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電源IC
閱讀�17313�(shí)間:2010-08-31 15:16:05

電源ic是指開關(guān)電源的脈寬控制集�,電源靠它來�(diào)整輸出電壓的�(wěn)��

�(fā)�

     隨著電子技�(shù)的發(fā)�, 尤其是目前便攜式�(chǎn)品流行和節(jié)能環(huán)保的提�, 電源IC�(fā)揮的作用越來越大。幾年前, 電源IC還僅僅是集成�(wěn)壓器件和DC/DC�(zhuǎn)換器, 但現(xiàn)在電源IC涵蓋很多�(nèi)�,包括DC/DC、LDO(低壓差線形�(wěn)壓器�、電池充放電管理、PWM控制�、Reset、PFC(功率因�(shù)校正)、節(jié)能控�、功率MOSEFT等等�

特點(diǎn)

電源IC 種類繁多,它們的共同特點(diǎn)有:

  �1)工作電壓低
  一般的工作電壓�3.0�3.6V。有一些工作電壓更�,如2.0�2.5�2.7V 等;也有一些工作電壓為5V,還有少�(shù)12V �28V 的特殊用途的電壓��
  �2)工作電流不�
  從幾毫安到幾安都�,但由于大多�(shù)嵌入式電子產(chǎn)品的工作電流小于300mA,所�30�300mA 的電源IC 在品種及�(shù)量上占較大的比例�
   �3)封裝尺寸小
  近年來發(fā)展的便攜式產(chǎn)品都采用貼片式器�,電源IC 也不例外,主要有SO 封裝、SOT-23 封裝,μMAX 封裝及封裝尺寸最小的SC-70 及的SMD 封裝�,使電源占的空間越來越小�
  �4)完善的保護(hù)措施
  新型電源IC 有完善的保護(hù)措施,這包括:輸出過流限制、過熱保�(hù)、短路保�(hù)及電池極性接反保�(hù),使電源工作安全可靠,不易損��
  �5)耗電小及�(guān)閉電源功�
  新型電源IC 的靜�(tài)電流都較�,一般為幾十μA 到幾百μA。�(gè)別微功耗的線性穩(wěn)壓器其靜�(tài)電流�1.1μA。另外,不少電源IC 有關(guān)閉電源控制端功能(用電平來控制),在�(guān)閉電源狀�(tài)�(shí)IC 自身耗電�1μA 左右。由于它可使一部分電路不工�,可大大節(jié)省電。例�,在無線通信�(shè)備上,在�(fā)送狀�(tài)�(shí)可關(guān)閉接收電�;在未接收到信號�(shí)可關(guān)閉顯示電路等�
  �5)有電源工作狀�(tài)信號輸出
  不少便攜式電子產(chǎn)品中有單片機(jī),在電源因過熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百�?jǐn)?shù)�(shí),電源IC 有一�(gè)電源工作狀�(tài)信號輸給單片�(jī),使單片�(jī)�(fù)�。利用這�(gè)信號也可以做成電源工作狀�(tài)指示(當(dāng)電池低電壓時(shí),有LED 顯示)�
  �6)輸出電壓精度高
  一般的輸出電壓精度為�2�4[[%]]之間,有不少新型電源IC 的精度可�(dá)±0.5~�1[[%]];并且輸出電壓溫度系�(shù)較小,一般為±0.3~�0.5mV/�,而有一些可�(dá)到�0.1mV/℃的水平。線性調(diào)整率一般為0.05[[%]]�0.1[[%]]/V,有的可�(dá)0.01[[%]]/V;負(fù)載調(diào)整率一般為0.3�0.5[[%]]/mA�
  有的可達(dá)0.01[[%]]/mA�
  �7)新型組合式電源IC
  升壓式DC/DC 變換器的效率高但紋波及噪聲電壓較�,低壓差線性穩(wěn)壓器效率低但噪聲最小,這兩者結(jié)合組成的雙輸出電源IC 可較好地解決效率及噪聲的問題。例�,數(shù)字電路部分采用升壓式DC/DC 變換器電源而對噪聲敏感的電路采用LDO 電源。這種電源IC 有MAX710/711,MAX1705/1706 等。另一種例子是電荷�+LDO 組成,輸出穩(wěn)壓的電荷泵電源IC,例如MAX868,它可輸�0�-2VIN 可調(diào)的穩(wěn)定電�,并可提�30mA 電流;MAX1673�(wěn)壓型電荷泵電源IC 輸出與VIN 相同的負(fù)�,輸出電流可�(dá)125mA�

�(yīng)�

      手機(jī)是電源管理IC最為重要的�(yīng)用場�。多媒體�3G手機(jī)對高畫質(zhì)視頻、多媒體�(shù)�(jù)�、音頻播放、更清晰的顯示及更多娛樂等需求不斷提�, 但這些功能卻會(huì)大量消耗電�, 其中絕大多數(shù)的電源電壓并不相�, 隨著電流需求不斷增�, 使得它們需要更多電�, 例如�2G語音電話升級�3G視訊電話�, 對功率需求便增加一�。在同一手機(jī)中融人更多元化的功能, 其功率消耗也�(huì)隨之增加, 這是未來電源管理芯片�(fā)展的明確趨勢�

  由于手機(jī)大量采用LDO來為手機(jī)各�(gè)部件�(jìn)行供�,LDO 雖然具有成本低、封裝小、外圍器件少和噪音小的特�(diǎn), 但其�(zhuǎn)換效率低, 且只能用于降壓的場合, 加上LDO效率取決于輸�/輸人電壓之比, 在輸人電壓為3.6V、輸出電壓為1.5V的情況下, 效率只有41.7[%], 這樣低的效率在輸出電流較大時(shí), 不僅�(huì)浪費(fèi)很多電能, 而且�(huì)造成芯片�(fā)熱影響系�(tǒng)�(wěn)定性。�3G手機(jī)各�(gè)部件需要多�(gè)電壓等級的供�, 在很多情況下, 尤其是壓差大的情況下, LDO已經(jīng)難以滿足供電需�, 因此DC/DC的解決方法成為一種取代LDO的解決方��
  DC/DC�(zhuǎn)換的�(yōu)勢是�、降壓均適用, 效率又高, 目前已經(jīng)有自�(dòng)PFM/PWM方式和用DC/DC+LDO雙模式的電源管理解決方案, 雖然無論哪種方案成本都將高于LDO, 但的確能夠解決LDO低效和只能用于降壓的問題, 未來3G手機(jī)�(chǎn)量的提高和手�(jī)電源管理功能的提�, 將在一定程度上刺激手機(jī)電源管理IC市場的發(fā)展�

�(fā)�

  電子技�(shù)的快速發(fā)展表�(xiàn)在小型化、節(jié)能環(huán)�、功能強(qiáng)�、價(jià)格下降等方面, 對電源管理提出新的挑�(zhàn), 具體有以下幾�(gè)特點(diǎn)�

  大電�/低輸出電壓的�(yīng)�

  由于�(shù)字芯片的�(shí)鐘越來越�, 意味著驅(qū)�(dòng)電流越來越大, 以前只需要線形穩(wěn)�, �(xiàn)在就需要開�(guān)式穩(wěn)�, 以前僅需要一相電�, �(xiàn)在就需要兩相或多相電源。另外CPU由于速度越來越快, 散熱已成為其�(fā)展的瓶頸, 因此采用多核心技�(shù), 英特爾已�(jīng)在規(guī)�80�(gè)core的CPU, 對電源要求更��

  電源�(zhuǎn)換效率提�

  不同的半�(dǎo)體制程需要不同的供電電壓, 形成多而廣得輸人電�, 對電源管理提出挑�(zhàn)。而且新的替代能源的使�, 以及節(jié)能環(huán)保的要求加強(qiáng)電源管理功能�

  整合電路�(shè)�(jì)

  目前各種功能高度的整合已�(jīng)成了電子�(chǎn)品的宿命, 如現(xiàn)在的手機(jī)就將通信、PDA、GPS、電視等集成在一�, 要避免相互間的干�, 需要電源也隨之改變。雖然整合模擬和�(shù)字電路的SoC�(shè)�(jì)概念日益普及, 但市面上號稱的SoC芯片卻因�(shù)�、模擬制程整合不易、成本過高和效能不若�(yù)�, 因而形成高整合度和高效能間的兩�, 因此部分模擬電路如電源管理IC在短期內(nèi)并不適合作整�, 仍將持續(xù)�(dú)立于SoC芯片之外�

  封裝要求

  由于�(chǎn)品散熱要求更�, 需要將新型、小型的封裝技�(shù)引人到電源產(chǎn)品中。另外對于功能整�,SiP可能在SoC尚未成型之前, 成為一�(gè)重要的解決方。SiP是將不同的芯片或其它組件, 通過封裝制程整合在一�(gè)封裝模塊�(nèi), 以執(zhí)行相�(dāng)于系�(tǒng)層級的功��

  良好的服�(wù)

  因電源IC通用型都不強(qiáng), 作為配套�(chǎn)品與整機(jī)廠協(xié)�, 一是要說服人家采用, 二是需要提供良好的服務(wù)�

  其他對電源的要求有高性價(jià)比、生�(chǎn)的可靠性等。另外從目前�(chǎn)�(yè)狀況來�, 電源管理IC的設(shè)�(jì)人才, 要比�(shù)字IC缺乏, 而且電源IC需要的知識面和�(jīng)�(yàn)度更�。值得一提的是數(shù)字電源芯片產(chǎn)�, 近兩年來該產(chǎn)品一直是�(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn), 但卻叫好不叫�, 市場推廣�(yīng)用一直沒有實(shí)�(xiàn)高速發(fā)�, 而且從目前來看數(shù)字電源在近一兩年仍然難有大的突破。首先是�?yàn)橄掠螐S商對�(shù)字電源芯片的�(rèn)�、評�、產(chǎn)品設(shè)�(jì)和量�(chǎn)�(guī)模采購等都需要一定時(shí)�, 其次是數(shù)字電源芯片本身在響應(yīng)速度、成本和面積等方面可能和傳統(tǒng)模擬電源芯片相比存在一定差�,還有就是�(shè)�(jì)人員本身的習(xí)�, 以及使用�(shù)字電源的�(chǎn)品設(shè)�(jì)�(fù)雜程度等問題。此�, 由于目前�(shù)字電源供�(yīng)商較�, 銷售渠道開拓�(yuǎn)�(yuǎn)不夠, 所有這些因素都可能成為數(shù)字電源大�(guī)模推廣應(yīng)用的障礙�

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