嵌入式系统电源设计
关键的外卖
文本应电源设计中电力和能源问题。
编码,能源效率最大化。
四个硬件电路用于构建嵌入式系统电源。
电源设计嵌入式系统可以存储在银行后备电源。
停下来闻闻玫瑰花香在电子设计是很少做的,但是它允许更大的升值的巨大进步行业已经在很短的时间。二十年来,计算能力包含在一个高端桌面现在可以成功复制手持PCB。萎缩死亡也同样减少了相应的权力要求相同数量的处理能力:曾经需要笨重的供电单元而不是可以更可控的电路来完成一些离散的元素组成。
嵌入式系统电源设计是更复杂的比标准装置由于存在复杂的软件,最大限度地减少能源消耗。最佳优化这些关键电路,软件分析同样重要。
对比功率和能量
电源设计是所有电子产品,包括嵌入式系统的主要问题,尤其是当这些嵌入式系统是便携式电子设备系统的一部分。系统需要平衡尺寸、重量和成本问题对车载发电的可用性,和可能的结果,这种住宿不能,设计师必须能够主一个轻量级的电源,可以充分满足所有单位的能源需求。与上述限制,电源是一种有限的资源的使用应该最小化扩展字段之间的生活费用。硬件和软件需要实现协同运作,减少即时画,除非必要。
功率效率和能源效率之间存在一个重要的区别,虽然常常合并和交替使用。一个电路的功耗最小化总功率需求,降低整体复杂性和支持功能,如额外的散热要求。另一方面,一个节能的设计使得大部分的力量,是可以通过智能组件选择,布局,和额外的设计和制造阶段。电力和能源效率可以优化董事会,可以优先于其他,或既不可能实际上,尽管可怜的能源效率可以可怜的实现设计在董事会层面超过任何潜在的约束/权衡。
电源管理发展智能的分销网络
嵌入式系统提供一些特性在特定的系统架构。毫无疑问与微控制器,因此常常集成到更大的整体的功能结构,嵌入式系统重视权力的性能。对于任何一个时钟周期,电源必须占指令,内存寻址、缓存和任何外部连接外围设备。几个软件实现利用优化能源使用情况:
动态电力网络-随着计算机系统由许多包括功能、提高能源效率的主要方法之一是防止权力流向子系统中不使用在下一个时钟周期。电力和能源是紧密相关的,和限制调用处理器的总数减少了时间的活跃元素需要驱动电路。
Undervolting -Undervolting旨在降低和防止不必要的热生成,可以规避的需要积极的能源密集型冷却过程。在CMOS盖茨,欠压提供了一个特别有价值的激励由于其扩散和电源电压的函数尺度,而运行时线性扩展。某些系统模块甚至可能允许替代低压操作设置。
频率扩展,更少被同行的超频,这吸引了消费通过限制CPU的操作速度。盖茨能开关状态的速度取决于低和高的逻辑水平之间的差异。电压下降导致减少程序执行速度,可以选择性地应用于time-insensitive调用。另外,有两个互补模式,高强度的low-clock或轻型high-clock,恒压的情况下存在。后者提供了最佳的性能在一个理想的场景中,由于计算的概念短跑但在电池电量不足情况下可能导致种可靠的整体呈现它低于前者。
嵌入式系统的硬件支持电源设计
电源设计嵌入式系统需要能够将权力从主要转化为安全、波形,同时兼容加强可靠性和不间断的功能。为了从主,一个简单而有效的电源拓扑结构将包括以下电路:
一个transformer下台的电压可控的振幅。
一个桥式整流器交流电转换成直流电。
电池和支持电容器协助充电/放电循环以及信号调节。
一个电压调整器设置一个恒压(可能5 v)的嵌入式系统。
电路的操作相当简单:当主要动力,嵌入式系统运行时直接从源的力量,虽然一些权力分配给充电,直到达到容量。当权力从主要中断时,蓄电池供电,直到耗尽或主电源恢复。组件的选择,大多数嵌入式系统不需要大电流消耗,但是设计师可能需要适应温和的电流(~ 1)增加模块化。输出电容器,电容值应该被选中基于最大容许涟漪。
启动嵌入式系统设计与节奏的模拟
的持续增长嵌入式系统在物联网空间,嵌入式系统电源设计仍然是一个值得注意的问题调查。改善电力设计和管理所需的属性的新物联网产品可能没有一致的访问主要权力在现场部署。计算成本和最好的动力性能,同时考虑约束大小是一项具有挑战性的任务,但节奏PCB设计和分析软件提供广泛的建模工具来优化效率。加上强大的OrCAD PCB设计者布局环境,开发团队可以实现最先进的嵌入式电力解决方案。
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