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)定�
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�
電源IC 種類繁多,它們的共同特點有:
�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 �;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� 從幾毫安到幾安都有,但由于大多數(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 封裝等,使電源占的空間越來越�� �4)完善的保護措施 新型電源IC 有完善的保護措施,這包括:輸出過流限制、過熱保�、短路保護及電池極性接反保�,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。個別微功耗的線性穩(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)時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)時可�(guān)閉接收電�;在未接收到信號時可�(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,在電源因過熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百分數(shù)�,電源IC 有一個電源工作狀�(tài)信號輸給單片機,使單片機�(fù)位。利用這個信號也可以做成電源工作狀�(tài)指示(當電池低電壓時,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 的精度可達�0.5~�1[[%]];并且輸出電壓溫度系�(shù)較小,一般為±0.3~�0.5mV/�,而有一些可達到±0.1mV/℃的水平。線性調(diào)整率一般為0.05[[%]]�0.1[[%]]/V,有的可�0.01[[%]]/V;負載調(diào)整率一般為0.3�0.5[[%]]/mA� 有的可達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大,低壓差線性穩(wěn)壓器效率低但噪聲最�,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 �。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�,輸出電流可�125mA�手機是電源管理IC最為重要的�(yīng)用場合。多媒體�3G手機對高畫質(zhì)視頻、多媒體�(shù)�(jù)�、音頻播�、更清晰的顯示及更多娛樂等需求不斷提�, 但這些功能卻會大量消耗電�, 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�。在同一手機中融人更多元化的功能, 其功率消耗也會隨之增�, 這是未來電源管理芯片�(fā)展的明確趨勢�
由于手機大量采用LDO來為手機各個部件進行供電,LDO 雖然具有成本�、封裝小、外圍器件少和噪音小的特�, 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, 不僅會浪費很多電�, 而且會造成芯片�(fā)熱影響系�(tǒng)�(wěn)定�。�3G手機各個部件需要多個電壓等級的供電, 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)有自動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�(chǎn)量的提高和手機電源管理功能的提升, 將在一定程度上刺激手機電源管理IC市場的發(fā)��電子技�(shù)的快速發(fā)展表�(xiàn)在小型化、節(jié)能環(huán)�、功能強大、價格下降等方面, 對電源管理提出新的挑�(zhàn), 具體有以下幾個特點:
大電�/低輸出電壓的�(yīng)�
由于�(shù)字芯片的時鐘越來越快, 意味著驅(qū)動電流越來越�, 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個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)保的要求加強電源管理功能�
整合電路�(shè)�
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)計概念日益普�, 但市面上號稱的SoC芯片卻因�(shù)�、模擬制程整合不�、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)獨立于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, 成為一個重要的解決方。SiP是將不同的芯片或其它組件, 通過封裝制程整合在一個封裝模塊內(nèi), 以執(zhí)行相當于系統(tǒng)層級的功��
良好的服�(wù)
因電源IC通用型都不強, 作為配套�(chǎn)品與整機廠協(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�、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)計人�, 要比�(shù)字IC缺乏, 而且電源IC需要的知識面和�(jīng)驗度更高。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, 但卻叫好不叫�, 市場推廣�(yīng)用一直沒有實�(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。首先是因為下游廠商對數(shù)字電源芯片的認可、評�、產(chǎn)品設(shè)計和量產(chǎn)�(guī)模采購等都需要一定時�, 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)計人員本身的習慣, 以及使用�(shù)字電源的�(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜程度等問題。此�, 由于目前�(shù)字電源供�(yīng)商較�, 銷售渠道開拓遠遠不夠, 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�