2025年嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師考試嵌入式系統(tǒng)電源管理技術(shù)試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于嵌入式系統(tǒng)電源管理技術(shù)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是：A.電源管理技術(shù)可以提高嵌入式系統(tǒng)的能源效率。B.電源管理技術(shù)可以延長(zhǎng)嵌入式系統(tǒng)的使用壽命。C.電源管理技術(shù)可以降低嵌入式系統(tǒng)的功耗。D.電源管理技術(shù)不能提高嵌入式系統(tǒng)的性能。2.下列關(guān)于電源管理模式的說(shuō)法，正確的是：A.關(guān)斷模式（OFF）是嵌入式系統(tǒng)功耗最低的模式。B.停止模式（STANDBY）是嵌入式系統(tǒng)功耗最高的模式。C.停止模式（STANDBY）的功耗低于睡眠模式（SLEEP）。D.停止模式（STANDBY）的功耗高于睡眠模式（SLEEP）。3.下列關(guān)于電池管理的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是：A.電池管理是嵌入式系統(tǒng)電源管理的一個(gè)重要組成部分。B.電池管理可以延長(zhǎng)電池的使用壽命。C.電池管理可以?xún)?yōu)化電池的充放電過(guò)程。D.電池管理可以降低電池的充電速度。4.下列關(guān)于電源轉(zhuǎn)換技術(shù)的說(shuō)法，正確的是：A.電源轉(zhuǎn)換技術(shù)是將一種形式的電源轉(zhuǎn)換為另一種形式的電源。B.電源轉(zhuǎn)換技術(shù)可以提高嵌入式系統(tǒng)的能源效率。C.電源轉(zhuǎn)換技術(shù)可以降低嵌入式系統(tǒng)的功耗。D.電源轉(zhuǎn)換技術(shù)不能提高嵌入式系統(tǒng)的性能。5.下列關(guān)于DC-DC轉(zhuǎn)換器的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是：A.DC-DC轉(zhuǎn)換器可以將直流電源轉(zhuǎn)換為直流電源。B.DC-DC轉(zhuǎn)換器可以提高嵌入式系統(tǒng)的能源效率。C.DC-DC轉(zhuǎn)換器可以降低嵌入式系統(tǒng)的功耗。D.DC-DC轉(zhuǎn)換器不能提高嵌入式系統(tǒng)的性能。6.下列關(guān)于線性穩(wěn)壓器的說(shuō)法，正確的是：A.線性穩(wěn)壓器可以將直流電源轉(zhuǎn)換為直流電源。B.線性穩(wěn)壓器可以提高嵌入式系統(tǒng)的能源效率。C.線性穩(wěn)壓器可以降低嵌入式系統(tǒng)的功耗。D.線性穩(wěn)壓器不能提高嵌入式系統(tǒng)的性能。7.下列關(guān)于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是：A.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器可以將直流電源轉(zhuǎn)換為直流電源。B.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器可以提高嵌入式系統(tǒng)的能源效率。C.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器可以降低嵌入式系統(tǒng)的功耗。D.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器不能提高嵌入式系統(tǒng)的性能。8.下列關(guān)于LDO穩(wěn)壓器的說(shuō)法，正確的是：A.LDO穩(wěn)壓器可以將直流電源轉(zhuǎn)換為直流電源。B.LDO穩(wěn)壓器可以提高嵌入式系統(tǒng)的能源效率。C.LDO穩(wěn)壓器可以降低嵌入式系統(tǒng)的功耗。D.LDO穩(wěn)壓器不能提高嵌入式系統(tǒng)的性能。9.下列關(guān)于電池保護(hù)電路的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是：A.電池保護(hù)電路可以防止電池過(guò)充、過(guò)放和短路。B.電池保護(hù)電路可以提高電池的使用壽命。C.電池保護(hù)電路可以?xún)?yōu)化電池的充放電過(guò)程。D.電池保護(hù)電路不能提高電池的充電速度。10.下列關(guān)于電源管理IC的說(shuō)法，正確的是：A.電源管理IC是一種用于管理嵌入式系統(tǒng)電源的集成電路。B.電源管理IC可以提高嵌入式系統(tǒng)的能源效率。C.電源管理IC可以降低嵌入式系統(tǒng)的功耗。D.電源管理IC不能提高嵌入式系統(tǒng)的性能。二、填空題（每空2分，共20分）1.嵌入式系統(tǒng)電源管理技術(shù)的主要目的是______、______和______。2.嵌入式系統(tǒng)電源管理模式主要包括______、______、______和______。3.電池管理的主要功能包括______、______、______和______。4.電源轉(zhuǎn)換技術(shù)主要包括______、______和______。5.DC-DC轉(zhuǎn)換器主要有______、______和______三種類(lèi)型。6.線性穩(wěn)壓器主要有______和______兩種類(lèi)型。7.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器主要有______和______兩種類(lèi)型。8.LDO穩(wěn)壓器主要有______和______兩種類(lèi)型。9.電池保護(hù)電路主要包括______、______和______。10.電源管理IC主要有______、______和______三種類(lèi)型。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)電源管理技術(shù)的重要性。2.簡(jiǎn)述電池管理在嵌入式系統(tǒng)電源管理中的作用。3.簡(jiǎn)述電源轉(zhuǎn)換技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)電源管理中的應(yīng)用。四、論述題（10分）4.論述開(kāi)關(guān)電源與線性電源在嵌入式系統(tǒng)電源管理中的優(yōu)缺點(diǎn)。要求：詳細(xì)闡述開(kāi)關(guān)電源和線性電源在嵌入式系統(tǒng)電源管理中的各自?xún)?yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行分析。五、設(shè)計(jì)題（10分）5.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電池管理系統(tǒng)，要求包括充電控制、放電控制、過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)和短路保護(hù)等功能。要求：簡(jiǎn)要描述系統(tǒng)組成、工作原理和實(shí)現(xiàn)方法，并給出關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。六、計(jì)算題（10分）6.已知某嵌入式系統(tǒng)在正常工作時(shí)的功耗為500mA，工作電壓為3.3V，電池容量為2000mAh，電池標(biāo)稱(chēng)電壓為3.7V，充電電流為1000mA，求電池充滿(mǎn)電所需時(shí)間和系統(tǒng)工作時(shí)間。要求：計(jì)算充電時(shí)間和系統(tǒng)工作時(shí)間，單位分別為小時(shí)和小時(shí)。本次試卷答案如下：一、選擇題（每題2分，共20分）1.D解析：電源管理技術(shù)的主要目的是降低功耗，提高能源效率，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.A解析：關(guān)斷模式是嵌入式系統(tǒng)所有功能均關(guān)閉的狀態(tài)，此時(shí)功耗最低。3.D解析：電池管理正是為了優(yōu)化電池的充放電過(guò)程，提高電池的充電速度。4.A解析：電源轉(zhuǎn)換技術(shù)將一種電源形式轉(zhuǎn)換為另一種形式，以滿(mǎn)足嵌入式系統(tǒng)對(duì)電源的需求。5.A解析：DC-DC轉(zhuǎn)換器的作用是將一種電壓轉(zhuǎn)換為另一種電壓，而不是同種電壓。6.A解析：線性穩(wěn)壓器的作用是穩(wěn)定輸出電壓，提高能源效率，降低功耗。7.A解析：開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器通過(guò)開(kāi)關(guān)控制轉(zhuǎn)換效率，相比線性穩(wěn)壓器，具有更高的轉(zhuǎn)換效率。8.A解析：LDO穩(wěn)壓器（低dropout穩(wěn)壓器）的作用是穩(wěn)定輸出電壓，提高能源效率，降低功耗。9.D解析：電池保護(hù)電路的主要作用是防止電池過(guò)充、過(guò)放和短路，保護(hù)電池不受損害。10.A解析：電源管理IC是一種集成電路，用于管理嵌入式系統(tǒng)的電源，提高能源效率。二、填空題（每空2分，共20分）1.降低功耗、延長(zhǎng)設(shè)備壽命、提高能源效率2.關(guān)斷模式、停止模式、睡眠模式、正常工作模式3.充電控制、放電控制、過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)和短路保護(hù)4.DC-DC轉(zhuǎn)換器、線性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器5.降壓型、升壓型、升降壓型6.線性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器7.降壓型、升壓型8.降壓型、升壓型9.過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、短路保護(hù)10.穩(wěn)壓IC、充電IC、電池保護(hù)IC三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.嵌入式系統(tǒng)電源管理技術(shù)的重要性解析：嵌入式系統(tǒng)電源管理技術(shù)對(duì)于提高系統(tǒng)能源效率、延長(zhǎng)設(shè)備壽命、降低成本具有重要意義。2.電池管理在嵌入式系統(tǒng)電源管理中的作用解析：電池管理可以?xún)?yōu)化電池的充放電過(guò)程，延長(zhǎng)電池使用壽命，提高能源效率。3.電源轉(zhuǎn)換技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)電源管理中的應(yīng)用解析：電源轉(zhuǎn)換技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)電源管理中應(yīng)用廣泛，可以提高能源效率、降低功耗，滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)電源的不同需求。四、論述題（10分）4.論述開(kāi)關(guān)電源與線性電源在嵌入式系統(tǒng)電源管理中的優(yōu)缺點(diǎn)。解析：開(kāi)關(guān)電源：優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換效率高、體積小、重量輕、成本較低；缺點(diǎn)：噪聲較大、電路復(fù)雜、對(duì)電磁干擾敏感。線性電源：優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓穩(wěn)定、紋波小、電路簡(jiǎn)單、成本較低；缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)換效率低、體積大、重量重、功耗大。五、設(shè)計(jì)題（10分）5.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電池管理系統(tǒng)，要求包括充電控制、放電控制、過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)和短路保護(hù)等功能。解析：系統(tǒng)組成：電池、充電器、充電控制IC、放電控制IC、過(guò)充保護(hù)電路、過(guò)放保護(hù)電路、短路保護(hù)電路、電壓采樣電路。工作原理：（1）充電過(guò)程：當(dāng)電池電壓低于充電閾值時(shí)，充電控制IC啟動(dòng)充電過(guò)程，過(guò)充保護(hù)電路實(shí)時(shí)監(jiān)控電池電壓，防止過(guò)充；（2）放電過(guò)程：當(dāng)電池電壓高于放電閾值時(shí)，放電控制IC啟動(dòng)放電過(guò)程，過(guò)放保護(hù)電路實(shí)時(shí)監(jiān)控電池電壓，防止過(guò)放；（3）短路保護(hù)：當(dāng)檢測(cè)到短路時(shí)，短路保護(hù)電路切斷電池輸出，保護(hù)電池不受損害。關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）充電控制電路：選擇合適的充電電流和充電電壓，確保電池安全充電；（2）過(guò)充保護(hù)電路：設(shè)置過(guò)充電壓閾值，當(dāng)電池電壓超過(guò)閾值時(shí)，及時(shí)切斷充電電路；（3）過(guò)放保護(hù)電路：設(shè)置過(guò)放電壓閾值，當(dāng)電池電壓低于閾值時(shí)，及時(shí)切斷放電電路；（4）短路保護(hù)電路：設(shè)置合適的短路檢測(cè)電流和閾值，確保短路時(shí)能夠及時(shí)切斷電池輸出。六、計(jì)算題（10分）6.已知某嵌入式系統(tǒng)在正常工作時(shí)的功耗為500mA，工作電壓為3.3V，電池容量為2000mAh，電池標(biāo)稱(chēng)電壓為3.7V，充電電流為1000mA，求電池充滿(mǎn)電所需時(shí)間和系統(tǒng)工作時(shí)間。解析：充電時(shí)間：電池容量=充電電流×充電時(shí)間2000mAh=1000mA×充電時(shí)間充電時(shí)間=2000mAh/1000mA充電時(shí)間=2小時(shí)系統(tǒng)