1.4 功耗要求

功耗指设备单位时间内所消耗的能源的数量。功耗要求是硬件系统电路设计中功率分配的依据，需要计算每一部分功率电路的最大功率，根据每一部分电路的不同功率需求进行电源架构设计及相应的电源元器件选型。

在硬件系统设计中，常用的几种功耗模式有热设计功耗（Thermal Design Power，TDP）、处理器满负荷运行下的最大功耗、待机功耗和关机功耗等。

TDP 是反应处理器热量释放的指标，它的含义是当处理器最大负荷工作时释放出的热量，单位为瓦（W）。CPU的TDP功耗并不是 CPU的真正功耗，TDP是指CPU电流热效应及其他形式产生的热能都以热能的形式释放。CPU的TDP功耗小于CPU的工作功耗，TDP是对散热系统提出的要求，要求散热系统能够把CPU发出的热量散掉，TDP功耗值是硬件系统热设计中必须能够驱散的最大总热量。

CPU 的功率（W）=电流（A）×电压（V），CPU的功耗等于流经处理器的核心电流值与该处理器上的核心电压值的乘积。CPU的功耗是对PCB供电系统提出的要求，要求PCB的相应供电系统能够提供CPU工作时所需要的电压和电流。

待机模式（Standby Mode）指产品连接到主电源上，依靠主电源输入来进行潜在的工作，仅提供重新启动或执行显示的功能，并能够持续一段不确定时间的工作模式。欧盟等组织针对产品待机功耗制定了种种规范。2005年，欧盟要求额定输出功率为0.3～50W的无负载待机功率损耗为0.3W，额定输出功率为15～70W的无负载待机功率损耗为0.75W。为了满足欧盟等组织针对产品功耗制定的规范，采用让开关电源在负载很小或空载处于待机状态时能够以较低开关频率操作的一系列新技术应运而生。例如，TI提供的UCC28600电源方案，在30%～100%输出功率段，采用准谐振零电压和固定频率不连续模式相结合的电源控制方式，使工作效率达到85%以上；在10%～30%输出功率段，采用固定峰值电流关断时间调制模式的电源控制方式，使电源的动态负载响应和低功率段转换效率都得到极大的改善；在低于 10%输出功率段，采用跳脉冲的待机控制模式，使待机功耗低至150mW。

关机模式（Off Mode）指产品连接到主电源上，但是不提供任何一种功能。

当进行硬件系统的电源系统设计时，需要考虑各芯片最大负荷时消耗的功率，并预留一定的电源设计冗余（一般预留 20%冗余）。Freescale P2020功率消耗情况 [3] 如表1-2所示。