现代电源技术的发展和低功耗集成电路的应用

对于固定电源与可调电源，78系列和79系列是电子工程师常用的固定电压稳压输出集成电路，317和337是常用可调电压输出集成电路。而现在1085可以是3．3V输出，也可以是1．7V输出，只需改变集成电路外围电阻。

开关电源以其体积小、效率高、环路PWM控制、输出短路和过载保护等特性已占领了电源市场，线性电源已经完成了使命，逐步退出历史舞台。
低功耗管理策略

随着IT技术发展，电子信息行业从模拟时代过渡到数字时代，从分离晶体管时代过渡到集成电路时代，从纯硬件电路过渡到软硬件相结合、操作系统可裁减的嵌入式系统。数字技术高速发展，对电子系统低能耗要求越来越高，电子工程师想出各种解决方法和策略。

(1)OPU低功耗电源策略

现代CPU为降低系统功耗，无论在软件上还是硬件上都支持电源低功耗管理模块APM(AdvancedPowerManagement)、高级配置和电源接口ACPI(AdvancedConfigurationandPowerInteRFace)，对多个电源转换模块和外部元件通过数字内核和内部通信接口进行控制，以提供更高的系统性能、可靠性以及更低的功耗；对APM和ACPI进行创新和运用，并引入CPU系统内核和I／O中，特别是嵌入式系统和 FPGA系统。

例如，FPGA系统电源功耗一般取决于以下因素：内部资源使用频率、工作时钟频率、输出变化频率、布线密度、I／O电压等。不同应用电源实际功耗相差非常大，根据采用FPGA系列不同、内核和I／O供电电压不同，可能是3．3V、2．5V、1．8V和1．5V。

(2)静态与动态电源低功耗策略

静态电源策略是指系统在初始化过程中的电源低功耗管理技术，其功能和管理模式随系统初始化确定。动态电源策略是指CPU运行过程中的低功耗技术。调整程序运行频率，当系统忙时提高CPU运行速度，系统空闲时使CPU处于睡眠状态；降低I／O口的平均电流和电压，在电流和压电不变时降低供电时间，从而降低系统功耗。

静态电源管理策略在初始化过程中确定，在实际应用中局限性很大；而动态电源管理技术是在程序运行过程中动态控制整个系统能耗，并采用各种措施降低功耗，应用更加广泛。

低功耗集成电路的应用

3．1 78和79系列电源稳压集成电路

78和79系列分别是正电压和负电压串联稳压集成电路，体积小、集成度高、线性调整率和负载调整率高，在线性电源时代占领了很大市场。LM7805为固定 +5 V输出稳压集成电路(采取特殊方法也可使输出高于5 V)，最大输出电流为1 A，标准封装形式有TO-220、TO-263。78和79系列集成电路应用相对固定，电路形式简单，只是正负直流电压输出时应注意变压器最小输出功率和最小输出电压，如图1所示。

根据能量守恒原则，在理想状态下电源输入输出功率相等。在实际中，考虑铜损和其他元器件的损耗，电源的输出功率小于输入功率。78系列和79系列稳压前后直流电压差为2～3 V。由于为正负双电源输出，稳压前后直流电压差应为5～6 V。

3．2 LDO

LDO(LOW DropOut regulator，低压差线性稳压技术)：相对传统线性稳压技术，LDO输入和输出之间电压差更低。传统78系列输入输出电压差2～3 V才能正常工作，而低压差使输入输出电压差为1．7 V即可正常工作。例如，5 V输入、3．3 V输出，3．3 V输入、1．7 V输出。这使输入输出间差值范围更小，集成电路功耗更低。典型应用为LM1085和LM1117。