破除低電壓迷思 重新審視高電壓設(shè)計必要性
我確實想知道，一些模擬件供貨商是否曾經(jīng)采取過一些富有遠(yuǎn)見的行動，將某些IC設(shè)計工程師派遣到數(shù)字IC公司充當(dāng)所謂的‘鼴鼠’(moles，此處意指長期潛伏的間諜)？這些‘鼴鼠’們堅持盡可能多地采用不同的電源軌，以刺激更多與電源IC相關(guān)的業(yè)務(wù)。正如微軟日益龐大的軟件操作系統(tǒng)能夠驅(qū)使對PC中RAM和硬盤的要求一樣，我的想法說不定是真的。
然而，除了所有的低電壓議論之外，模擬和電源公司都知道，較高電壓系統(tǒng)的運作非常良好，在業(yè)界，這幾乎不是秘密?？纯催@些公司們近來推出的產(chǎn)品，你將看到許多組件具有兩位數(shù)的輸入和輸出電壓額定值。這些組件并不是針對特殊應(yīng)用，例如需要幾百伏電壓的X光管，雖然它們所需的電流非常低。這些擁有兩位數(shù)電壓的組件主要是針對10到100V范圍的電源所設(shè)計，所提供的電流為幾個安培。
為什么是這樣呢？正常情況下，是物理現(xiàn)實(physicalreality)定義了模擬世界。在輸入端，你可能想工作在從汽車電池的12V標(biāo)稱電壓(通常更高)到48V的電信電源電壓范圍內(nèi)。在輸出(負(fù)載)端，則是執(zhí)行真實的工作并消耗功率。兩個簡單的方程式說明了一切：P=VxI和V=IxR。在線路中，大的IR損耗會因大電流而造成功率的浪費；而讓人更加沮喪的是，較低損耗的導(dǎo)體是一種昂貴的解決方案。
現(xiàn)在，問題來了，究竟是誰需要這種功率呢？以用于視訊相機(jī)的以太網(wǎng)絡(luò)供電(PoE)為例，以單一應(yīng)用的角度來看，這種技術(shù)完全沒有問題，因為其定義的功耗等級是適中的。然而，假設(shè)你還需要為相機(jī)的控制變焦(PZT)馬達(dá)供電，盡管PZT功能并不是經(jīng)常需要使用到，但它的臨時功率需求卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相機(jī)的功率需求。這個例子一樣可用來說明PoE所面臨的情況：一個簡單的PoE電話是一個適中的負(fù)載，而充滿了PoE設(shè)備的辦公室卻不是；同時，用12V為汽車提供5到10kW的功率是非常困難的。因此，汽車制造商已經(jīng)啟用了42V系統(tǒng)。
工程師都知道，最有效傳輸功率的途徑是采用高電壓、小電流。電源工程師在100多年前就已經(jīng)了解這一點；這就是為何今天所有的輿論都朝向所謂的超低電壓操作，而且研究降低功耗技術(shù)也成為一種熱門議題之際，他們?nèi)匀怀掷m(xù)提高傳輸線上電壓的最主要原因。
讓工程師這么做的電力定律，也可以讓我們這么做。事實上，模擬IC供貨商已經(jīng)意識到這種事實，這也是為何他們重金投入較高電壓制程和設(shè)計的主要原因，盡管今天幾乎所有與電源領(lǐng)域相關(guān)的新聞，都是關(guān)于1V操作的組件。
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