电源管理芯片(Power Management Integrated Circuits),是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片.主要负责识别CPU供电幅值,产生相应的短矩波,推动后级电路进行功率输出。常用来自电源管理芯片有LM360百科G3410R050 ,U级职息皇察后和升CC12050,BQ25790 、HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494等。
主要电源管理芯片有的是双列直插芯片,而有的是表面贴装式封装,其中HIP630x系列芯片是比较经典的电源管理芯片,由著名芯片设计公司Intersil设计。它支持两/三/四相供电,支持VRM9.0规范,电压输出范来自围是1.1V-1.85V360百科,能为0.025V的间隔调整输出,开关频率高达80KHz,具有电源大、纹波小、内阻小等特点,能精密调整CPU供电电压。
电源管理集成电路(IC)是一种芯片,负责电子设备系统中电能的转换、配电、检测和其他照边维额电源管理。其主要负责将源电压和电流转换为可由微处理器、传感器等负载使用的电源。
1958年,德州仪器(TI)的工程师杰克·基尔比发明了集成电路,这种被叫做芯片的电子部件,开启了处理信号和电的刻车力电子设备的新时代,基尔比也在2000年凭借该发明荣获诺贝尔物理学鱼编独信奖。
微获 电源管理的范围相对较广,包括电源转换(DC-DC、AC-DC和DC-AC)、电源分配和检测,以及结合了电源转换和电源管理的系统。相应地,电源管理芯片的分类也包括这些方面,例如线性电源芯片、电压基准芯片来自、开关电源芯片、LCD驱动芯360百科片、LED驱动芯片、电压检测芯片、电池充电管理芯片、栅极驱动器、负载开关、宽带隙开关等。
电源管理芯片的应用范围十分广泛,发展电源管理芯片对于向奏提高整机性能具有重要意义,对电源管理芯片的选择与系统的需求直接相关,而数电洲字电源管理芯片的发展还需跨越成本难关。
当今世界,人们的生活已是片刻也离不开电子设备。电源管理芯片在电子设备能角英沙止联夜乎达系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其它组玉套书村帝电能管理的职责。电源管理芯片对苗比危单机系电子系统而言是不可或局期伟缺的,其性能的优劣对整机的性能有着直接的影响。
所有电子设备都有电源,但是不同的系统对电源的要求不同。为了发挥电子系统的最佳性能,需要选择最适合的电源管理方式。
整殖迅宗场商由怕今星待 首先,电子设备的核心是半导体芯片。而为了提高电路的密乱训注被延社烈诉更德度,芯片的特征尺寸流厚研下顶注重发始终朝着减小的趋势发展,电场龙让么题策占并强度随距离的减小而线性增加,如果电源电压还是原来的5V,产生的电场强度足以把芯片击穿。所以,这样,电子系统对电源电压的要求就发生了变化,也就是需要不同国光抗并的降压型电源。为了在降压的同时保持高效率,一般会采用降压型开关电源。
同时,许多电子系统还需要高于供电电压的电源,比如在电池供电设备中,驱动液晶显示的背光电源,普通的白光LED驱动等,都需要对系统电源进行升压,这就需要用到升压型开关电源。
此外,现代电子系统正在向高速、高增益、高可靠性方向发展,电源上的微小干扰都对电子设备的性能有影响,这就需要在噪声、纹波等方面有优势的电源,需要对系统电源进行稳压、滤波等处理,这就需要用到线性电源。
上述不同的电源管理方式,可以通过相应的电源芯片,结合极区脸者资远杆哪急少的外围元件,就能够实现。可见却损更核还棉胜念服均建,发展电源管理芯片是提高整机性能的必不可少的手继未级及官阿件挥在孙空段。
电源管理的范畴比较广,既包括单独的电能变换(主要是直流到直流,即DC/DC),单独的电能分配和检测,也包括电能变换和电能管理销容清许相结合的系统。相应的,电集领背希改源管理芯片的分类也包括这些方面,比如线性电源非环微律算芯片、电压基准芯片、开关电源芯片、LCD驱动芯片、LED驱动芯片、电压检测芯片、电池充电管理芯片等。下面简要介绍一下电源管理芯片的主要类型和应用情况。
如果所设计的电路要求电源有高的噪音和纹波抑制,要求占用PCB板面积小(如手机等手持电子产品),电路电源不允许使用电感器(如手机),电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能,要求稳压器压降及自身功耗低,线路成本低且方案简单,那么线性电源是最恰当的选择。这种电源包括如下的技术:精密的电压基准,高性能、低噪音的运放,低压降调整管,低静态电流。
在小功率供电、运放负电源、LCD/LED驱动等场合,常应用基于电容的开关电源芯片,也就是通常所说的电荷泵(Charge Pump)。基于电荷泵工作原理的芯片产品很多,比如AAT3113。这是一种由低噪声、恒定频率的电荷泵DC/DC转换器构成的白光LED驱动芯片。AAT3113采用分数倍(1.5×)转换以提高效率。该器件采用并联方式驱动4路LED。输入电压范围为2.7V~5.5V,可为每路输出提供约20mA的电流。该器件还具备热管理系统特性,以保护任何输出引脚所出现的短路。其嵌入的软启动电路可防止启动时的电流过冲。AAT3113利用简单串行控制接口对芯片进行使能、关断和32级对数刻度亮度控制。
而基于电感的DC/DC芯片的应用范围最广泛,应用包括掌上电脑、相机、备用电池、便携式仪器、微型电话、电动机速度控制、显示偏置和颜色调整器等。主要的技术包括:BOOST结构电流模式环路稳定性分析,BUCK结构电压模式环路稳定性分析,BUCK结构电流模式环路稳定性分析,过流、过温、过压和软启动保护功能,同步整流技术分析,基准电压技术分析。
除了基本的电源变换芯片,电源管理芯片还包括以合理利用电源为目的的电源控制类芯片。如NiH电池智能快速充电芯片,锂离子电池充电、放电管理芯片,锂离子电池过压、过流、过温、短路保护芯片;在线路供电和备用电池之间进行切换管理的芯片,USB电源管理芯片;电荷泵,多路LDO供电,加电时序控制,多种保护,电池充放电管理的复杂电源芯片等。
特别是在消费类电子方面。比如便携式DVD、手机、数码相机等,几乎用1块-2块电源管理芯片就能够提供复杂的多路电源,使系统的性能发挥到最佳。
电子设备所具备的功能越多、性能越高,其结构、技术、系统就越复杂,传统的模拟技术电源管理IC满足系统整体电源管理要求的难度也就越大,价格也更加昂贵。数字控制器的核心主要由三个特殊模块组成:抗混叠(anti-aliasing)滤波器、模数转换器(ADC)和数字脉冲宽度调制器(DPWM)。为了达到与模拟控制架构同等的性能指标,必须具备高分辨率、高速和线性ADC以及高分辨率、高速PWM电路设计。ADC分辨率必须能够满足误差小于输出电压允许变化的范围,所需的输出电压纹波越小,则对ADC的分辨率要求越高。同时,由于抗混叠滤波器以及流水线式或SAR模数转换器会引入环路延时,所以我们迫切需要高采样速率的模数转换器。模拟控制器对所产生的可能脉冲宽度存在固有的限制,而DPWM可以产生离散和有限的PWM宽度集。从稳定状态下的输出角度看,只可能有一组离散的输出电压。由于DPWM是反馈环路中的一部分,因此DPWM的分辨率必须足够高才能使输出不显示众所周知的极限周值。不显示任何极限周值所需的最少位数取决于拓扑、输出电压和ADC分辨率。同时,系统的环路稳定性由PI或者PID控制器来调整。
未来,电源管理芯片前景广阔。通过开发新的工艺、封装和电路设计技术,还会有性能更加出色的器件诞生,它们能提高电源功率密度、延长电池寿命、减少电磁干扰、增强电源和信号完整性以及提高系统的安全性,助力世界各地的工程师实现创新。