電源管理芯片的應(yīng)用范圍十分廣泛，發(fā)展電源管理芯片對于提高整機(jī)性能具有重要意義，對電源管理芯片的選擇與系統(tǒng)的需求直接相關(guān)，而數(shù)字電源管理芯片的發(fā)展還需跨越成本難關(guān)法顺。當(dāng)今世界，人們的生活已是片刻也離不開電子設(shè)備定邪。電源管理芯片在電子設(shè)備系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)起對電能的變換、分配临辨、檢測及其他電能管理的職責(zé)买臣。電源管理芯片對電子系統(tǒng)而言是不可或缺的，其性能的優(yōu)劣對整機(jī)的性能有著直接的影響筏拢。電源管理提高整機(jī)性能所有電子設(shè)備都有電源术陶，但是不同的系統(tǒng)對電源的要求不同。為了發(fā)揮電子系統(tǒng)的最佳性能煤痕，需要選擇最適合的電源管理方式梧宫。首先，電子設(shè)備的核心是半導(dǎo)體芯片摆碉。而為了提高電路的密度塘匣，芯片的特征尺寸始終朝著減小的趨勢發(fā)展，從最初的幾十微米發(fā)展到目前的0.5微米巷帝、0.35微米忌卤、0.25微米、0.18微米乃至90納米楞泼。

　　由于在相同的電壓下驰徊，電場強(qiáng)度隨距離的減小而線性增加，如果電源電壓還是原來的5V堕阔，產(chǎn)生的電場強(qiáng)度足以把芯片擊穿棍厂。所以，目前的芯片工作電壓已經(jīng)從以前的5V降低到3.3V超陆、2.5V牺弹、1.8V，甚至更低铅州。這樣牛跷，電子系統(tǒng)對電源電壓的要求就發(fā)生了變化，也就是需要不同的降壓型電源。為了在降壓的同時保持高效率叛榆，一般會采用降壓型開關(guān)電源喂惜。同時，許多電子系統(tǒng)還需要高于供電電壓的電源码遥，比如在電池供電設(shè)備中服半，驅(qū)動液晶顯示的背光電源，普通的白光LED驅(qū)動等班粥，都需要對系統(tǒng)電源進(jìn)行升壓滤灸，這就需要用到升壓型開關(guān)電源。此外溜勃，現(xiàn)代電子系統(tǒng)正在向高速翁旁、高增益、高可靠性方向發(fā)展廉丽，電源上的微小干擾都對電子設(shè)備的性能有影響倦微，這就需要在噪聲、紋波等方面有優(yōu)勢的電源正压，需要對系統(tǒng)電源進(jìn)行穩(wěn)壓欣福、濾波等處理，這就需要用到線性電源焦履。上述不同的電源管理方式拓劝，可以通過相應(yīng)的電源芯片，結(jié)合極少的外圍元件嘉裤，就能夠?qū)崿F(xiàn)郑临。可見屑宠，發(fā)展電源管理芯片是提高整機(jī)性能的必不可少的手段牧抵。芯片選擇因事而異電源管理的范疇比較廣，既包括單獨(dú)的電能變換(主要是直流到直流侨把，即DC/DC)犀变，單獨(dú)的電能分配和檢測，也包括電能變換和電能管理相結(jié)合的系統(tǒng)秋柄。相應(yīng)的考叽，電源管理芯片的分類也包括這些方面，比如線性電源芯片主渤、電壓基準(zhǔn)芯片连碎、開關(guān)電源芯片、LCD驅(qū)動芯片瘪叉、LED驅(qū)動芯片弧哥、電壓檢測芯片呕豪、電池充電管理芯片等。

　　下面簡要介紹一下電源管理芯片的主要類型和應(yīng)用情況榆眷。如果所設(shè)計(jì)的電路要求電源有高的噪音和紋波抑制糯档，要求占用PCB板面積小(如手機(jī)等手持電子產(chǎn)品)，電路電源不允許使用電感器(如手機(jī))屡旺，電源需要具有瞬時校準(zhǔn)和輸出狀態(tài)自檢功能蜡幼，要求穩(wěn)壓器壓降及自身功耗低,線路成本低且方案簡單，那么線性電源是最恰當(dāng)?shù)倪x擇端制。這種電源包括如下的技術(shù)：精密的電壓基準(zhǔn)嗓万，高性能、低噪音的運(yùn)放灸叼，低壓降調(diào)整管神汹，低靜態(tài)電流。在小功率供電古今、運(yùn)放負(fù)電源慎冤、LCD/LED驅(qū)動等場合，常應(yīng)用基于電容的開關(guān)電源芯片沧卢，也就是通常所說的電荷泵(ChargePump)。

　　基于電荷泵工作原理的芯片產(chǎn)品很多醉者，比如AAT3113但狭。這是一種由低噪聲、恒定頻率的電荷泵DC/DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的白光LED驅(qū)動芯片撬即。AAT3113采用分?jǐn)?shù)倍(1.5×)轉(zhuǎn)換以提高效率立磁。該器件采用并聯(lián)方式驅(qū)動4路LED。輸入電壓范圍為2.7V～5.5V剥槐，可為每路輸出提供約20mA的電流唱歧。該器件還具備熱管理系統(tǒng)特性，以保護(hù)任何輸出引腳所出現(xiàn)的短路助潭。其嵌入的軟啟動電路可防止啟動時的電流過沖烙凝。

　　AAT3113利用簡單串行控制接口對芯片進(jìn)行使能、關(guān)斷和32級對數(shù)刻度亮度控制打且。
   
　　而基于電感的DC/DC芯片的應(yīng)用范圍最廣泛宠录，應(yīng)用包括掌上電腦、相機(jī)帘战、備用電池祸麸、便攜式儀器、微型電話斑永、電動機(jī)速度控制椭斜、顯示偏置和顏色調(diào)整器等。主要的技術(shù)包括：BOOST結(jié)構(gòu)電流模式環(huán)路穩(wěn)定性分析，BUCK結(jié)構(gòu)電壓模式環(huán)路穩(wěn)定性分析揣煤，BUCK結(jié)構(gòu)電流模式環(huán)路穩(wěn)定性分析解瀑，過流、過溫酱赘、過壓和軟啟動保護(hù)功能鬓催，同步整流技術(shù)分析，基準(zhǔn)電壓技術(shù)分析恨锚。除了基本的電源變換芯片宇驾，電源管理芯片還包括以合理利用電源為目的的電源控制類芯片。如NiH電池智能快速充電芯片猴伶，鋰離子電池充電课舍、放電管理芯片，鋰離子電池過壓他挎、過流筝尾、過溫、短路保護(hù)芯片办桨；在線路供電和備用電池之間進(jìn)行切換管理的芯片筹淫，USB電源管理芯片；電荷泵呢撞，多路LDO供電损姜，加電時序控制，多種保護(hù)殊霞，電池充放電管理的復(fù)雜電源芯片等摧阅。目前的很多產(chǎn)品都在朝這個方向發(fā)展，因?yàn)檫@類產(chǎn)品的應(yīng)用更加廣泛雌褥，特別是在消費(fèi)類電子方面铣啰。比如便攜式DVD、手機(jī)知祠、數(shù)碼相機(jī)等肌搔，幾乎用1塊-2塊電源管理芯片就能夠提供復(fù)雜的多路電源，使系統(tǒng)的性能發(fā)揮到最佳成甫。數(shù)字電源彌補(bǔ)模擬芯片缺憾電子設(shè)備所具備的功能越多翎味、性能越高，其結(jié)構(gòu)斟漏、技術(shù)民逾、系統(tǒng)就越復(fù)雜，傳統(tǒng)的模擬技術(shù)電源管理IC滿足系統(tǒng)整體電源管理要求的難度也就越大存研，價(jià)格也更加昂貴垫凝。高性能全數(shù)字控制IC是目前智能化電源管理領(lǐng)域的發(fā)展趨勢填要，有靈活、快速響應(yīng)仔戈、高集成度以及高度可控的巨大優(yōu)勢关串。目前全球只有一些老牌半導(dǎo)體廠商以及新興的IC供應(yīng)商率先投入到這個新的競技場。TI监徘、Microchip晋修、ZilkerLabs、iWatt凰盔、SiliconLabs等公司紛紛推出各自的數(shù)字電源產(chǎn)品墓卦。數(shù)字控制器的核心主要由三個特殊模塊組成：抗混疊(anti-aliasing)濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器(DPWM)户敬。為了達(dá)到與模擬控制架構(gòu)同等的性能指標(biāo)落剪，必須具備高分辨率、高速和線性ADC以及高分辨率尿庐、高速PWM電路設(shè)計(jì)忠怖。ADC分辨率必須能夠滿足誤差小于輸出電壓允許變化的范圍，所需的輸出電壓紋波越小抄瑟，則對ADC的分辨率要求越高凡泣。同時，由于抗混疊濾波器以及流水線式或SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器會引入環(huán)路延時拯奔，所以我們迫切需要高采樣速率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器谭扑。模擬控制器對所產(chǎn)生的可能脈沖寬度存在固有的限制，而DPWM可以產(chǎn)生離散和有限的PWM寬度集坑哥。從穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出角度看，只可能有一組離散的輸出電壓萎括。由于DPWM是反饋環(huán)路中的一部分弦途，因此DPWM的分辨率必須足夠高才能使輸出不顯示眾所周知的極限周值。不顯示任何極
限周值所需的最少位數(shù)取決于拓?fù)溲驳啊⑤敵鲭妷汉虯DC分辨率抡广。同時，系統(tǒng)的環(huán)路穩(wěn)定性由PI或者PID控制器來調(diào)整嚣赤。目前與模擬控制架構(gòu)相比公掰，數(shù)字控制架構(gòu)的成本將大幅增加。

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