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　　無論是工業控制還是其他領域，任何新設計的重點都是如何使系統盡可能高效。提高系統效率具有多項好處。首先，效率提高后，整體系統功耗預算會減少，從而實現節能并降低成本;其次，不用像以前那樣依賴昂貴的熱冷卻系統;最后，功耗壓力減小，因此系統集成度可以進一步提高。對于許多應用，這可以通過軟件方式實現，如控制系統關鍵事件、計劃過程的運行時間和停機時間或關斷過程內的非關鍵組件。但對于大多數需要持續監控過程變量的過程控制應用，系統根本就不可能進入省電模式。而其他一些應用則又過于復雜，讓系統離線既昂貴又耗時。因此，對于這些應用，要做到省電，就必須使用高效而智能的集成電路器件，實現僅在需要的位置和需要的時候供電。

　　PLC概述

　　圖1中是一種典型的工業控制系統。工業控制系統既可用于機械和工廠控制等行業，也可用于油壓、氣壓檢測和液體流速等過程控制應用。根據從遠程站點收到的信息，系統自動或由操作員將監控命令推送至遠程站點控制器件，通常也稱為現場器件。這些現場器件控制本地操作，如打開和關閉閥門和斷路器、從傳感器系統收集數據以及監控本地環境是否達到報警條件等等。此處顯示的PLC機架系統通常包含一個電源模塊、一個處理器模塊以及多個模擬I/O和數字I/O卡。每個模擬或數字I/O卡均與遠程傳感器和執行器通信，通信形式可能為數字或模擬電壓和電流。

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　　圖1 典型PLC架構

　　仔細觀察模擬I/O卡，可以看到輸入在很大范圍內變化，從傳感器(如RTD或熱電偶)發出的小信號輸入到模擬電流或電壓輸入(例如4-20mA或±10V)不等。大多數時候，電壓輸入都具有相當高的輸入阻抗。對于電流輸入，一般還會端接阻值相對較小的檢測電阻。因此，就系統總功耗而言，模擬輸入卡往往相當高效，通常總功耗僅為1W~2W。而模擬輸出卻完全呈現另外一種趨勢。電流和電壓輸出均有效驅動至未知負載內，因此模塊設計人員需要確保輸出在故障條件下也能得到保護，如短路或接線錯誤事件。設計人員既要保護IC，又要確保模塊功耗最低。根據卡內的通道數量，通常功耗最高可達10W。

　　可插入PLC機架插槽的典型I/O卡的尺寸在過去10年中一直在縮小，目前正在量產的8通道模塊一般而言是一個90 mm×70 mm、高度約23.5mm的模塊。行業趨勢今后仍是尺寸進一步縮小，而這實際上也是市場驅動的需求。同時，通道密度或數量也需要增加，這樣既可以提升模塊功能，又可以增加價格競爭力。顯然，對于給定尺寸的此類模塊，功耗正在成為關鍵，而使用空氣對流技術的熱冷卻系統不僅昂貴、占用空間，還不太節能。因而需要考慮以其他方式來解決功耗挑戰。