主要有接口驅動器、馬達驅動器、功率場效應晶體管(MOSFET)驅動器以及高電壓/大電流的顯示驅動器等等。

電源管理分立式半導體器件大致可以分成兩大類，一類包含整流器和晶閘管;另一類是三極管型，包含功率雙極性晶體管，含有MOS結構的功率場效應晶體管(MOSFET)和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等。

04電源管理IC分類電源管理半導體中的主導部分是電源管理IC，大致可歸納為下述8種。

AC/DC調制IC。內含低電壓控制電路及高壓開關晶體管。

DC/DC調制IC。包括升壓/降壓調節(jié)器，以及電荷泵

功率因數(shù)控制PFC預調制 IC。提供具有功率因數(shù)校正功能的電源輸入電路。

脈沖調制或脈幅調制PWM/ PFM控制IC。為脈沖頻率調制和/或脈沖寬度調制控制器，用于驅動外部開關。

線性調制IC(如線性低壓降穩(wěn)壓器LDO等)。包括正向和負向調節(jié)器，以及低壓降LDO調制管。

電池充電和管理IC。包括電池充電、保護及電量顯示IC，以及可進行電池數(shù)據通訊“智能”電池 IC。

熱插板控制IC(免除從工作系統(tǒng)中插入或拔除另一接口的影響)。

MOSFET或IGBT的驅動 IC。

以上電源管理IC中，電壓調節(jié)IC是發(fā)展最快、產量最大的一類，各種電源管理IC基本上和一些相關的應用相聯(lián)系，根據不同應用領域，還可以延伸出更多類型的器件。

05電源管理IC應用領域電源管理IC應用在便攜式產品(手機、數(shù)碼相機、筆記本電腦、MP3播放器、移動硬盤等)、數(shù)字消費類電子產品(高清晰度電視機、LCD電視機和面板、DVD播放機)、計算機、通信網絡設備、工業(yè)設備和汽車電子。其中消費類電子產品是電源管理芯片的最大應用領域。

不管什么應用或產品都必須采用相應的電源管理技術才能充分發(fā)揮它們的功能。

電源管理是指對計算機或其他電子設備的電源進行有效管理和控制，以達到更高的能源效率和更長的電池壽命。它涉及到對設備的電源消耗進行監(jiān)控、調整和優(yōu)化，以最大限度地減少能源的浪費，并延長設備的使用壽命。

電源管理的主要目標是什么?

提高能源利用效率

通過對電子設備的電源進行有效的管理和控制，可以減少能源的浪費，提高能源的利用效率。

延長電池壽命

對于移動設備，如筆記本電腦、手機等，電源管理可以有效地延長電池的使用壽命，減少更換電池的頻率。

降低能源消耗

通過對設備的電源進行有效的管理和控制，可以降低設備的能源消耗，減少環(huán)境污染和能源浪費。

增強設備的穩(wěn)定性和可靠性

對電子設備進行有效的電源管理，可以降低設備的溫度和電壓波動，增強設備的穩(wěn)定性和可靠性，減少設備故障的概率。

電源管理系統(tǒng)的主要組成部分是什么?

電源管理芯片

電源管理芯片是負責控制、監(jiān)控和管理電子設備電源的關鍵組件，它能夠監(jiān)測電池的電量、溫度和電壓等參數(shù)，并根據設定的策略來對電源進行管理和控制。

電源適配器

電源適配器是將交流電轉換為直流電并提供給電子設備的裝置，它的功率大小對設備的電源管理至關重要。

電池

電池是移動設備的重要組成部分，它的類型、容量和質量都會影響電源管理的效果。

操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)是電子設備的核心軟件，它可以通過控制設備的硬件資源來實現(xiàn)電源管理，如調節(jié) CPU 頻率、關閉不必要的設備等。

應用程序

一些應用程序也可以通過控制設備的硬件資源來實現(xiàn)電源管理，如調節(jié)屏幕亮度、關閉背景程序等。

電源管理工具

電源管理工具是一些專門為電源管理而設計的軟件，它們可以幫助用戶更好地管理和控制電子設備的電源，如設置電源模式、調節(jié)電池使用時間等。

電源管理對于設備的性能有什么影響?

降低設備性能

在電源管理模式下，操作系統(tǒng)會自動調整 CPU 的頻率，以達到節(jié)能的目的，但這會降低設備的運行速度和性能。

延長啟動時間

在電源管理模式下，設備的啟動時間會比較長，因為操作系統(tǒng)需要重新加載和配置硬件資源。

降低屏幕亮度

為了節(jié)省電量，電源管理會自動降低屏幕的亮度，這會導致屏幕顯示效果變差，影響用戶的視覺體驗。

減少設備響應時間

為了節(jié)省電量，電源管理會自動關閉一些不必要的設備，這會導致設備的響應時間變慢。

限制設備功能

為了節(jié)省電量，電源管理會自動關閉一些不必要的功能，如聲音、攝像頭等，這會限制設備的功能和使用范圍。

電源管理如何影響設備的能效?

減少能源浪費

通過電源管理，可以監(jiān)控、調整和優(yōu)化設備的電源消耗，避免能源的浪費和過度消耗，從而提高能源利用效率。

延長電池壽命

電源管理可以有效地延長電池的使用壽命，減少更換電池的頻率，進而減少電池的廢棄量，提高資源利用效率。

降低能源消耗

通過電源管理，可以降低設備的能源消耗，從而減少環(huán)境污染和能源浪費，提高能源利用效率。

提高能效比

電源管理可以減少設備的能源消耗，提高設備的能效比，從而達到更好的節(jié)能效果。

電源管理如何影響設備的安全性?

數(shù)據丟失

在電源管理模式下，如果設備電量不足，可能會導致數(shù)據丟失，影響設備的安全性。

病毒感染

在電源管理模式下，如果關閉了防病毒軟件和防火墻等安全軟件，可能會使設備容易受到病毒和網絡攻擊的侵害，影響設備的安全性。

降低密碼安全性

在電源管理模式下，為了節(jié)省電量，設備可能會自動進入睡眠狀態(tài)，此時如果未設置密碼保護，可能會使設備容易被他人盜取或竊取重要信息，降低密碼的安全性。

硬件損壞

在電源管理模式下，為了節(jié)省電量，設備可能會自動關閉硬件設備，但頻繁地開關硬件設備也會對其造成損壞，影響設備的安全性。