رقاقة إدارة الطاقة هي رقاقة الدائرة المتكاملة التي تُحوّل أو تتحكم في مصدر الطاقة لتوفير الجهد أو التيار المناسبين للتشغيل العادي للحمل. وهي نوعٌ مهمٌّ جدًا من الرقاقات في الدوائر المتكاملة التناظرية، وتشمل عمومًا رقاقات تحويل الطاقة، والرقاقات المرجعية، ورقاقات مفاتيح الطاقة، ورقاقات إدارة البطاريات، وغيرها من الفئات، بالإضافة إلى منتجات الطاقة المُخصصة لتطبيقات مُحددة.
بالإضافة إلى ذلك، تُقسّم رقائق تحويل الطاقة عادةً إلى رقائق DC-DC ورقائق LDO وفقًا لبنية الشريحة. بالنسبة لرقائق المعالجات المعقدة أو الأنظمة المعقدة ذات رقائق الأحمال المتعددة، غالبًا ما يلزم وجود سكك طاقة متعددة. لتلبية متطلبات التوقيت الصارمة، تتطلب بعض الأنظمة أيضًا ميزات مثل مراقبة الجهد، وجهاز المراقبة، وواجهات الاتصال. وقد أدى دمج هذه الإمكانيات في رقائق الطاقة إلى ظهور فئات منتجات مثل PMU وSBC.
دور شريحة إدارة الطاقة
تُستخدم شريحة إدارة الطاقة لإدارة مصادر الطاقة والتحكم فيها. وتشمل وظائفها الرئيسية ما يلي:
إدارة مصدر الطاقة: شريحة إدارة الطاقة مسؤولة بشكل أساسي عن إدارة مصدر الطاقة، والتي يمكنها ضمان التشغيل الطبيعي للجهاز من خلال التحكم في طاقة البطارية، وتيار الشحن، وتيار التفريغ، وما إلى ذلك. يمكن لشريحة إدارة الطاقة التحكم بدقة في التيار والجهد من خلال مراقبة حالة البطارية، وذلك لتحقيق شحن البطارية وتفريغها ومراقبة حالتها.
حماية من الأخطاء: تحتوي شريحة إدارة الطاقة على آليات متعددة لحماية الأخطاء، والتي يمكنها مراقبة وحماية المكونات الموجودة في الجهاز المحمول، وذلك لمنع الجهاز من الشحن الزائد والإفراط في التفريغ والتيار الزائد وغيرها من المشاكل لضمان سلامة الجهاز قيد الاستخدام.
التحكم في الشحن: تتحكم شريحة إدارة الطاقة في حالة شحن الجهاز حسب الحاجة، لذا تُستخدم هذه الشرائح بكثرة في دائرة التحكم في طاقة الشحن. من خلال التحكم في تيار وجهد الشحن، يمكن تعديل وضع الشحن لتحسين كفاءة الشحن وضمان عمر بطارية الجهاز.
توفير الطاقة: يمكن لشرائح إدارة الطاقة تحقيق توفير في الطاقة بطرق متعددة، مثل تقليل استهلاك البطارية، وتقليل الطاقة النشطة للمكونات، وتحسين الكفاءة. تساعد هذه الطرق على إطالة عمر البطارية، مع تقليل استهلاك الجهاز للطاقة.
في الوقت الحاضر، تُستخدم رقائق إدارة الطاقة على نطاق واسع في العديد من المجالات. ومن بينها، سيتم استخدام أنواع مختلفة من رقائق الطاقة في المكونات الإلكترونية لمركبات الطاقة الجديدة وفقًا لاحتياجات التطبيق. ومع تطور السيارات نحو الكهربة والشبكات والذكاء الاصطناعي، ستزداد تطبيقات رقائق طاقة الدراجات، وسيتجاوز استهلاكها 100%.
حالة التطبيق النموذجية لشريحة الطاقة في صناعة السيارات هي تطبيق شريحة الطاقة في وحدة تحكم محرك السيارة، والتي تستخدم بشكل أساسي لتوليد أنواع مختلفة من إمدادات الطاقة الثانوية، مثل توفير الطاقة العاملة أو مستوى المرجع لشريحة التحكم الرئيسية، ودائرة أخذ العينات ذات الصلة، والدائرة المنطقية، ودائرة تشغيل جهاز الطاقة.
في مجال المنازل الذكية، تُمكّن شريحة إدارة الطاقة من التحكم في استهلاك الطاقة لأجهزة المنزل الذكي. على سبيل المثال، من خلال شريحة إدارة الطاقة، يُمكن للمقابس الذكية توفير الطاقة عند الطلب وتقليل استهلاك الطاقة غير الضروري.
في مجال التجارة الإلكترونية، تُمكّن شريحة إدارة الطاقة من التحكم في إمداد الطاقة للأجهزة المحمولة، مما يُجنّب تلف البطارية والانفجار وغيرها من المشاكل. كما تُجنّب مشاكل السلامة، مثل قصر الدائرة الكهربائية في الأجهزة المحمولة الناتج عن تيار الشاحن الزائد.
في مجال إدارة الطاقة، يمكن لشرائح إدارة الطاقة تحقيق مراقبة وإدارة أنظمة الطاقة، بما في ذلك التحكم وإدارة أنظمة الطاقة مثل الخلايا الكهروضوئية، وطواحين الهواء، ومولدات الطاقة الكهرومائية، مما يجعل استخدام الطاقة أكثر كفاءة واستدامة.
وقت النشر: ١٥ يناير ٢٠٢٤
