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节能方案

节能方案

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  对于o半导体行业来说,节能降耗℉的方法很多,就像我们≦吃食物,可以°改良制造工艺(消耗少),也可♂以2进行电源管理,?(吃得少),还可以从寻找新能源(新食物℅)角度开3展。

本文引用地址:http://www.eepw.c?o?m.cmln/article/90397.htm

改良工艺

  在自身设计改进方面,半导∑体的节能降耗最根本的办法是提升制程工艺,在功耗不变的前提下?,如果?能提高半导体的集成度,其实就意味着提升了产品的?能效比。Altera公司半导体技术专家相奇博≠士介绍,该公司?将在20㎡08年底前推出40nm工艺的FPGA产品,相比于标准的∥45?nm制程,40nm产品在速度上提≯升了10%的同@时,还能有?效降低1?0%的功耗,这非常切合现在高速传输和更低功耗的FP≡?GA应用,比如超过10Gbi″t/s的高速传♀输??应?用。40‰nm工艺也更能?满足客户对功耗、性能、面积?和成?本之间的综合需求。

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照片1 Altera技术经理×&mda¥s?h;—相奇博士。

电源管理

  降低终端产品功耗(电源管理)同样是半导体对节能降耗的重∝要贡献。电源管理包括%硬件和软件等手段来实现。直接的硬件调节主要靠电源﹢管理芯片/功率器件,微控制器/FPGA/ASIC/So?C等通过优化软件来控制和实现。

  在电源管理方面,日常的光源照明是电?能消耗重要部分,在节能照明方面取得重大突破?的>产品同样可以快速抢占市场。节?能灯不可调?光是制约节*能灯取代白?№炽灯的主要原?因之一,随着澳大利?亚、北美和欧洲相继强制推行﹢节能灯计划,节能?灯调光成为新趋势,?据?统计,节能灯调光10∽%可节电25%∟∷左右。

?  针对目前节能灯普遍无法?调光的现状,IR公司推出了用于节能调光荧光灯镇流器应用的IRS2530D和=IRS215?8D? 600V控制IC。据IR高级产品?经理黄赞%介绍,2530D可以提供一种多级和三<路?紧凑型荧光灯(简称CFL)应用方案,在一个引脚集成了调≒光控㎞制功能,可以与⊥原有方﹣案进≤行直接替换,同时可实现紧凑?型荧光灯及线性镇流器多达10%的调光系统性∈能。整体成本?与现有不可调光方案差距在10%左右。采用半桥式驱动?器的IRS2∧158D适用于需要调∴光性能㏒超?过于10%的应用,£该元件μ具有全面的保护功能,?如防止灯泡无法点亮、?灯丝¥故障和灯+泡报废保护,非常适合包括日渐流行的T5?灯泡在内的薄型灯。

照片2 镇流器用IRS2530D?和IRS?2158D 60⊙0V控制IC

  当待机≌能耗进一步降低时,仅仅靠低功耗的IC和电源?管理芯片已经不足够。据NXP大中华区 ?多重市场半导?体高级产品市场经理金宇杰介绍,一些∏能耗达?到0.3W的⌒家电(例如彩电)?可通过低功耗的微控制器(?MCU)来控制一些功能的?关闭和开启,NXP的芯¢片已经应用在很多彩电上。

照片3 NXP大?中华区多重3市场?半导体高级产品市场经?理金宇杰

  为了降低FPGA?/ASIC及一些大型(SoC)的功耗,也通过?功耗管理软件来实现功耗管?理。例如Altera在其F√PGA产品中集成了可编程功耗管理技术,根据栅的不同的工?作状¬态,用?软件来控制背栅电压:只有在关键?处理部分和高速传?输部分加强电压;控制其他工作状态的电压,节能方案进而实现整体功耗的降低。

从自然界采集能源

  人±们正在研制能?从光、振动乃?至体温中采集能源,并创建?无需电池就能=?永续运行的产品。如果部分微处理器/微控制器能够靠环境能源来为其供电的话,这将对我们的环境有重要而深远的影响。TI等公司研发的MCU已将∵消费类电子与?工业应用的电池使用寿命进一步?延长至 10 年、20? 年?,甚?至在某些情况下完全不需要外接电源,例如靠㎝太∨阳能电池板、振动能等。

?  据TI MSP43㏑0中国区业m务拓§展经¤理刁勇介绍,凭借MSP430的内核、高集成度以及智能外设,在超低功耗应用中已??有时日∪。随着2008年底推出的?C?C430技术平台,可将MSP4‖30与TI的无线射频(RF∞)技术集成在单芯片上,使其成?为了能﹥源采集设?计人员??的选择之一。

照片4 从自然界中采集能源

 ? TI介绍了一些无线能源采集应?用案例:

 ∣ 桥梁 TI在与其它公司合作,将能源采集变为人们日常生活的一部分。比如,Ada£ptivEnergy公司已开发出一个能采集∶振动产生的能㎎源,来驱动传⊕感器并把信息发送到采集点的模块?。∮因为驶过桥梁的∩车辆的振动可以转化能源,可为监测桥梁结构整体性的传感器供电。这样?有关桥梁状况的信息可以及早得到反馈,防止由于结构性能mol差而造成?的∠÷事㈱故,?确保安全?并降低维护成本,甚至′可以监测到异常◎振*动,℡预警地震或其它自然灾害。有朝一日这种振动?还可以为桥梁照明供电。

  办公室格子间 ㎜目前,大-多数办公室都采用临?时※性的格子间,m无法实现每个格子的温度〒调⊿节和照明控制。如果有某种?无线传感$器可以通过环境光线提供的能源运行,并与建筑的?? HVAC(高压交流电)系统对话,∷控制自己格子间的温度。这样就可以实现更﹣加理?想的温度调节和照明控制,进而实现更高的工作效率。

  医疗电子 ?今天在医院看到的插在病人身≧上的管管线线将㏕不复?存在。未来,将﹤有?一种贴在皮肤上的传感器靠人·的体温提供的能量就能测量体温、血压、1心率、血液含氧量等≮指标,然后把数据无线?发送到护士站或医生处?。我们还可?以设想,?将会出现一种永远不需要更换电池的永久性植入式起搏器。

  汽车电子、手℃≈机、玩具 未来车上的传感?器能通过收集?振动或热量来驱㏄动,并在故障发生前发送诊断信息予?以警告;有一天手机可以靠环境光线提供的?能源给电池充㎏电,不再需要插在插座上充电;孩子们的玩具将不再需要更换电池。

结语

  实际上,能源采集是一个令人振?奋的全新领域,存在无尽的可能性。只要我们共同携手,能让整个领域变得?更?智能/、健康?、安全、绿色和乐趣恒生。≥

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关于作者: houswang

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