電源管理IC芯片（Power Management Integrated Circuits），是在電子設備系統中擔負起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責的芯。主要負責識別CPU供電幅值，產(chǎn)生相應的短矩波，推動(dòng)后級電路進(jìn)行功率輸出。
電源管理IC芯片的應用范圍十分廣泛，發(fā)展電源管理芯片對于提高整機性能具有重要意義，對電源管理芯片的選擇與系統的需求直接相關(guān)，而數字電源管理芯片的發(fā)展還需跨越成本難關(guān)。
當今世界，人們的生活已是片刻也離不開(kāi)電子設備。電源管理芯片在電子設備系統中擔負起對電能的變換、分配、檢測及其它電能管理的職責。電源管理芯片對電子系統而言是不可或缺的，其性能的優(yōu)劣對整機的性能有著(zhù)直接的影響。
電源管理IC芯片該如何選擇？
電源管理的范疇比較廣，既包括單獨的電能變換（主要是直流到直流，即DC／DC），單獨的電能分配和檢測，也包括電能變換和電能管理相結合的系統。相應的，電源管理芯片的分類(lèi)也包括這些方面，比如線(xiàn)性電源芯片、電壓基準芯片、開(kāi)關(guān)電源芯片、LCD驅動(dòng)芯片、LED驅動(dòng)芯片、電壓檢測芯片、電池充電管理芯片等。下面簡(jiǎn)要介紹一下電源管理芯片的主要類(lèi)型和應用情況。
如果所設計的電路要求電源有高的噪音和紋波抑制，要求占用PCB板面積�。ㄈ缡謾C等手持電子產(chǎn)品），電路電源不允許使用電感器（如手機），電源需要具有瞬時(shí)校準和輸出狀態(tài)自檢功能，要求穩壓器壓降及自身功耗低，線(xiàn)路成本低且方案簡(jiǎn)單，那么線(xiàn)性電源是最恰當的選擇。這種電源包括如下的技術(shù)：精密的電壓基準，高性能、低噪音的運放，低壓降調整管，低靜態(tài)電流。
在小功率供電、運放負電源、LCD／LED驅動(dòng)等場(chǎng)合，常應用基于電容的開(kāi)關(guān)電源芯片，也就是通常所說(shuō)的電荷泵（Charge Pump）�；陔姾杀霉ぷ髟淼男酒a(chǎn)品很多，比如AAT3113。這是一種由低噪聲、恒定頻率的電荷泵DC／DC轉換器構成的白光LED驅動(dòng)芯片。AAT3113采用分數倍（1．5×）轉換以提高效率。該器件采用并聯(lián)方式驅動(dòng)4路LED。輸入電壓范圍為2．7V～5．5V，可為每路輸出提供約20mA的電流。該器件還具備熱管理系統特性，以保護任何輸出引腳所出現的短路。其嵌入的軟啟動(dòng)電路可防止啟動(dòng)時(shí)的電流過(guò)沖。AAT3113利用簡(jiǎn)單串行控制接口對芯片進(jìn)行使能、關(guān)斷和32級對數刻度亮度控制。
而基于電感的DC／DC芯片的應用范圍最廣泛，應用包括掌上電腦、相機、備用電池、便攜式儀器、微型電話(huà)、電動(dòng)機速度控制、顯示偏置和顏色調整器等。主要的技術(shù)包括：BOOST結構電流模式環(huán)路穩定性分析，BUCK結構電壓模式環(huán)路穩定性分析，BUCK結構電流模式環(huán)路穩定性分析，過(guò)流、過(guò)溫、過(guò)壓和軟啟動(dòng)保護功能，同步整流技術(shù)分析，基準電壓技術(shù)分析。
除了基本的電源變換芯片，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(lèi)芯片。如NiH電池智能快速充電芯片，鋰離子電池充電、放電管理芯片，鋰離子電池過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫、短路保護芯片；在線(xiàn)路供電和備用電池之間進(jìn)行切換管理的芯片，USB電源管理芯片；電荷泵，多路LDO供電，加電時(shí)序控制，多種保護，電池充放電管理的復雜電源芯片等。
特別是在消費類(lèi)電子方面。比如便攜式DVD、手機、數碼相機等，幾乎用1塊－2塊電源管理芯片就能夠提供復雜的多路電源，使系統的性能發(fā)揮到最佳。
本文將重點(diǎn)介紹4種主要的電源管理IC。
1、LDO——最基本的電源IC，是一種低壓差線(xiàn)性穩壓器，使用在其飽和區域內運行的晶體管或場(chǎng)效應管（FET），從應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過(guò)調節的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。正輸出電壓的LDO（低壓降）穩壓器通常使用功率晶體管（也稱(chēng)為傳遞設備）作為 PNP。這種晶體管允許飽和，所以穩壓器可以有一個(gè)非常低的壓降電壓，通常為 200mV 左右；與之相比，使用 NPN 復合電源晶體管的傳統線(xiàn)性穩壓器的壓降為 2V 左右。負輸出 LDO 使用 NPN 作為它的傳遞設備，其運行模式與正輸出 LDO 的 PNP設備類(lèi)似；
2、DC／DC——是指在直流電路中將一個(gè)電壓值的電能變?yōu)榱硪粋�(gè)電壓值的電能的裝置，是一種新研制的小型化電源開(kāi)關(guān)模塊，它是采用微電子技術(shù)，把小型表面安裝集成電路與微型電子元器件組裝成一體而構成。DC－DC電源模塊的使用有利于簡(jiǎn)化電源電路設計縮短研制周期，實(shí)現最佳指標等，可廣泛應用于各類(lèi)數字儀表和智能儀器中；
3、PWM——脈沖寬度調制，是一種模擬控制方式，根據相應載荷的變化來(lái)調制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來(lái)實(shí)現晶體管或MOS管導通時(shí)間的改變，從而實(shí)現開(kāi)關(guān)穩壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定，是利用微處理器的數字信號對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。脈沖寬度調制是利用微處理器的數字輸出來(lái)對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中；
4、功率MOSFET——即以金屬層（M）的柵極隔著(zhù)氧化層（O）利用電場(chǎng)的效應來(lái)控制半導體（S）的場(chǎng)效應晶體管。功率MOS場(chǎng)效應晶體管也分為結型和絕緣柵型，但通常主要指絕緣柵型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET），簡(jiǎn)稱(chēng)功率MOSFET（Power MOSFET）。結型功率場(chǎng)效應晶體管一般稱(chēng)作靜電感應晶體管（Static Induction Transistor——SIT）。其特點(diǎn)是用柵極電壓來(lái)控制漏極電流，驅動(dòng)電路簡(jiǎn)單，需要的驅動(dòng)功率小，開(kāi)關(guān)速度快，工作頻率高，熱穩定性?xún)?yōu)于GTR，但其電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過(guò)10kW的電力電子裝置。 |
