随着对移动和坚固耐用的嵌入式计算系统的需求增加，几乎所有安装都存在功耗挑战。尽管这些挑战可能仅仅集中在系统的电源单元 (PSU) 上，但为嵌入式系统管理可靠、高效的电源远不止是 PSU。集成的电源供应器在系统的运行中起着关键作用，但是当今的密集电子系统需要更高的效率和创造力，才能提供这种电力。
由于空间限制、恶劣条件和组件密度的增加，系统设计人员正在寻找更有效的方法来利用和分配这些紧凑的高密度系统中的能量。此外，越来越多地使用小型封装意味着嵌入式系统现在可以用于移动和远程应用，在这些应用中，电源可能不容易获得。系统需要维持可靠和独立电源的方法，以确保持续运行。因此，需要在每个设计应用中评估符合关键 SWaP（尺寸、重量和功率）优化因素的备用电源。
SwaP 优化在系统的 PSU 中起着关键作用，因为在有限或没有备用电源可用的耐用或移动应用中，必须能够提供稳定、可靠的电源。我们采用了新的设计方法，以保持紧凑的占地面积，而不是添加更大的单元或将多个PSU集成到单个系统中。
一些替代电源方法侧重于将备用电源产生的能量转换为可以满足这些高度集成、密集的计算结构需求的新型能源，即使它们是可移动、坚固、紧凑等。另一些替代电源方法则帮助调节和平衡负载需求，以稳定系统内部稳定的功率流。
为了满足 SaP 要求和不断增长的电源需求，系统设计人员正在使用这些方法来重新利用来自应用某个区域的电源，并将其提供给应用的另一部分。该功率还通过嵌入式功率转换单元进行调节和平衡，以确保电源的稳定和稳定，这是在嵌入式系统中创造性地优化功率的另一种方法。
用户在尝试为嵌入式系统供电时会遇到各种典型场景。了解这些挑战并知道如何在系统设计中应对这些挑战，将为采用更先进的电源管理解决方案提供更坚实的基础：
波动 — 在偏远地区，电力可能会波动。电源需要容纳满负荷运行的系统。有时可能只有待机或较低的功率要求。挑战在于，如何平衡功率需求以避免过压和欠压？
可靠性 — 可靠的电源意味着用户安全。在军事、国防、医疗和运输应用中尤其如此。失去权力意味着潜在的生命损失。在考虑电力可靠性时，一个常见的担忧是，应该采取哪些保障措施来确保电力供应保持稳定？
维护成本低 — 在远程位置安装嵌入式系统时，低维护是关键。不得不对校准或磨损之类的东西进行维修确实不是一种选择，因此重要的是要考虑PSU应包含的元素，这样它才能在有限的用户干预下持续运行。
高效运营 — 无论应用如何，功率转换装置都需要改善所安装设备的运行。思考系统如何用更少的资源做更多的事情总是很重要的。
根据应用程序的要求，应考虑与每组情况相关的独特重点领域。这可能包括规范性要求、环境要求、特定应用要求、安全要求或与服务相关的要求。
例如，在军事环境中，位于移动关键指挥站内的PSU可以同时为电池组充电，并在交流电中断时切换到电池供电。在路边铁路环境中，电源电压为 800 VDC 的高效、紧凑型 DC-DC 转换器允许在更长的距离内使用更薄、更便宜的铜缆。
随着当今系统需求的增加，几乎每个装置都存在电源挑战。无论哪个行业，功率转换技术的发展都使解决这些特定的功率问题变得更加容易，尤其是军事通信、铁路系统和家庭医疗设备中存在的问题。要了解有关在高可靠性坚固耐用的嵌入式系统中优化功率转换的更多信息，请下载白皮书： 在高可靠性耐用型嵌入式系统中优化功率转换。
