什么是电源管理？有什么作用

电源管理是指如何将电源有效分配给系统的不同组件。电源管理对于依赖电池电源的移动式设备至关重要。通过降低组件闲置时的能耗，优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍。电源管理技术也称做电源控制技术，它属于电力电子技术的范畴，是集电力变换，现代电子，网络组建，自动控制等多学科于一体的边缘交叉技术，现今已经广泛应用到工业，能源，交通，信息，航空，国防，教育，文化等诸多领域。

资源的日渐稀缺，使得全球的节能意识觉醒，这驱使着一代又一代的科研人员奋力在节能发展的第一线，今天我们要说的电源管理就是其中一个方面。数字技术、集成电路技术的不断提高、时代的进步，科技的发展，我们开始追求装置便携化、小型化、多功能化，这些促使电源管理技术不断向前发展。

本文详细介绍了电源管理概念、分类、工作方式等，让大家更加了解电源管理的相关知识。

01什么是电源管理电源管理是指如何将电源有效分配给系统的不同组件。电源管理对于依赖电池电源的移动式设备至关重要(比如：手机、笔记本电脑)。一个优秀的电源管理系统能够通过降低组件闲置时的能耗将电池寿命延长2~3倍，电源管理技术是集电力变换，现代电子，网络组建，自动控制等多学科于一体的边缘交叉技术，应用领域广泛涉及工业，交通，信息通讯，航天航空，国防教育，文化等。

02电源管理的发展历程上世纪40年代晶体管问世，不久后，作为电源管理技术的发展基础的晶闸管在晶体管渐趋成熟的基础上问世，从而揭开了电源管理技术长足发展序幕。

1979年发明了功率场效应晶体管 (MOSFET)，1986年高压集成电路(HVTC)开始出现，这就是最早的电源集成电路。

上世纪80年代，确定了集成化是电力电子技术未来发展方向，电源集成电路逐步成为功率半导体器件中的主导器件，开启了电源管理的新时代。自出现以来，电源管理技术发展势头迅猛，已经成为了涵盖生产生活大小方面的关键部分。

03电源管理的分类从一定意义上来说，“功率半导体”也称为“电源管理半导体”，也正是因为大量集成电路进入电源领域，大家普遍将电源技术统称为“电源管理”。

电源管理半导体从所包含的器件来说，明确强调电源管理集成电路(也称电源管理IC)的位置和作用。电源管理半导体包括两部分，电源管理集成电路和电源管理分立式半导体器件。

电源管理集成电路可以分成电压调整器和接口电路两类。电压调整器包含线性低压降稳压器(即LDO)，以及正、负极输出系列电路，此外有脉宽调制(PWM)型的开关型电路等。随着技术的发展，集成电路芯片内集成的数字电路的物理尺寸日渐缩小，工作电源也随之向低电压发展，一系列新型电压调整器应运而生。电源管理用接口电路主要有接口驱动器、马达驱动器、功率场效应晶体管(MOSFET)驱动器以及高电压/大电流的显示驱动器等等。

电源管理分立式半导体器件大致可以分成两大类，一类包含整流器和晶闸管;另一类是三极管型，包含功率双极性晶体管，含有MOS结构的功率场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。

04电源管理IC分类电源管理半导体中的主导部分是电源管理IC，大致可归纳为下述8种。

AC/DC调制IC。内含低电压控制电路及高压开关晶体管。

DC/DC调制IC。包括升压/降压调节器，以及电荷泵

功率因数控制PFC预调制 IC。提供具有功率因数校正功能的电源输入电路。

脉冲调制或脉幅调制PWM/ PFM控制IC。为脉冲频率调制和/或脉冲宽度调制控制器，用于驱动外部开关。

线性调制IC(如线性低压降稳压器LDO等)。包括正向和负向调节器，以及低压降LDO调制管。

电池充电和管理IC。包括电池充电、保护及电量显示IC，以及可进行电池数据通讯“智能”电池 IC。

热插板控制IC(免除从工作系统中插入或拔除另一接口的影响)。

MOSFET或IGBT的驱动 IC。

以上电源管理IC中，电压调节IC是发展最快、产量最大的一类，各种电源管理IC基本上和一些相关的应用相联系，根据不同应用领域，还可以延伸出更多类型的器件。

05电源管理IC应用领域电源管理IC应用在便携式产品(手机、数码相机、笔记本电脑、MP3播放器、移动硬盘等)、数字消费类电子产品(高清晰度电视机、LCD电视机和面板、DVD播放机)、计算机、通信网络设备、工业设备和汽车电子。其中消费类电子产品是电源管理芯片的最大应用领域。

不管什么应用或产品都必须采用相应的电源管理技术才能充分发挥它们的功能。

电源管理是指对计算机或其他电子设备的电源进行有效管理和控制，以达到更高的能源效率和更长的电池寿命。它涉及到对设备的电源消耗进行监控、调整和优化，以最大限度地减少能源的浪费，并延长设备的使用寿命。

电源管理的主要目标是什么?

提高能源利用效率

通过对电子设备的电源进行有效的管理和控制，可以减少能源的浪费，提高能源的利用效率。

延长电池寿命

对于移动设备，如笔记本电脑、手机等，电源管理可以有效地延长电池的使用寿命，减少更换电池的频率。

降低能源消耗

通过对设备的电源进行有效的管理和控制，可以降低设备的能源消耗，减少环境污染和能源浪费。

增强设备的稳定性和可靠性

对电子设备进行有效的电源管理，可以降低设备的温度和电压波动，增强设备的稳定性和可靠性，减少设备故障的概率。

电源管理系统的主要组成部分是什么?

电源管理芯片

电源管理芯片是负责控制、监控和管理电子设备电源的关键组件，它能够监测电池的电量、温度和电压等参数，并根据设定的策略来对电源进行管理和控制。

电源适配器

电源适配器是将交流电转换为直流电并提供给电子设备的装置，它的功率大小对设备的电源管理至关重要。

电池

电池是移动设备的重要组成部分，它的类型、容量和质量都会影响电源管理的效果。

操作系统

操作系统是电子设备的核心软件，它可以通过控制设备的硬件资源来实现电源管理，如调节 CPU 频率、关闭不必要的设备等。

应用程序

一些应用程序也可以通过控制设备的硬件资源来实现电源管理，如调节屏幕亮度、关闭背景程序等。

电源管理工具

电源管理工具是一些专门为电源管理而设计的软件，它们可以帮助用户更好地管理和控制电子设备的电源，如设置电源模式、调节电池使用时间等。

电源管理对于设备的性能有什么影响?

降低设备性能

在电源管理模式下，操作系统会自动调整 CPU 的频率，以达到节能的目的，但这会降低设备的运行速度和性能。

延长启动时间

在电源管理模式下，设备的启动时间会比较长，因为操作系统需要重新加载和配置硬件资源。

降低屏幕亮度

为了节省电量，电源管理会自动降低屏幕的亮度，这会导致屏幕显示效果变差，影响用户的视觉体验。

减少设备响应时间

为了节省电量，电源管理会自动关闭一些不必要的设备，这会导致设备的响应时间变慢。

限制设备功能

为了节省电量，电源管理会自动关闭一些不必要的功能，如声音、摄像头等，这会限制设备的功能和使用范围。

电源管理如何影响设备的能效?

减少能源浪费

通过电源管理，可以监控、调整和优化设备的电源消耗，避免能源的浪费和过度消耗，从而提高能源利用效率。

延长电池寿命

电源管理可以有效地延长电池的使用寿命，减少更换电池的频率，进而减少电池的废弃量，提高资源利用效率。

降低能源消耗

通过电源管理，可以降低设备的能源消耗，从而减少环境污染和能源浪费，提高能源利用效率。

提高能效比

电源管理可以减少设备的能源消耗，提高设备的能效比，从而达到更好的节能效果。

电源管理如何影响设备的安全性?

数据丢失

在电源管理模式下，如果设备电量不足，可能会导致数据丢失，影响设备的安全性。

病毒感染

在电源管理模式下，如果关闭了防病毒软件和防火墙等安全软件，可能会使设备容易受到病毒和网络攻击的侵害，影响设备的安全性。

降低密码安全性

在电源管理模式下，为了节省电量，设备可能会自动进入睡眠状态，此时如果未设置密码保护，可能会使设备容易被他人盗取或窃取重要信息，降低密码的安全性。

硬件损坏

在电源管理模式下，为了节省电量，设备可能会自动关闭硬件设备，但频繁地开关硬件设备也会对其造成损坏，影响设备的安全性。