節能:把綠色地球的噱頭變成現實

綠色地球，宜居生活，對每個人而言都是一個聽起來很美的口號，但是，要把這樣一個口號真正的從宣傳自己產品的噱頭轉變成惠及每個消費者的實實在在的環保理念，卻是一個異常艱苦而長期的技術演進過程。

摘要：綠色能源概念其中重要的一環就是提升電源的效率，本文通過對多家半導體廠商的采訪，試圖探討如何利用科技實現綠色能源的設計需求。

關鍵詞：電源管理；數字電源；功率半導體；綠色能源綠色能源概念的推廣

綠色能源概念的推廣，看似是技術領域的事情，但如果單純把實現綠色能源技術的普及和應用的責任全部加給技術廠商顯然不夠理性。從另一個角度我們也要看到，作為技術開發者和實現者，在推廣任何技術特別是綠色能源概念的過程中，必，員考慮的不僅僅是技術本身的問題，還要思考如何應對讓廣大消費者接受并且樂于使用新鮮事物的挑戰。

具體而言，對于涉及綠色能源概念推廣的技術企業、在艱苦地進行新技術研發過程中，必須考慮到許多現實應用的問題，比如技術必須易于采用以確保整機設計者快速設計，技術必須能夠保持足夠的延伸性以適應終端產品的發展策略，技術的變革不能影響使用者的應用體驗，甚至新技術的應用不能給產品帶來太高的附加成本，至少要在短期內讓消費者體驗到節能帶來的收益遠大于他多付出的成本等等。

在綠色能源概念推廣過程中，最受關注的是電源設計的變革。面對如此苛刻的技術與市場雙重要求，電源半導體廠商必須對自己的開發策略進行有針對陛的選擇，才能保證立于不敗之地。綠色、環保、節能一直是這幾年電源動力系統技術創新的重點。隨著綠色技術在各行業的不斷滲透、新的行業標準也在推動產品升級。照明、電信、智能電網、智能家電等領域同樣具有巨大的增長空間，也是電源廠商重點關注的方向。節能主要體現在電源產品本身的節能和整體機房節能，而“綠色”主要體現在提高整機效率、減少對電網的干擾以及少占空間、節省成本等方面。另外，模塊化電源、網絡化電源等也是目前的關注焦點。模塊化電源除了能提高電源供應的可靠性，企業自身還可根據用電負載選配模塊。因此，廠商們如果想要在激烈的市場競爭中保持甚至提高市場占有率，持續技術和產品創新是重中之重。

綠色能源概念正在改變電源市場

區別于傳統的電源設計，綠色能源概念要求電源具有更高的運行效率和更低的待機損耗，這就對電源市場提出以下幾點全新要求：高輕載運行效率和低待機損耗變得越來越重要，決定新的控制和驅動芯片市場：由于可以提高系統運行效率，數字電源和電源管理被系統公司廣泛接受：LED照明和光伏能源市場越來越熱門：系統公司在重新評估他們的供電策略。

按照這個思路設計而成的綠色能源產品具有顯著的市場優勢，比如系統運行成本低，相同性能條件下系統的整體功耗可以降低20％以上，這可以直接節省大約15％的電力運營成本。另一個優勢是系統集成度高，特別是對一些便攜產品而言。在電子產品領域中，便攜式產品是發展最迅速，也是最活躍的應用之一。便攜式產品在處理能力上不斷提高，越來越多的新功能不斷出現。以手機為例來說，今天的智能手機中的主芯片處理能力幾乎接近個人電腦。各種商務、娛樂、多媒體以及GPS功能都可以通過手機實現。美國國家半導體亞太區市場總監吳溜強表示，便攜式電子產品對模擬芯片功能的幾個基本訴求一直沒有改變，比如支持越來越高質量的音視頻用戶體驗，更小的方案尺寸，更長的電池工作時間等等。這些基本訴求對電源管理和音視頻解決方案產品在性能、效率以及集成度方面不斷提出新的挑戰。一個典型的例子是，綠色能源技術是目前智能手機和平板電腦在處理能力接近傳統筆記本電腦而工作時間可長達10個小時的幕后功臣。

高效節能是未來產品發展的趨勢，如何提高系統電源的效率是廠商們所關心的問題之一。功率器件工藝的改進是提高效率的關鍵。另外，從系統角度出發，符合系統應用及工作狀態的控制方式極大地提高了系統效率。控制器件通過檢測系統的工作狀態，動態地調節輸出電壓來達到效率優化的目的。隨著系統容量的不斷擴充及空間的考量，電源的通道數有所增加，控制器件通過檢測輸出功率，調節輸出通道的開通與關斷來達到提升系統效率的目的。

隨著3G技術的迅猛發展，金融、電信網絡的新一代基站和數據中心的建設，也對電源動力系統提出了更高的要求。與此同時，3G技術通信網絡大規模普及，集中度越來越高，數據量傳輸量越來越大，這就要求電源廠商必須加大對創新技術的投入，提高產品的高效節能性能，并通過推出高附加值的產品或解決方案來為用戶節約投資成本，同時保障運行的穩定性和高效性，才能充分保障用戶體驗。

為了配合綠色能源概念，需要多種電源技術配合支持，比如低功耗CMOS技術，高智能電源管理系統，高效功率變換拓撲，提高輕載效率技術包括門極驅動電壓優化、模擬二極管技術、相位增減、頻率調制和驅動脈沖省略運行等，以及各種降低待機損耗技術特別是在睡眠模式，打嗝模式、極低靜態電流等方面的突破。

針對綠色能源科技的響應，需要從多個領域調整產品研發戰略，比如開發先進的ICI藝可實現最小能量損耗和靜態電流，擁有完整的電源管理產品體系，可以為客戶提供最優的系統解決方案，利用高輕載效率、低待機損耗技術的應用可將運行損耗降到最低，特別是其高效功率變換器拓撲瞄準80 Plus金牌標準。在功率變換器方面，Intersil的優勢可以滿足客戶多方面的需求：完整的解決方案可滿足多樣化工業通用電源功率變換需求，高集成度和高性能ZVS(零電壓轉換)技術可滿足高效高功率密度需求，領先的數字功率變換技術滿足靈活高效的系統電源管理需求。被電源公司和系統公司高度接受，從芯片級到系統級解決方案提供強有力的工程支持。提升電源設計者的工作效率

綠色能源的要求不僅僅針對半導體廠商，對電源設計者而言更是一種全新壓力，特別是面臨著產品性能不斷增強與高能效等級的雙重壓力下，出色的電源設計幾乎成為一款成功電子產品必不可少的環節，這就對當下的電源設計者提出了日益苛刻的設計要求。與此同時，電源設計者卻還得面對更多的設計挑戰，比如電路板上為電源系統留下的空間越來越少，待機功耗要求越來越低，設計完成的時間越來越緊迫，熱設計需求變得越來越復雜。

電源設計工程師需要在兩個方面進行權衡：一方面是你想選用最合適的IC，另一方面你在了解其獨特的電源要求和電源網絡設計的影響后想獲得所需的特點與功能。換句話說，要做工程師們經常做的折衷工作(這些工作有時一目了然，但一般都難以定奪)：權衡優缺點，對折衷方案作出評判，努力達到能滿足市場要求的功率、價格和性能最佳點。

這些復雜的問題其實已經為廣大半導體廠商所認知，因此眾多電源半導體廠商紛紛基于自己的產品推出多年設計應用驗證之后的解決方案，盡可能簡化電源設計者在選型、配料等方面的工作流程，根據設計的實際需要選擇不同的參考方案，盡量將電源工程師的工作集中在電源差異化設計方面，以提升其設計專注度，提高實際工作效率。比如，在第八屆綠色電源和電源管理技術研討會場，飛兆半導體推出了用于前沿小型太陽能與通信電源系統的高能效方案，以高能效功率解決方案提供專為實現最小尺寸、最高可靠性和最佳散熱性能而設計的先進封裝，提供針對功率和移動應用而優化的自有工藝技術等，幫助客戶解決設計難題。而Exa r公司的四通道數字電源解決方案，針對現代系統需要電源同時具備的三種能力：功率轉換滿足系統的最基本需求：功率管理提升系統的靈活性：電源通訊提升了系統的智能性。同時還盡可能幫助設計者實現簡單易用并且成本優勢。

LED的熱潮

倡導綠色能源不僅需要高效率的電源，還需要更多節能科技的應用，比如最近比較熱門的LED技術。據統計，受照明和背光兩大主要LED應用需求的驅動，全球LED市場規模將以超過25％的年均增長率在2013年達到3504L美元，中國市場增長更為迅速，年均增長保持在35％以上，2013年市場規模超過400億元。

LED的普及離不開LED驅動技術的發展，可以說，促使LED普及的一個重要因素是便宜可靠的驅動解決方案，此外影響LED芯片的驅動力中，LED的光輸出以及成本的下降是主導因素。每流明的成本，即用戶為照明所付的費用正在迅速降低。散熱也很重要，因此優化PCB(印制電路板)布局非常關鍵。而更重要的則是避免熱耗散，與其在散熱方面做出額外的努力，不如采用更有效的驅動器架構，如LED電源的智能調節。研發動向方面，在非常薄的LED電視和超薄手機中，LED的光輸出越來越多，而封裝則變得越來越纖薄。采用更好的色域使照明變得更加自然也是業內重要的發展動向。奧地利微電子高級應用工程師李圣均強調對于L ED驅動器制造商來說、需要更緊密地與整機制造商進行合作，從而開發出切合最新LED技術發展趨勢的驅動器解決方案，最熱門的3DTV LED背光就是與整機廠商共同開發的成功案例。

2007-2012年，商業、工業、住宅家用照明成為LED照明增長最為快速的市場，其中到2012年商業和工業領域LED照明將增長58％，住宅領域增長102％，市場前景非常誘人。不過，目前LED照明仍存在光效偏低、光衰大，散熱方案解決不好、產品一致性差等缺陷。為了滿足LED照明企業的市場需求，安森美半導體特別推出了針對LED照明應用的電源驅動解決方案，涵蓋了交流一直流(Ac—Dc)LED方案、直流一直流(Dc.Dc)及手電筒LED方案、線性恒流調整器(CCR)LED方案等。安森美電源及便攜產品全球銷售及營銷高級總監鄭兆雄特別強調，新能源技術的發展及應用越來越受到矚目，太陽能LED街道照明就是其中一例。安森美針對太陽能LED街道照明應用提供涵蓋從太陽能板到LED照明的全套方案，其中就包括采用最大峰值功率追蹤(MPPT)技術的NCPl 294太陽能充電控制器及NCL30131 LED升壓驅動器等關鍵器件。

電源半導體技術發展

依照綠色能源概念的要求，目前的市場發展趨勢顯示，半導體產品必須具備高能源效率、易于使用及符合環保要求等優點，才可滿足市場需求。其中，提高成本效益及縮短設計時間是所有客戶面對的問題，因為他們擁有的資源比以前少，設計時間也更短，因此需要供應商提供更多支持以開發獨特的電子系統，才能在指定時間內完成設計并進行生產，將新產品盡快推向市場。另外，當前環境是重要的考量因素，因此對符合環保要求，節能高效產品的需求與日俱增。安森美鄭兆雄強調，電源半導體產品的主體發展趨勢及市場需求就是提供能效，不僅注重提升工作模式下的效率，還改善功率因子，降低空載及輕載能耗，幫助節能降耗。特別是延長電池供電便攜設備的電池使用時間。此外，提高產品集成度、減少元器件使用數量、減小PCB占用空間及高度以適應纖薄小巧設計、集成強固保護特性、采用先進封裝等。

功率半導體發展趨勢

飛兆半導體韓國功率轉換部門副總裁趙東輝詳細介紹了電源應用中的功率半導體主要技術發展趨勢。人們的日常生活中，功率半導體器件應用廣泛，從超便攜通信產品直到航空宇航設備。最普遍的功率應用是轉換、管理和分配。這些應用的基本子系統包括AC-DC、DC-DC7~[DC-AC，所有三種子系統的主要發展推動力量是采用性能更高的開關和控制電路。發展趨勢是在系統加入更多的功率電子內容，以便提供各種功能如更便捷的顯示f用于消費電子產品的LED顯示)、通信(聯網)，以及系統監控和保護。為了迎合系統發展趨勢，功率半導體供應商正在推出具有高能效水平、高集成度的器件。

在功率分立器件方面，MOSFET正在從平面技術轉向Super lunction(電荷平衡)技術，以期改善導通狀態電阻率(Rds(on))并實現快速開關。至于IGBT技術，則應用溝槽技術來減小片上橫向隔離結構的尺寸，有助于減小芯片面積，同時保掙l生能。據報道，功率分立器件供應商幾乎達到了基底材料一硅材料的極限。因而，新材料半導體器件預計將會替代傳統的硅半導體器件。寬帶隙(WBG)半導體器件如SiC和GaN開關正在涌現，這些器件采用高成本效益的工藝技術來達到規模經濟效益，從而保障大批量生產率。大規模推出WBG半導體的速度取決于市場的需求。市場對高效率、高密度和高溫度應用器件的需求不斷增長，推動功率半導體供應商以較預期更快的速度投入WBG半導體產品的競爭之中。

功率芯片，也稱作功率管理芯片，用于多種消費產品和計算應用的各種功率轉換和分配電路中，包括手機、汽車電子和工業等應用。近期，人們將功率管理芯片嵌入在超便攜設備、手機和膝上型電腦的智能功率管理Ic中，這項集成是通過改進制造工藝和設計技術來實現的。功率管理芯片的另一項功能是照明管理。最近推出的高效率白光LED為消費產品、計算產品和手機提供了新型照明單元，可以實現從簡單的功率管理到調光、智能驅動、接口和保護功能的多種功能，保護功能有OTP(過溫度保護)、OVP(過電壓保護)、OCP(過電流保護)、反向電池電流保護等。

過去，功率半導體是作為單獨的功率分立器件來開發的，有MOSFET、IGBT、二極管和功率控制器。但是，BCD工藝技術的開發，也就是自1990年以來在單芯片上集成了雙極性CMOS和DMOS工藝，以及各種便攜設備的推出，引導功率半導體供應商開發具有低成本和小占位面積的單芯片解決方案。自2000年以來，功率半導體器件領域一直是通過開發ASIC和ASSP功率管理芯片來滿足不同的市場需求。

電源管理是核心

如前所述，功率半導體將逐漸由分立向集成發展，低耐壓向中高耐壓發展。隨著移動互聯網應用的不斷擴展，對移動終端平臺(智能手機和平板電腦)的要求也在提高。特別是在小型化和長續航能力方面備受矚目。電源管理單元(PMU)相對分立電源芯片擁有小占板面積和多模塊集成等優勢，在移動終端產品中將會扮演越來越重要的角色。

根據IHS iSuppli的報告，隨著工業和商業領域的快速增長，電源管理半導體2010年取得了驕人的成績，包括集成電路和分立器件，電源管理半導體20lO年銷售額達到314億美元，比2009年的224億美元增長了39.9％。在2010年內如此大的增幅，將會使接下來的四年望塵莫及，因為他們任意一年的增長率預計都不會高于13％。同時，電源管理市場強勁的增長勢頭將持續到2014年，也就意味著在未來五年間，電源管理半導體的增長將很大程度上來自繁榮的替代能源市場，這一市場將使逆變器倍受供應商的重視。另外，使用半導體的電子產品和工藝的效率也將得到明顯改善，從電動工具到交通工具，可以看成是電源半導體產品應用的一個新興趨勢。

但是，富士通半導體(上海)有限公司市場部高級經理王韻看到的問題是，電源管理芯片的同質化競爭非常嚴重。由于采用相同或相近的代工廠和制程，眾多中小fabless(無生產的)廠商不得不采取價格競爭的方式來獲取生存空間。將來的電源產品競爭將會是制程和工藝的競爭。擁有工廠和強大的制程和工藝研發能力的廠商將會占據主導地位，中小fabless廠商的數量會有一定的減少。

國際整流器公司亞太區銷售副總裁潘大偉特別指出，高效電源管理技術和綠色工程解決方案市場在持續的增長。電源管理在幫助取得更大的能效，尤其是在汽車、電器、照明、網絡計算和可再生能源方面起到了關鍵作用，節能可以通過現有和正在興起的技術來實現。隨著電子商務和互聯網的指數型的增長，在數據中心中降低能耗也成為縮減能耗的重要機會。減少碳排量壓力的增大，對于混合動力和電動車的關注持續增長。針對實現傳動系、舒適特性和娛樂性的汽車應用不斷需要從功率MOSFET到驅動芯片的優化型高效解決方案。家電和商用電器中的電機消耗著占世界總電力50％的電量并對進一步地節能起到關鍵作用。然而，電子控制設備的設計非常復雜，涉及到數字、模擬和電源級。目前的趨勢是朝向集成型設計平臺，簡化并加速設計過程。

ADI公司亞洲區電源應用管理總監翟志鈞直言，隨著綠色技術應用的逐步深化和普及，電源管理將推動整個模擬芯片市場在未來出現巨大的增長。從技術層面看，電源管理芯片的趨勢向著高效率、小型化、低功耗的方向前進。對更低電壓、更高功率、更高可靠性、和更低總體成本等需求是電源管理行業的新趨勢，電源管理技術供應商已不僅僅局限在電源技術本身，從而形成了對更多的系統級知識的要求，比如對系統級信號處理技術的把握，以及電源管理和信號處理的結合，因此，實現在整個信號鏈上管理功耗和效率變得越發關鍵。電源管理的數字與模擬博弈

2006年開始，TI等公司倡導了數字電源管理的新理念，從觀念上將電源管理也從模擬帶入數字化時代，5年過去了，數字電源逐步在市場中找到了自己合適的定位，并且發展態勢不錯，但是模擬電源管理現在依然有自己獨特的優勢，特別是在成本和效率等方面模擬電源目前還依然保持優勢，中國電源學會常務理事李龍文老師指出，雖然數字電源近年來逐漸興起，但是畢竟模擬電源積累多年，在低成本方面依然存在明顯的優勢，而效率方面，數字電源還沒有實現對模擬電源的超越。

數字電源管理是一種新興的技術，靈活，便于程序設計及控制，但成本仍然相對較高，應用領域目前仍然主要在于高端、復雜及對成本不敏感的應用。安森美的鄭兆雄比較兩種技術后認為，模擬電源管理技術非常成熟，在精度、效率、響應速度、占位面積等多方面仍有優勢，在市場應用中仍占主導地位。從市場前景來看，數字電源管理技術可能仍需要較長時間來繼續提升性能及降低成本，而隨著應用市場規模的擴大，模擬電源管理技術仍將繼續往前發展，擁有長遠的市場發展空間。特別是強調綠色節能的當今社會，運用高能效的模擬電源管理技術，能夠幫助電子產品提升能效，降低能耗，延長便攜設備電池使用時間，優化用戶使用體驗。

數字電源是目前電源管理發展的新方向，主要面向服務器、電信系統、有線／無線數據通訊等工業與醫療設備應用市場。數字控制器解決方案主要可以分為固定功能硬件和DSP，它們各自有優缺點。固定功能的硬件解決方案雖速度怏、體積小、成本低，但缺乏彈性：DSP有不錯的彈性，但體積大、成本高、軟件學習過程需要很長的時間，而且速度慢。在第八屆綠色電源與電源管理技術研討會上，Exar數字電源應用工程師周舯特別強調，Exar在處理能力需求不大的前提下用狀態機代替了DSP，用軟件實現部分處理能力可以有效降低系統成本，并且用其產品的數字電源可以再2-3A時達到最高的效率，已經和最出色的模擬電源的效率幾乎持平，如圖l所示。

數字電源的優點是有較大的靈活性，而且可以更有效地監控系統，美國國家半導體吳溜強介紹，最近推出了配備PMBus總線的熱插拔芯片LM25066，其優點是用戶可以利用其中的PMBus總線設置芯片的運行條件，也可讀取芯片內有關電壓、電流及溫度的數據，以便按照有關數據監控系統及執行診斷功能，是從模擬電源管理進化至數字電源管理技術之前一個更具成本效益的理想方案。國際整流器公司的潘大偉則認為，由于對于高能效產品的關注有望驅動在DC-DC轉換器、AC—Dc轉換器、照明系統和反極儀等應用的數字電源管理擴大應用，因此相信數字市場將非常繁榮。

凌力爾特電源產品部產品市場總監Tony Armstrong坦言，數字電源系統管理的主要好處是降低設計成本和加快產品上市。利用提供直覺式圖形用戶界面(GuI)的全面開發環境，可以高效率地開發復雜的多軌系統。這類系統能通過GUI而不是采用“跳線”焊接做出更改，因此還能簡化電路內測試(ICT)和電路板調試。另一個好處是，由于有實時遙測數據可用，因此有可能預測電源系統故障，并采取預防措施。也許最有意義的是，具數字管理功能的DC／DC轉換器允許設計師開發滿足目標性能f計算速度、數據速率等)的“綠色”電源系統，這類電源系統在負載點、電路板、機架級甚至安裝時能最低限度地使用能量，從而降低了基礎設施的成本和產品壽命期的總體擁有成本。

當然，多數電源半導體公司依然保持觀望或者是選擇模擬數字兼顧的策略。飛兆半導體的總裁趙東輝介紹他們可以提供多種用F：AC-Dc和Dc，Dc功率轉換的先進模擬解決方案。模擬功率管理技術占據了如今的大多數功率解決方案，模擬方法在分辨率、帶寬、半導體功率元件的電壓兼容、功耗，以及環路控制理論知識和熟悉程度方面擁有優勢。在多數情況下，模擬技術仍然具有最佳的性價比。而且，不需要使用軟件，這一點在大多數設計和制造環境中是一項優勢。

另一方面，今天，數字解決方案廣泛用于大功率服務器和電信電源(Ac—Dc)，以及數據通信／聯網多輸出負載點應用(Dc—Dc)。數字功率管理和控制技術的優點眾多。數字解決方案具有內置的監控、通信和診斷功能。由于數字解決方案不存在通常與模擬控制器相關的容差、老化、溫度效應、漂移、偏置問題，可以提供更嚴格的輸出精度。而且，使用數字解決方案，可以更方便地實現先進的控制算法如非線性和多環路控制。數字技術可為要求嚴苛的應用提供高靈活性和更好的瞬變性能，它可以解決元件容差和老化效應問題，能夠改變電源的運作模式，并根據不斷變化的運作條件進行自適應性優化。

鑒于上述原因，數字解決方案將繼續在多個市場區間擴張領地。相比全量程DsP或Mcu產品的使用，更為簡便的帶有狀態機的專用數字解決方案正在出現，而且，在許多案例中，其外部與模擬控制器并無區別，某些數字解決方案已開始進入傳統上由高成本效益應用主導的市場，如低端處理器供電、照明和Ac適配器。

AD瞼司的翟志鈞則總結現階段的數字電源管理具有以下的優勢為：目前的數字控制已經無需外部元件對其進行補償，這—優勢，不僅減少了元件數量，而且可以改變補償，包括隨時改變甚至隨負載變化進行適應性的改變，無需使用夕陪B分壓器，這樣一來不僅能夠減少元件數量，同日寸還有助于控制器的精確校準。因此，高精度這一優勢就能夠讓用戶獲得更大的收益，并且無需使用用于分壓的昂貴精密電阻。而且數字架構可以采用數字通信技術來控制，可以在幾乎沒有外部元件的情況下監測。

數字控制器集成了許多功能和特性，而這些功能和特性并沒有集成在模擬控制器內，并且，在實際運用中，數字控制器已被證明可以在中高度復雜設計環境中減少多達60％的外部元件。集成的元件值可表示為存儲在數字寄存器中的值。這有助于根據設計的不同來改變這些值，甚至隨時改變，來適應不斷變化的條件。控制系統做出的任何改變都會對系統引入一種干擾，因此，如果想要實現一個強大而實用的系統，在這種千擾存在的條件下系統必須要保持穩定。事實上、它必須在存在眾多干擾的條件下保持穩定，包括輸入電壓變化、負載變化，甚至溫度變化等等。

更多的考量

盡管就新式電子系統的可靠工作而言，電源管理至關重要，但凌力爾特的Tony Armstrong特別指出，今天的系統中也許仍然存在最后一個“盲點”，那就是穩壓器。沒有方法直接配置或監視其關鍵電源系統的工作參數。因此，電源設計師一直被迫使用一堆混雜在一起的排序器、微控制器和電壓監察器，以設定基本穩壓器啟動和安全功能。雖然數字可編程DC／DC轉換器投入使用已很多年，尤其是在采用VID(電壓識別)輸出電壓控制的VRM(電壓模塊調節)內核電源中，但一直缺乏直接從穩壓器來監視工作狀態信息(特別是實時電流)的能力。

利用標準串行數字總線f例如12C)可簡單、高效率地與配備數字功能的DC／DC轉換器通信，而且，諸如PMBus等新出現的標準為組件的互操作性提供了方便。重要的穩壓器參數包括啟動特性和時序、輸出電壓和電流限制、裕度控制規格以及過壓和欠壓監察限制，這些參數都可以直接以數字方式設定，而不是用電阻器以及耗費空間的排序和監視產品來設定。此外，諸如溫度以及輸入和輸出電壓及電流等關鍵工作參數還能以常規方式監視和使用，以優化系統性能和可靠性。

要設計便攜式產品，系統設計師必須解決很多關鍵問題。不過，最重大的問題之一是，怎樣讓熱量從設備中散發出去，因為設備沒有用作冷卻用途的風扇。因此，這類產品內部使用的電源轉換芯片的熱效率必須非常高，因為電源轉換效率低會產生較多熱量。在能量傳輸過程中，穩壓器中會損失功率，這種熱量就是由損失的功率產生的。此外，在很多便攜式設備中，用作冷卻用途的空氣流動很有限，散熱器由于自身尺寸以及產品本身可用空間問題而受到限制。這在小型和緊湊的外形尺寸中就是一個密集排列著組件的印刷電路板。結果，熱量從產品中散出的通路很有限。這種熱量與工作環境溫度的上升有密切關系，這可能對產品的可靠性造成負面影響。

DC／DC轉換器的轉換效率可以按照輸出功率除以輸入功率計算，或者換個說法，負載功率除以輸入功率。由于電源轉換過程中產生了熱量，所以系統設計師必須仔細考慮應該使用什么類型的穩壓器。很多制造商達成共識的一個趨勢是，采用開關穩壓器要比采用更簡單的線性低壓差穩壓器好，因為開關穩壓器的工作效率較高。

幾乎在任何類型電池供電的便攜式設備中，都需要幾個不同的電壓軌，這種情況非常常見。這些電壓軌包括多個微處理器軌和大量特殊功能電壓軌。因此，需要電池提供必要的功率，這種需求大大增加了。不過，電池的外形尺寸仍然相對較小，而且功率密度僅有些許增大。結果，幾乎在任何類型的便攜式手持設備中，較長的電池工作時間和良好的熱量管理都成了顯著的賣點。這導致對非常緊湊和高效率的多輸出同步降壓型轉換器的需求。

與傳統線性穩壓器相比，由于轉換效率的提高，同步降壓型轉換器已經在電池工作時間上有了極大的改進。此外、這類轉換器提供范圍在95％以內的效率，而且無需任何散熱措施。一個例子是，很多蜂窩電話和智能電話都在增加內部使用的開關穩壓器的數量。不過，由于空間限制，開關穩壓器需要在單個封裝中提供越來越多的輸出通道。寫在最后

雖然不像數字技術那樣日新月異，但電源技術仍在不斷地發展之中，不斷地提升能效、提高可靠性及減小尺寸等，那些同時能夠滿足設計人員更多設計目標的產品及技術，就更能受到設計人員的青睞，也更有能力改變電源市場格局。能源成本以及人們對環境的關注和延長移動設備電池壽命的需要，都導致人們專注于為種類繁多的應用進行電源優化。節能產品使客戶能更高效地轉換電源、消耗更少的功率并延長電池壽命。

遠沒有新能源技術那般亮眼與直接，也沒有低碳口號喊得那般震懾人心，電源技術在綠色能源概念中往往是背后默默的奉獻者，卻又是唯一的切切實實與每個人休戚相關，真正能給每個人帶來實惠的技術變革。與那些遠未成熟的各種新能源技術相比，電源技術是踏踏實實走在節能與綠色科技發展道路上的守望者。更為重要的是，開源和節流作為解決人類能源問題的根本之道，在開源的難度越來越大的前提下，節流往往可以為開源爭取到更多的準備時間，李龍文老師在第八屆綠色電源與電源管理研討會上的一席話也許最能說明問題，以筆記本電腦的電源為例，現在很多電源的待機功耗是1w，能源之星金牌標準最新的要求是0.3w，全球十幾億的筆記本電腦，一年節電量足以省出一個三峽水電站的發電量!