设计人员必须确定关键需求的优先级，并以优化电源管理实现最高效率的方式将它们集成到设备中。

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在过去短短几年中，我们看到了可穿戴设备在各个细分市场的受欢迎度都在飙升。原因不难理解：这些产品融合了一些最新的技术，并以一种非常直观且不打扰的方式改善人们的健康状况并简化日常任务和活动。今天，流行的可穿戴设备包括：

<strong>无显示屏的服装配饰和基本的运动追踪器 </strong>

此类产品主要为了实现基本的健康跟踪和其他自定义功能。蓝牙低功耗（BLE）协议非常适合作为这类应用的无线连接解决方案。

Qorvo^® 是一家提供创新射频解决方案以实现互联世界的知名供应商，最近收购了Active-Semi公司并纳入旗下的基础设施与国防产品（IDP）部门。随着Active-Semi产品的加入，Qorvo可以提供一系列用于充电、供电和嵌入式数字控制系统的模拟和混合信号片上系统（SoC），以用于工业、商业和消费设备等终端应用。Qorvo电源管理产品包括电源应用微控制器、DC/DC、AC/DC、PMU和LED驱动器，这些产品能在提高系统级可靠性的同时，大幅降低方案的规模和成本。

贸泽电子（Mouser Electronics）是Qorvo全球授权分销商，即日起开售Qorvo的Active-Semi系列产品。这个可编程电源管理解决方案具有简单、高效、灵活等特性，减小了封装尺寸，降低了物料清单（BOM）成本并缩短了上市时间。

在现有的IDP市场（包括5G基站、国防有源相控阵、汽车和物联网），功效逐渐成为电子应用的一个核心要求。Active-Semi的可编程混合信号功率解决方案具有简单、高效、灵活等特性，减小了封装尺寸，降低了物料清单（BOM）成本并缩短了上市时间。

当采用降压型或线性稳压电源时，一般是将电压调节为设定值来为负载供电。在一些应用中（例如，实验室电源需要采用较长电缆连接各种元件的电子系统），由于互连线上存在各种电压降，因此无法确保在所需位置点始终提供准确的稳压电压。

控制精度取决于许多参数，一个是负载需要连续恒定电流时的直流电压精度，另一个是生成电压的交流电压精度，这取决于生成的电压如何随负载瞬变而变化。影响直流电压精度的因素包括所需的基准电压（可能是一个电阻分压器）、误差放大器的行为以及电源的一些其他影响因素。影响交流电压精度的关键因素包括所选的功率等级、后备电容以及控制环路的架构与设计。

然而，除了所有这些会影响生成的电源电压精度的因素以外，还必须考虑其他影响。如果电源与所需供电的负载空间分离，则在稳压电源和需要电能的位置之间将存在电压降。该电压降取决于稳压器和负载之间的电阻。它可能是带插头触点的电缆或电路板上的较长走线。

图1显示电源和负载之间存在电阻。可以通过略微提高电源生成的电压，来补偿该电阻上的电压损耗。不幸的是，线路电阻上产生的电压降取决于负载电流，即流过线路的电流。相较于低电流，高电流会导致更高的电压降。因此，负载由精度相当低的调节电压供电，而调节电压取决于线路电阻和相应的电流。

电力控制系统的可靠程度是电力系统和设备可靠、高效运行的保证，而电力控制系统必须具备安全可靠的控制电源。电力系统中为保证变电所的诸如后台机、分站远端终端装置 - RTU（Remote Terminal Unit）、通讯设备等能在交流电源停电后不间断工作，工程做法一般采用不断电系统 - UPS（Uninterruptible Power System）电源作为主要解决方案。

UPS电源存在容量小、价格贵、故障率高和维护量大等不足，因此综合自动化变电所中可采用电力正弦波逆变电源来代替常规不间断UPS电源，其优点如下：

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<strong>1、降低了系统运行维护费用</strong>

毫无疑问，电源调节、传输和功耗都是日益重要的话题。人们期望智能产品功能日趋多样、性能更强大和外观更加酷炫。但是，所有电子产品都离不开电源，而且随着功能的丰富，业界看到了关注电源相关问题的重要意义。展望2019年最受广泛关注的三大问题是：密度、EMI和隔离（信号和电源）。

<strong>实现更高的密度：缩小电源管理所占的空间</strong>

由于半导体工艺技术和芯片功耗技术的进步，芯片上可以集成工作功能和晶体管，由此又增大了芯片的总体功耗，如图1所示。一些处理器现在可以消耗几百安培电流，并且可以在不到一微秒的时间内从低电流状态上升到完全激活状态。通过降低损耗和提高热性能实现“在硬币大小的面积上达到千瓦级功率”的密度目标并非一句玩笑话。

<font color="#FF0000">作者：Frederik Dostal</font>

如果需要从低电压生成高电压，可采用升压转换器。它是三种基本开关稳压器拓扑中的一种，仅需两个开关、一个电感以及输入和输出电容。除了升压转换器以外，其他基本拓扑结构还包括降压转换器和反相降压-升压转换器。图1显示了升压转换器的原理图。在导通期间，开关S1闭合，电能存储在线圈L中，电感电流随输入电压与地电位之间的差值线性增加；也就是说，随输入电压而增加，在关断期间，当S1开启且S2闭合时，存储在电感中的电能提供至输出端。电感两端的电压在此时间段内等于输出电压减去输入电压。

为FPGA应用设计良好的电源管理解决方案并非简单的任务。

为FPGA应用设计良好的电源管理解决方案并非简单的任务，而目前已经有许多相关的技术讨论。今天为大家分享的内容一方面旨在找到正确解决方案，并选择最合适的电源管理产品，另一方面则是提出如何优化实际解决方案，以用于FPGA之相关建议。

<strong>找到合适的电源解决方案</strong>

寻找为FPGA供电的最佳解决方案并不简单。许多供应商以适合为FPGA供电的名义推销某些产品，为FPGA供电的DC-DC转换器选择有何特定要求？其实并不多。一般而言，所有电源转换器都可用来为FPGA供电。推荐某些产品通常是基于以下事实：许多FPGA应用需要多个电压轨，例如用于FPGA核心和I/O，还可能需要额外的电压轨来用于DDR内存。将多个DC-DC转换器全部整合到单个稳压器芯片中的电源管理IC(PMIC)常常是其首选。