便携产品电源管理芯片的设计技巧
随着便携产品日趋小巧轻薄,对电源管理芯片也提出更高的要求,诸如高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗等.本文探讨了在便携产品电源设计的实际应用中需要注意的各方面问题.
便携产品的电源设计需要系统级思维,在开发手机、MP3、PDA、PMP、DSC等由电池供电的低功耗产品时,如果电源系统设计不合理,会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计以及功率分配架构等.同样,在系统设计中,也要从节省电池能量的角度出发多加考虑.例如,现在便携产品的处理器一般都设有几种不同的工作状态,通过一系列不同的节能模式(空闲、睡眠、深度睡眠等)可减少对电池容量的消耗.当用户的系统不需要最大处理能力时,处理器就会进入电源消耗较少的低功耗模式.
从便携式产品电源管理的发展趋势来看,需要考虑以下几个问题:1. 电源设计必须要从成本、性能和产品上市时间等整个系统设计来考虑;2. 便携产品日趋小巧轻薄化,必需考虑电源系统体积小、重量轻的问题;3. 选用电源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗,突破散热瓶颈,延长电池寿命;4. 选用具有新技术的新型电源芯片进行方案设计,这是保证产品先进性的基本条件,也是便携产品电源管理的永恒追求.
便携产品常用电源管理芯片包括:低压差稳压器(LDO)、非常低压差稳压器(VLDO)、基于电感器储能的DC/DC转换器(降压电路Buck、升压电路Boost、降压-升压变换器Buck-Boost)、基于电容器储能的电荷泵、电池充电管理芯片、锂电池保护IC.
选用电源管理芯片时应注意:选用生产工艺成熟、品质优秀的生产厂家产品;选用工作频率高的芯片,以降低周边电路的应用成本;选用封装小的芯片,以满足便携产品对体积的要求;选用技术支持好的生产厂家,方便解决应用设计中的问题;选用产品资料齐全、样品和DEMO易于申请、能大量供货的芯片;选用性价比好的芯片.
LDO线性低压差稳压器
LDO线性低压差稳压器是最简单的线性稳压器,由于其本身存在DC无开关电压转换,所以它只能把输入电压降为更低的电压.它最大的缺点是在热量管理方面,因为其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值.
LDO电流主通道在其内部是由一个MOSFET加一个过流检测电阻组成,肖特基二极管作反相保护,输出端的分压电阻取出返馈电去控制MOSFET的流通电流大小,EN使能端可从外部去控制它的工作状态,内部还设置过流保护、过温保护、信号放大、Power-OK、基准源等电路,实际上LDO已是一多电路集成的SoC.LDO的ESD>4KV,HBM ESD>8KV.
低压差稳压器的应用象三端稳压一样简单方便,一般在输入、输出端各加一个滤波电容器即可.电容器的材质对滤波效果有明显影响,一定要选用低ESR的X7R & X5R陶瓷电容器.
LDO布线设计要点是考虑如何降低PCB板上的噪音和纹波,如何走好线是一个技巧加经验的工艺性细活,也是设计产品成功的关键之一.图1说明了如何设计走线电路图,掌握好电流回流的节点,有效的控制和降低噪音和纹波.优化布线方案是值得参考的.
图1:LDO布线电路方案
如果一个驱动图像处理器的LDO输入电源是从单节锂电池标称的3.6V,在电流为200mA时输出1.8V电压,那么转换效率仅为50%,因此在手机中产生一些发热点,并缩短了电池工作时间.虽然就较大的输入与输出电压差而言,确实存在这些缺点,但是当电压差较小时,情况就不同了.例如,如果电压从1.5V降至1.2V,效率就变成了80%.
当采用1.5V主电源并需要降压至1.2V为DSP内核供电时,开关稳压器就没有明显的优势了.实际上,开关稳压器不能用来将1.5V电压降至1.2V,因为无法完全提升MOSFET(无论是在片内还是在片外).LDO稳压器也无法完成这个任务,因为其压差通常高于300mV.
理想的解决方案是采用一个VLDO稳压器,输入电压范围接近1V,其压差低于300mV,内部基准接近0.5V.这样的VLDO稳压器可以很容易地将电压从1.5V降至1.2V,转换效率为80%.因为在这一电压上的功率级通常为100mA左右,那么30mW的功率损耗是可以接受的.VLDO的输出纹波可低于1mVP-P.将VLDO作为一个降压型开关稳压器的后稳压器就可容易地确保低纹波.
开关式DC/DC升降压稳压器
开关式DC/DC升降压稳压器按其功能分成Buck开关式DC/DC降压稳压器、Boost开关式DC/DC升压稳压器和根据锂电池的电压从4.2V降低到2.5V能自动切换降升压功能的Buck-Boost开关式DC/DC升降压稳压器.当输入与输出的电压差较高时,开关稳压器避开了所有线性稳压器的效率问题.它通过使用低电阻开关和磁存储单元实现了高达96%的效率,因此极大地降低了转换过程中的功率损失.
Buck开关式DC/DC降压稳压器是一种采用恒定频率、电流模式降压架构,内置主(P沟道MOSFET)和同步(N沟道MOSFET)开关.PWM控制的振荡器频率决定了它的工作效率和使用成本.选用开关频率高的DC/DC可以极大地缩小外部电感器和电容器的尺寸和容量,如超过2MHz的高开关频率.开关稳压器的缺点较小,通常可以用好的设计技术来克服.但是电感器的频率外泄干扰较难避免,设计应用时对其EMI辐射需要考虑.
图2给出了Buck开关式DC/DC应用线路设计,需要注图中粗线的部分:粗线是大电流的通道;选用MuRata、Tayo-Yuden、TDK&AVX品质优良、低ESR的X7R & X5R陶瓷电容器;在应用环境温度高,或低供电电压和高占空比条件下(如降压)工作,要考虑器件的降温和散热.必须注意:SW vs. L1距离<4mm;Cout vs. L1距离<4mm;SW、Vin、Vout、GND的线必须粗短.
要得到一个运作稳定和低噪音的高频开关稳压器,需要小心安排PCB板的布局结构,所有的器件必需靠近DC/DC,可以把PCB 板按功能分成几块,如图3所示.1. 保持通路在Vin、Vout之间,Cin、Cout接地很短,以降低噪音和干扰;2. R1、R2和CF的反馈成份必须保持靠近VFB反馈脚,以防噪音;3. 大面积地直接联接2脚和Cin、Cout的负端.
图2:Buck开关式DC/DC应用线路设计
DC/DC应用举例:1. APS1006为MCU/DSP核(Core)供电;2. APS1006应用于电子矿灯(图3);3. APS1046应用于0.8-1.8微硬盘供电(图4);4. APS1006、APS4070应用于智能手机(图5).
图3:APS1006应用于电子矿灯
图4:APS1046应用于0.8-1.8微硬盘供电
图5:APS1006、APS4070在智能手机上的应用
电荷泵及其应用技巧
电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压提升,采用电容器来贮存能量.电荷泵是无须电感的,但需要外部电容器.工作于较高的频率,因此可使用小型陶瓷电容(1μF),使空间占用最小,使用成本低.电荷泵仅用外部电容即可提供±2倍的输出电压.其损耗主要来自电容器的等效串联电阻(ESR)和内部开关晶体管的RDS(ON).
电荷泵转换器不使用电感,因此其辐射EMI可以忽略.输入端噪声可用一只小型电容滤除.它输出电压是工厂生产时精密予置的,调整能力是通过后端片上线性调整器实现的,因此电荷泵在设计时可按需要增加电荷泵的开关级数,以便为后端调整器提供足够的活动空间.电荷泵十分适用于便携式应用产品的设计.从电容式电荷泵内部结构来看,它实际上是一个片上系统.
电荷泵是一种无幅射的有效升压器件,它不使用电感器而使用电容器作为储能器件.在设计应用时需要注意电容器的容量
和材质对输出纹波的影响.外部电容器的容量关系到输出纹波,在固定的工作频率下,太小的电容容量,将使输出纹波增大.输出纹波大小与电容器材料介质有关,外部电容器的材料类型关系到输出纹波.同一电荷泵,使用相同的容量和尺寸而不同材料类型的电容器,输出纹波的结果.在工作频率固定,电容器容量相同的情况下,优良的材料介质,将有效地降低纹波.选用低ESR的X7R & X5R陶瓷电容器是一种比较好的选择.
LCD Module(LCM)是目前CP、MP3/MP4、PMP需求量较大的产品,在有限的PCB面积上,需要按装LCD屏、数码相机的镜头和闪光灯、音频DAC等器件,因此它需要封装很小的多芯片组合的电源模块(MCM),以减小电源IC所占PCB的面积,而手机产品又要求这些电源IC对RF几乎无干扰.
电池充电管理芯片和锂电池保护IC
锂电池充电IC是一个片上系统(SoC),它由读取使能微控制器、2倍涓流充电控制器、电流环误差放大器、电压环误差放大器、电压比较器、温度感测比较器、环路选择和多工驱动器、充电状态逻辑控制器、状态发生器、多工器、LED信号发生器、
MOSFET、基准电压、电源开机复位、欠电压锁定、过流/短路保护等十多个不同功能的IC整合在一个晶元上.它是一个高度集成、智能化芯片.锂电智能充电过程:涓流充-->恒流充-->恒压充-->电压检测,因此电路设计的关键是要做到:充分保护、充分充电、自动监测、自动控制.
锂电池保护电路是封装在锂电池包内的,它由一颗锂电池保护IC和二颗MOSFET组成.在图6中,OD代表过放电控制;OC代表过充电控制;P+、P-接充电器;B+、B-接锂电池.锂电池保护电路简单工作原理如下:正常装态M1、M2均导通;过充电时M2 OC 脚由高电位转至低电位,电闸关闭,截止充电,实现过充电保护;充电电流方向P+-->P-;过放电时M1 OD脚由高电位转至低电位,电闸关闭,截止充放电,实现过放电保护;放电电流方向P- -->P+.
图6:锂电池保护电路
锂电池保护电路的PCB板是很小的,设计时必须注意:1. MOSFET尽可能接近B-、P-;2. ESD防护电容器尽可能接近P+、P-;3. 相邻线间距>0.25mm,通过电流大的线要放宽,地线加宽.
电源管理芯片的低功耗OMAP系统设计
随着半导体设计和制作工艺技术的不断提高,电路板上的期间运行速度将更快,体积将更小.供电系统要求更多的种类的电压、更低的供电电压和更大的供电电流电源设计不再仅仅局限于提供电流、电压和监控温度,还必须诊断电源供应情况、灵活设定每个输出电压参数.普通的模拟解决方案难以满足这些需求.数字电源的目标就是将电源转换与电源管理用数字方法集成
到单个芯片中,实现电源转换、控制和通信.
数字电源实现了数字和模拟技术的融合,具有很强的适应性和灵活性,具备直接监视、处理及适应系统条件的能力.数字电源还可通过远程诊断确保持续的系统可靠性,实现故障管理、过压过流保护、自动冗余等功能.但是数字电源不比传统的模拟电源效率更高,而且成本一般较高.目前数字电源需要大滤波器,这使其工作效率比模拟电源低.
本文介绍一种在嵌入式数字信号处理器(DSP)OMAP5912上使用简单的数字电源实现系统低功耗设计的方法.使用TI公司的电源转换和电压监控芯片TPS65010实现对DSP系统各种状态的检测.在不同状态下输出不同的供电电压,减小供电电流,实现整个系统的低功耗运行.该设计方法适用于各种低功耗要求的手持电子设备.
TPS65010是TI公司推出的一款针对锂离子供电系统的电源和电池管理芯片.TPS65010集成了2个开关电源转换器Vmain 和Vcore、2个低压差电源转换器LD01和LDO2以及1个单体锂离子电池充电器,非常适合手持电子设备的应用要求.当12 V直流电源适配器接通时,芯片无需开关电路.在实际使用中,Vmain可以提供2.5～3.3 V电压,Vcore可以提供O.8～1.6 V电压,LD01和LDO2可以提供1.8～6.5 V电压.各个不同电压下的电流一般可以达到400 mA,满足大部分手持设备的需求.可以通过I2C总线对TPS65010的各种寄存器进行设置,也可以通过通用的引脚将重要的信息通知TPS65010,例如可以通过LOW_POWER引脚使TPS65010输出低功耗模式下的工作电压.
OMAP5912是TI公司推出的嵌入式DSP,具有双处理器结构,片内集成ARM和C55系列DSP处理器.TI925T处理器基于ARM9核,用于控制外围设备.DSP基于TMS320C55X核,用于数据和信号处理,提供1个40位和1个16位的算术逻辑单元(ALU).由于DSP采用了双ALU结构,大部分指令可以并行运行,工作频率达到150 MHz,并且功耗更低.C55和ARM可以联合仿真,也可以单独仿真.
OMAP5912内部专门配置了超低功率设备(Ultra Low Power Device,ULPD).ULPD模块内部结构如图1所示.
从图1可以看出,ULPD模块主要由复位管理器、FIQ管理器以及睡眠模式状态机组成.片内ULPD和OMAP5912芯片内部的复位产生模块以及芯片IDLE和唤醒状态控制器相连接.片外ULPD的复位管理器负责检测上电复位和手动复位,并将片内的复位信号输出;FIQ管理器专门用于检测电池电压,一旦出现电池电压低于或高于系统要求,或者电池电源质量不高(纹波较大、过冲较大、瞬间脉冲较大)等,FIQ管理器将中断系统工作;睡眠模式状态机负责检测和输出不同的工作方式,在不同的工作方式下将提供不同的电压和电流,从而降低系统功耗.共有3种睡眠模式:正常工作模式、Big Sleep模式和Deep Sleep模式.
2 系统硬件结构
较完整的手持设备系统主要由OMAP5912、TPS6501O、AD/DA、LCD、SDRAM、人机接口以及Flash组成.其硬件连接如图2所示.图中,DSP是核心控制单元;AD用于采集模拟信号,并将其转变成数字信号;DA将数字信号转换成模拟信号;人机接口主要包括键盘接口.Flash保存DSP所需的程序,供DSP上电调用.此外,使用DSP的HPI接口连接到PC机.
TPS65010和OMAP5912的连接是实现系统低功耗设计的关键,具体硬件连接如图3所示.TPS650lO可以提供OMAP5912所需的各种电压,但是核心运算单元需要的CVDDA以及重要外设需要的DVDD4由TPS7620l从Vmain电压转换得到.具体的TPS76201的硬件连接如图4所示.TPS7620l将Vmain的3.3V电压转换成1.6 V提供给OMAP,只要Vmain的电压不低于1.8 V,TPS76201都将稳定地输出1.6 V电压,以确保OMAP在任何情况下,即使是深度睡眠状态,核心运算单元和重要的外设都有稳定的电源保证.注意,如果不要求OMAP系统的低功耗设计,CVDDA和 DVDD4可以直接连接到Vcore.
TPS65010的Vcore输出1.6 V电压提供给OMAP的其他核,这些核电压在低功耗状态下均可以降低到1.1 V.TPS65010的VLDO1和VLDO2输出2.75V电压提供给OMAP的其他外设,这些电压和常规的3.3 V存在一定的电压差,但不影响数据传输.一般情况下,高电平只要达到2 V以上就可以了;低功耗状态下,VLDO1和VLDO2都降低到1.1 V.使用2个LDO给不同的外设提供电压,是为了在Big Sleep状态下关闭某些外设并同时能够使能其他外设.如果不进行低功耗设计,可以使用同一个LDO提供电压.
TPS65010的I2C总线连接到OMAP,便于OMAP对TPS65010的寄存器进行设置.TPS65010的RESPWRON引脚连接到OMAP的Power_Reset引脚,上电复位后由TPS65010复位OMAP;TPS65010的LOWPWR引脚连接到OMAP的LOW_PWR引脚,OMAP进入低功耗状态由该引脚通知TPS65010,TPS65010将设定的各种电压降低,从而降低系统功耗.
4 OMAP5912的低功耗软件设计
OMAP5912有3种工作模式,分别为正常工作模式、Big Sleep模式和Deep Sleep模式.正常工作模式下,使能所有的内部时钟和外部时钟以及引脚,此时系统功耗最大,TPS650lO也按照正常工作方式供电.低功耗模式下,随时判断是否有芯片IDLE请求,如果有则进入Big Sleep模式.在Big Sleep模式下,进一步判断是否有外部时钟请求,并根据情况进入Deep Sleep模式.
在系统正常工作方式下,如果不需要进行低功耗设计,以上软件无需加入到应用程序中.进行低功耗设计时,就需要对OMAP 的各种工作状态进行判断,要在应用程序中加入LOW_PWR信号使能、关闭DSP核、激活并设置唤醒事件、关闭ARM核、激活并设置深度睡眠等软件代码.
5 总结
本文详细介绍了基于TPS65010和OMAP5912的低功耗系统设计.使用TPS65010的多个电源输出引脚给OMAP的不同单元供电,以便在OMAP的不同工作模式下改变电压输出,降低系统功耗.OMAP根据自身的软件运行情况,随时调整工作模式,并通知TPS65010,使得软件和硬件在低功耗设计上得到互通.该设计方法适用于各种对功耗要求较高的电子设备.
高级电源管理芯片FS1610及其应用
Fsl610是一款采用专利数字技术生产的高级电源管理控制器件,该器件可为数码相机、智能手机、个人PDA和笔记本电脑等移动设备提供完全可编程的电源系统解决方案.与传统的电源管理方法相比,FSl610能节约20～40%的PcB面积,此外,其完全可编程的专利数字技术.还能极大缩短研发周期.加快产品上市进程.
1 FSl610的主要功能
IS1610内部的电压检测主要针对的是FSl610芯片的供电输入,而器件的输出则包括8个高效开关电源和3个低功耗LDO,表l所列是其电源输出列表.需要注意的是,FSl610的输出电压和电流都会受到输入电压、电感、电容以及外部诸多元件因素的影响.
l 1电源输出
FSl610提供有8个开关电源.3个LDO电源和1个始终开启的电源.对这些电源输出的控制一般有三种方式:其一是通过外部的PWREN使能输人引控制;其二是通过串行命令在使用过程中根据具体情况进行控制;第三则是按照EEPROM中的设置程序来执行.
FS1610的电源输出主要用于降压转换、升压转换、白光LED驱动、低压差稳压、负升压转换和电池供电等.图I所示是用FSl610来驱动白光LED的驱动电路.
1.2电源输入
FSl610的供电电压范围是2.8～5.5 v.图2所示是S1610的供电输人以及AC适配器和电池之间的切换电路.其中VMAIN为主电池比较器输入,用来直接监测电池的状态;VIN为主电源供电输入;DBOUT用于断开电池的输出,将它连接到一个外部的P通道MOSFET,可当检测到电池的无电状态(DB)或者AC适配器有输入时,由该输出置位断开电池和主电源的连接;BATBU为备用电池输人,一般情况下,为了能使芯片正常操作,在BATBU输入引脚上一定要有电压;VBAT为始终开启的供电输出,可由内部开关控制,当SW[2]有效且稳定时,可将SW[2]连接到VBAT来提供电压;否则由BATBU给VBAT提供电压.
1 3其他功能
FSl610内有一个非易失存储器NVM(EEPROM),可用于保存启动的配置信息,这些信息包括通道电压、通道使能,禁止、个电源的开关顺序以及实时时钟、看门狗、中断等信息.
FSl610可通过晶体时钟提供实时时钟的操作.而其可编程报警器则可向CPU发出中断.FSl610片内还集成有一个看门狗定时器,可通过EEPROM编程设置,其定时时间达32s,时间间隔是1ms.但是,由于达到定时时间时,芯片就会复位,所以,为了避免这种情况的发生,主机必须在程序设置的定时周期结束之前,对WDT进行复位.
FSl610应由32.768 kHz晶振、或者具有合适的频率和电压的时钟源来为芯片提供内部时钟.而器件的CLKOUT输出引脚则能为外部提供32.768 kHz的输出.FSl610的nEXTON开关输人端一般连接到瞬间接触开关上,可用来控制芯片的开/关.FSl610分别为不同类型的处理器设计有两个复位输出nIRSTO和nRSTO,而手动复位输入nRSTI则主要用来启动一个硬件复位,以作为主机CPU的系统复位信号.
FSl610在需要的情况下可提供中断,并向主机发出警报.这些警报包括低电压,电源通道故障,RTC警报等.同时可以通过串行命令来对中断进行操作.
2 Fsl610的内部结构原理
图3是FSl610模块的内部结构示意图.由图可见,FSl610以电源管理控制器为核心,可为外部设备提供丰富的电源通道.另外,配合电源管理.FSl610还提供有非易失性存储器NVM、实时时钟RTC、看门狗定时器WDT、中断、复位等系统控制模块.
3工作模式
FS1610有两种操作模式,分别为串行模式和独立模式.FSl610芯片片可通过I2C、SPI和ART串口来接受主机的控制和管理,也可以在启动后根据EEPROM加载的参数独立工作.低功耗是FSl610的最突出优势之一.该芯片上的各个功能模块在不需要操作时都可以关闭.已进人休眠状态.FSl610会根据不同的环境条件在5种电源状态下自动切换,以使功耗最小化.这5种状态分别为:无电(NOPOWER)状态、关断(SHUTDOWN)状态(即SD状态)、就绪(READY)状态、工作(ACTIVE)状态、低功耗(LOWPOWER)状态.
设计时.可以对FS31610的多路电源进行灵活的配置和控制.除了对单个电源通道的开/关操作之外.还可以对电源通道进行分组,然后对各电源组进行操作.电源的启动和关闭顺序,也可以设置存储在EEPROM中,以便主机在操作的过程中来控制.
FSl610对芯片提供有可能出现的各种故障的监测和管理.这些监测包括:受监测电源正常状态、电源通道故障、电池电压和备用电池监测、热关断、中断.此外,FS1610芯片还可根据EEPROM中的设置,对监测到的不同状态进行不同的操作.
4基于FSl6l0的导航仪供电系统
FSl610的多电源输出和电源管理功能在便携式设备中应用非常方便.图4是FSl610电源管理控制芯片在基于Sumsang公司的ARM9处理器S3C2440的导航仪上的供电电路.
根据系统的设计要求,该导航仪除了具有基本的GPS导航功能外.还需要高分辨率的液晶屏支持.为此,该系统选用的是LCD 模块,该模块是已经包含了背光和控制电路的液晶屏,但需要+3.3 v和+5 v供电.表2所列出是该导航仪系统的电源需求.
由于该导航仪通常是采用电池供电,故需要最小化的功率消耗,而且要求各外设都要由系统控制.在图4中用FSl610对导航仪系统进行供电的电源分配方案中,需要注意的是,LCD背光需要400mA电流的+5v供电,而FSl610的升压电路不能提供这么大的电流,因此,设计时应用一个外加的升压电路来提供LCD的背光电源.
5结束语
本文介绍了高级电源管理控制芯片FS1610的原理和功能,给出了一个FSl610在基于ARM9处理器S3C2440设计的导航仪上的应用方案.采用该方案进行供电的导航仪,不但可以自由控制各个模块电源的开和关,而且可以在不需要的时候关闭模块,以便最小化整个系统的功耗.与传统的方法相比,选用FSl610不但可以明显节省电路板面积.提供更多的通道电压.而且控制也更加灵活
电源管理芯片在以太网供电中的应用
什么是以太网供电?
术语"以太网"是指 IEEE802.3 标准涵盖的各种局域网 (LAN) 系统.以太网协议是在工作场所,通过高速数据电缆将台式PC 与中央文件服务器连接起来的协议.任何连接到以太网端口的设备,如数据终端、无线接入点、网络摄像机 (web cam) 或网络电话等,都需要通过电池或独立 AC 插座为自己供电.而更为优雅的方法则是能够向连接到以太网的任何设备同时传输电源和数据.如果这种传输方式能够利用现有的以太网布线,则可以保持 100% 的历史兼容性,那将再好不过了.这正是
IEEE802.3af 规范中定义的以太网供电 (PoE) 标准所提供的内容.这一新标准于 2003 年 6 月由 IEEE 批准,是通过以太网发送和接收电源信号的标准.PoE 的优点在于:
由于每个设备只需要一组连线,因此每个设备的布线更为简单和便宜;
免去了 AC 插座和适配器,使工作环境更安全、整洁,成本也更低;
可轻易地将设备从一处移至另一处;
无间断电源可确保在 AC 电源
断电时继续为设备供电;可对连接到以太网的设备进行远程监控.
正是这些优点使得以太网供电成为一项从本质上改变了低功耗设备供电方式的全新技术.但就目前而言,推动 PoE 总有效市场增长 (TAM, Total Available Market) 的主力是两类用电设备:无线 LAN 接入点和 VoIP(网络语音)电话.至 2007 年,前者的复合年增长率 (CAGR) 为 38%,达 1500 万个(来源:iSuppli),而支持后者的企业网预计将达到 300 万个.对用电设备的这种需求反过来将推动现有以太网交换机向支持 PoE 功能转移的需求.这是通过使用"中继"(midspan) 来实现的,如图1所示.这些单元的增长至 2007 年预计将达到 800 万,增长率为 68%.
在图1的示例中,源头的以太网交换机通过一个"中继"以太网供电集线器将电源"注入"局域网的双绞线电缆来提供 PoE 功能.新的以太网交换机将集成该"中继",从而实现向通过高速数据电缆连接的用电设备 (PD) 供电.这些用电设备可以是网络摄像机 (web cam)、网络语音电话、无线局域网接入点和其他电器设备.不间断电源 (UPS) 将提供备用电源,以防市电断电.
电源管理器件用于转换电压和电流,可以用在以太网交换机中,以太网供电"中继"集线器中,以及位于用电设备中的 DC-DC 转换单元中.下面各段将对这些功能中的每个功能分别进行讨论.
电源管理器件在以太网交换机中的应用
最新的以太网交换机可以通过 24 或 48 个独立端口向用电设备提供 PoE 连接性,并与非 PoE 系统保持历史兼容.每台用电设备均由其自己的48V电源供电,每台用电设备的最大允许功耗为15.4W,以太网交换机可以对每台设备的用电单独进行管理.
IEEE802.3af PoE 规范最多允许在每台用电设备处消耗大约 13W 的功率,而以太网交换机提供的最大 15.4W 的功率是为了弥补长电缆带来的一定程度的损耗.48V 电源实际上允许在用电设备端使用36～ 57V 之间的任意电压.电压要求大约为最大开关电压的 2 倍(应对开关尖脉冲等的经验法则),要求电源开关必须采用额定VDS为 100V的分立 MOSFET.
图2 显示了一个PoE控制器,通过分立 MOSFET控制四个端口.在该例中,使用的是飞利浦半导体公司的四个 PHT4NQ10T 器件.这种配置相当于每个以太网交换机或中继采用 12 个 IC 和 48 个 MOSFET.到2007 年,用于"中继"电源管理的 MOSFET的总有效市场容量 (TAM) 将达到 5700 万美元(3 亿 8 千 4 百万只),而IC将达到 4800 万美元(9600 万片).
PoE 控制器通常指的是"热插拔"(Hot Swap) 控制器.这些 IC 的功能包括:
分别控制四个独立的 PoE 端口;
检测有效用电设备的连接; (使用低阻值的检测电阻)监测MOSFET 的稳态电流;
当一个用电设备第一次连接到个端口时,控制浪涌电流和MOSFET功耗;
具备欠流断开检测功能以确定用电设备是否已断开连接.
在正常工作情况下,当一个端口已经供电并且用电设备的旁路电容已经充电到端口电压时,外部 MOSFET 的功耗非常低.这意味着较小的 MOSFET 就能完成这个功能.然而,IEEE802.3af 的其他要求,例如加电时的浪涌电流以及不兼容的用电设备连接到端口的风险,要求 MOSFET 能承受很大的瞬态功耗.正是基于这些原因,才采用了分立 MOSFET 而不是集成方案.
对以太网交换机中的 MOSFET 的进一步要求是其在关断状态下的漏电流要非常低.IEEE802.3af 要求每端口绝对最大漏电流不得高于 12 A,而且这个要求还包括了除 MOSFET 之外其他可能存在的保护电路的泄漏途径.飞利浦半导体公司的 MOSFET 就是为满足此项要求而设计的,其最大漏电流仅为 1 A.
电源管理器件在用电设备 (PD) 中的应用
用电设备的框图如图 3 所示.来自以太网电缆的直流电源通过二极管桥式整流器恢复,因此消除了用电设备电路电压极性加反的可能性.当一个设备连接到一个 PoE 端口时,以太网交换机就执行一个"发现"程序以确定该设备是否为可接受以太网供电的设备,还是不支持 PoE 的老式设备.当用电设备断开时,也会执行"发现"程序.之所以需要这个发现程序是因为高电压(48V) 连到许多传统设备上会造成设备损毁.有鉴于此,当电压与已有的传统设备兼容时,就会执行"发现"程序,只有在"发现"符合要求时才会提供高电压直流电源.IEEE802.3af 的"发现"机制是基于特性阻抗的检测来实现的.
通过确定从每个端口吸收的功率,供电设备 (PSE) 可辅助系统电源管理协议,根据系统供电的输出能力,确定其所能支持的用电设备总数.为了实现这种电源管理,IEEE802.3af 标准中加入了一种称为"分类"的可选方法."分类"方法可以让用电设备向以太网交换机或"中继"集线器报告其最大功率需求,从而使电源管理协议能将未使用的功率分配给其他端口,充分利用已安装的电源容量.
接口控制器的功能是作为用电设备电路主电路的"通断开关",基于一个 100V 的 N 沟道 MOSFET 构建.仅当额定 48V 电源位于可接受容限以内时,接口控制器才会允许用电设备连接.此外,接口控制器通常还提供浪涌电流限制和故障电流限制功能.MOSFET 的浪涌性能则与上面以太网交换机应用中的 100V MOSFET 相当.
一旦"发现"过程完成,且接口控制器确定电源电压在容许范围内时,接口控制器的 MOSFET 就会开启,电源就施加到隔离DC-DC 转换器.隔离 DC-DC 转换器需能在用电设备前端和用电设备电路的其他部分之间提供 1500V 的隔离(这是一种安全特性),并向用电设备电路的其他部分提供一个或多个低压直流电压,最大总功耗为 13W.该转换器的输入额定电压为 48V,采用通用的前向和返弛拓扑结构.这是常用的 DC-DC 转换器结构,与低功率电信电源极为相似.有多种控制器 IC 可以满足这一需求.如飞利浦半导体公司 GREENCHIPTM 系列中的开关电源 (SMPS) 控制器 IC 芯片 TEA1502.
据 VDC 预测,到 2007 年,高达 4.96 亿个端口将采用电源管理芯片.由于并不是所有的端口都会被利用到,当使用率为50% 时,用电设备的总有效市场容量将为 2.48 亿.
小结
综上所述,PoE 是一项将改变设备供电方式的全新技术.假以时日,PoE 将成为很多设备所采用的普及技术.正是电源管理器件(既包括 IC 也包括 MOSFET)成就了这种改变.
基于电源管理芯片VB409的无变压器供电电源设计
在小型的MCU应用系统中,采用AC 220V供电时,一般要使用变压器对电源进行处理,将高压交流电降到低压后再进行直流处理,或者将交流电变为高压直流电后再进行高频变换,以得到MCU系统的工作电源.这对于结构没有特殊要求的系统,在设计上属于常规的问题,使用上述的线性电源技术或者开关电源技术,均能得到方便的解决.但是有些MCU应用系统在体积上要求极其小巧,甚至不能安放变压器,所以常规的电源处理就不能满足其要求了.因此,使用能够直接接收高压交流电并将其直接变换成低压直流的技术,是最佳的设计选择.VB409的出现有望实现这一设计思路.
1 VB409概述
VB409是ST公司推出的电源处理产品.其PENTAWATTHV(022Y)封装形式的产品大小与普通TO220封装的7805相近,只是引出脚为5个;还有一种PowerSO10封装的产品是10脚表面贴装式IC.输入端可以直接接入AC 220 V,且输入端允许的最高输入电压为AC 580 V.输出部分有2个: 一个是最终输出OUTPUT1,为+5V;另一个是芯片的中间输出OUTPUT2,典型值为16 V.对负载的供电能力为:OUTPUT1最大为80 mA,OUTPUT2最大为25mA.图1为VB409的内部结构图.
图1 VB409内部结构图
VB409采取的是导通角技术,即在交流电的一个周期中,根据负载的电流大小,自动调整每个周期的导通时间.也就是说,只在每个正周期的低压部分,从电源吸收电能,因此极大地降低了功耗,电流输出能力是线性电源的3倍.其工作波形如图2所示.
图2 VB409的工作波形
从图1中还可以看出,VB409还有输入、输出电流的限制和热保护功能.其作用在于:一方面当输出短路时限制电流的输出;另一方面当过载时关断芯片.
需要说明的是,OUTPUT1的输出范围为4.75～5.25 V,典型值为5 V,负载电流每增大1 mA,对输出影响为0.5mV,精度是比较高的;而OUTPUT2的输出范围为8～16V.因此,OUTPUT2的输出比较适合于作为继电器一类的驱动电源使用.如果想作为放大器的工作电源,则需要再进行一次降压式稳压.
2 VB409构成的电源系统
图3为VB409组成的电源电路.
图3 VB409组成的电源电路
图3中,D1实现半波整流,C2为涤纶电容,C3为高压电解电容,R1、R2为金属膜1/4 W电阻,C1耐压为25 V.
图1中,Vref1的电压为12V左右,Threshold端的电压高于Vref1将关断输入向输出的传送,Threshold端的工作电流最小为30μA.因此,R1与R2之和决定工作电流,R1与R2之比确定加在Threshold端的最高电压.图2中,t1、t2所处的位置对应的输入电压V1即关断的门限电压值.这个值的大小为: V1=Vref1.
V1是变化的交流电,变化规律为:
在这里,将VIN等比例缩小至V1,可以提高期间的工作可靠性.
当输入电压为AC 220 V,Threshold端的工作电流约为120 μA时,R1+R2=1.86 MΩ.按此参数设置,当输入电压为AC 60 V 时,Threshold端的工作电流约为30 μA,还能够正常工作.同理,适当配置R1和R2的值,还可以确定输入电压的有效范围,VB409允许最小输入电压可至12V.C1值的确定参见图1和图2.
C1提供输入短路关断时维持输出电路的电压,同时提供OUTPUT2较为稳定的输出.由于充、放电时间变慢,C1的值越
大,OUTPUT2的输出电压值越低,但是能够提供较大的输出电流;反之,C1的值小,充、放电时间越快,OUTPUT2的输出电压值也就越高,但是能够提供的输出电流变小.一般C1的值在47～220 μF之间选择,典型值为100 μF.
3 实例MCU应用系统
使用VB409为主电源供给MCU应用系统,在设计之前,应首先估算系统的5 V电源的总功耗.计算时要将灌电流、拉电流一并计算.
图4为笔者设计的一个典型应用系统的原理图.图4为测量电能并在LCD上显示的MCU应用系统.CPU采用AT89C55WD,最大耗电量为20 mA(若采用STC89C58RD+,则耗电量可降至9 mA左右);LCD选用SO12864,采用COG式,连同背光最大耗电为20mA;功率/电能计量芯片CS5460的最大耗电量为5 mA,加上复位、键盘等最大耗电量小于50 mA;继电器输出没有画出,耗电量为12mA.因此,完全可以使用VB409供电,且系统体积小,完全可以放置在LCD背后.
图4 一个典型应用系统原理图
结语
由于没有变压器,因此就失去了电流的绝缘,所以采用VB409作为供电电源,要用在对电流绝缘没有要求的场合,例如洗衣机、中央供热、功率计量等.对于需要电流绝缘的场合,需在供电输入端加一个1∶1的小型隔离变压器,因为输入功率低,所以变压器的尺寸可以做得比较小,同时变压器的输出还可以使用电阻分压后再输入到VB409中.
减小运算放大器的功率 李德润5030209131 随着系统的变大，减小功耗在许多电子系统中变得更加重要，设计人员利用各种电源管理方案，为各子系统提供合理，必须的电源。关闭各个部分的电源很容易，而重新接通某部分的电源时，不仅应该考虑加电期间各步骤的次序，而且需要考虑系统中的设计变化，以确保加电成功。运算放大器加电需要遵循以下三步： (1)要有合适的接地； (2)加电前放大器输入引脚上无电压； (3)给放大器加电。第一步通常很容易，多数时候放大器的接地引脚直接接地。 第三步中如果加电太快或太慢可能会带来问题。困难的是第二步，确保加电之前输入引脚上没有电压。在放大器加电时，输入引脚带电会造成以下后果，即：放大器闭锁，主要是CMOS放大器的问题；EDS(静电放电)二极管通电和不稳定输出，也会影响放大器。闭锁导致过热熔化当放大器内部的晶体管和它们下面的裸片基片之间的P-N接头产生寄生SCR时，就会发生闭锁。SCR是四层(PNPN) 器件，一旦触发就会保持导通，直到电源切断。 图1所示为互连的PNP及NPN晶体管的示意图，当电流在晶体管基极中流动时，电流将会自我生成，并把该结构锁在导通状态，导致焊线熔化或该零件损坏。这主要是CMOS 器件的问题。通过给放大器的输入引脚串联高阻值的电阻器可以消除闭锁。设计者需要在各种温度、供电电压和电源接通速度下评估电路，以避免闭锁。限制输入到放大器的电流，可以使放大器免于毁坏，但无法阻止闭锁。闭锁发生后，必须先切断其供电引脚和输入引脚的电源，再重新给放大器加电接通。ESD二极管提供保护途径现代放大器的引脚上都有一对ESD二极管，保护其内部电路免受静电放电的破坏。如果静电放电是“正”进入输入引脚(如图2所示)，那么高压侧二极管会把能量传导到电源的“正”电源电压轨。如果放电为“负”，那么低压侧EDS二极管会前向偏置，并把输入引脚固定到底部电源电压轨。在这种方式中，所有引脚偏离供电引脚不超过0.6 V。
型号(规格)器件简介相同型号 LM2940CT-1515V低压差稳压器 LP2950ACZ-3.3 3.3V低压差微功耗稳压器LP2950ACN-3.3(SIPEX) LP2954I/AI 5.0V低压差微功耗稳压器AS2954BM3-5.0(SIPEX) LM123K(NS)5V稳压器(3A) LM323K(NS)5V稳压器(3A) LM117K(NS) 1.2V to37V三端正可调稳压器(1.5A) LM317LZ(NS) 1.2V to37V三端正可调稳压器(0.1A) LM317T(NS) 1.2V to37V三端正可调稳压器(1.5A) LM317K(NS) 1.2V to37V三端正可调稳压器(1.5A) LM133K(NS)三端可调-1.2V to-37V稳压器(3.0A) LM333K(NS)三端可调-1.2V to-37V稳压器(3.0A) LM337K(NS)三端可调-1.2V to-37V稳压器(1.5A) LM337T(NS)三端可调-1.2V to-37V稳压器(1.5A) LM337LZ(NS)三端可调-1.2V to-37V稳压器(0.1A) LM150K(NS)三端可调1.2V to32V稳压器(3A) LM350K(NS)三端可调1.2V to32V稳压器(3A) LM350T(NS)三端可调1.2V to32V稳压器(3A) LM138K(NS)三端正可调1.2V to32V稳压器(5A) LM338T(NS)三端正可调1.2V to32V稳压器(5A) LM338K(NS)三端正可调1.2V to32V稳压器(5A) LM336Z-2.5(NS) 2.5V精密基准电压源KA336Z-2.5(FSC) LM336Z-5.0(NS) 5.0V精密基准电压源KA336Z-5.0(FSC) LM385Z-1.2(NS) 1.2V精密基准电压源 LM385Z-2.5(NS) 2.5V精密基准电压源 LM399H 6.9999V精密基准电压源 LM431ACZ(NS)精密可调2.5V to36V基准稳压源LM431ACZ(FSC)
Yuming电子知识系列 Power Management Power Management 电源管理 IC Yuming Sun Jul, 2011 Jul2011 yuming924@https://www.doczj.com/doc/8a9906581.html,
CONTENTS 础知识 ?基础知识 ?LDO Regulator ?Switching Regulator (DC-DC) ?Charge Pump（电荷泵） Ch P ?W-LED Driver ?Voltage Reference (电压参考/基准源) Voltage Reference( ?Reset IC (Voltage Detector) ?MOSFET Driver ?PWM Controller
基础知识
Portable Device
便携电子产品常用电源
电力资源-电源管理IC-用电设备 IC ：5、3.3、2.5、1.8、1.2、0.9V 等；电力用电电 源管马达：3、6、12V ；LED 灯背光；资源 设备理 IC LCD 屏：12、-5V ；AC Rectifier/PWM IC ）AC ：110、220V DC C t 升降压DC DC Ch P 等整流：PWM IC （3843或VIPER12）、开关电源DC 或电池 DC Converter ：LDO 、升降压DC-DC 、Charge Pump 等。Reset IC 或电压检测：如808、809。电池管理：保护IC 、充电管理（4054Fuel Gauge 等。电池管理保护、充电管理）、g 等DC 或电池AC Inverter/逆变：for CCFL …… （比喻：电荷-水、电流-水流、电容-水桶、电压-水压。）
2020年电源管理芯片企业三年发展战略规划 2020年2月
目录 一、公司发展战略和目标 (3) 1、公司发展战略 (3) 2、未来三年公司业务发展目标 (3) 二、公司规划采取的措施 (4) 1、持续产品研发和升级，提升盈利能力 (4) 2、关注技术创新和新领域拓展，拓展市场应用面 (4) （1）电源芯片内核数字化技术 (4) （2）电源芯片集成化技术 (5) （3）GaN宽禁带半导体电源技术 (5) 3、加强市场开发能力与网络建设计划 (5) 4、加快对优秀人才的培养和引进 (6)
一、公司发展战略和目标 1、公司发展战略 公司致力于发展高效低耗的电源管理集成电路，对公司未来发展进行审慎布局，坚持技术进步，推出在性能、集成度和可靠性等方面具有国际领先水平，在价格和技术支持等方面具备较强国际竞争力的新一代电源管理芯片。 公司将一直秉持“进取、承诺、和谐”的企业文化，为员工提供精彩的发展空间，为客户提供精良的产品服务，不断巩固和提高公司在集成电路行业的地位，致力于成为国际一流的专业化电源管理芯片设计公司。 2、未来三年公司业务发展目标 公司未来三年的具体发展目标是：巩固和加强公司在电源管理芯片的国内行业地位。通过建设研发中心，扩大研发队伍，加强自主创新研发能力；通过开拓产品线、提升产品性能和拓宽产品应用领域，不断开发效率更高、功耗更低、集成度更高、智能交互更佳、输出功率段更齐全的电源管理芯片产品，提升公司核心竞争力；通过大力推进贴近客户的应用支持团队的建设和布局，优化管理流程，提升公司的品牌影响力和美誉度，扩大行业和区域覆盖面，积极开拓海内外市场。
电源管理芯片工作原理和应用 本文主要是关于电源管理芯片的相关介绍，并着重对电源管理芯片进行了详尽的阐述。 电源管理芯片电源管理芯片（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。常用电源管理芯片有HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494等。 基本类型 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，电压输出范围是1.1V-1.85V，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。 应用范围 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系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其它电能管理的职责。电源管理芯片对电子系统而言是不可或缺的，其性能的优劣对整机的性能有着直接的影响。 提高性能 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。 首先，电子设备的核心是半导体芯片。而为了提高电路的密度，芯片的特征尺寸始终朝着减小的趋势发展，电场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，
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/8a9906581.html, 智能手机电源管理模块的设计 作者：芦昱昊 来源：《电子技术与软件工程》2017年第04期 摘要随着国民生活质量的不断提高，电子产品更新换代的速度也越来越快。通讯产品中的电源动力系统一直是开发者关注的重点，也是用户选择智能手机的关键选项，因此对智能手机电源管理模块的设计分析是十分必要的。 【关键词】智能手机电源模块设计管理 手机行业的发展变化可谓是日新月异，近年来肉眼可见的黑白屏到彩色屏、仅有通话功能到目前的各种实用应用，都是智能手机功能进步的体现。然而这些复杂功能的实现都是需要稳定的电源系统作为支持的，因此开展电源模块的电压以及效率设计管理是为智能手机的良好发展前景奠定基础。 1 智能手机电源管理模块的设计原则 智能手机的设计过程是设计师明确消费者对设备要求下进行的，因此需要从体积、重量、续航时间上等多方面进行详细考虑。智能手机体积的缩小处理是针对系统集中功能和元件封装技术的体现，因此需要考虑到减小PCB板后产生的各种影响。在体积和重量都有限制的情况下，提高电池的容量和密度是最佳的创新选择，同时注重电源系统在工作状态下的转化频率，也是处理续航时间的主要方案。由此可知，电源管理模块的转化率和能耗是手机改革重点，手机厂家需要从电能转化的效率和电源的使用效率两方面提高设备的科技含量，制造出具备高性价比和满足消费者需求的优势产品。 2 智能手机电源管理模块的设计分析 2.1 PMU 市面上很多电子产品需要根据实际功能调节出不同电压的电源，也就意味着电池在供电的同时还需要根据芯片迅速转换电压，转换期间的功率损耗也应当保持在规定范围之内，同时该电源模块还需要维持电源的充电安全。这样的新型电源模块电路被称作是电源管理单元，英文缩写为PMU，是为提高电源转化效率和降低能耗的电源管理方案。PMU的构架分为集中式和分布式，但是二者共同存在的几率很小，设计者需要在系统划分之初决定好使用哪种方案。集中式是仅执行PMU附近的单一处理器进行电压调节和电源切换工作，而分布式系统则是作用于每一个电源子系统上。二者的选择重点是从智能手机应用的数量和响应速度的要求，同时还要考虑到电源模块管理过程中的间隔距离。通过比较来看，PMU分布式的方案较集中式的灵活一些，只需要在系统之间加入一根电源轨，作为所有外围的电源连接线，那么每一个外围电
8种常见电源管理IC芯片介绍 在日常生活中，人们对电子设备的依赖越来越严重，电子技术的更新换代，也同时意味着人们对电源的技术发展寄予厚望，下面就为大家介绍电源管理技 术的主要分类。 电源管理半导体从所包含的器件来说，明确强调电源管理集成电路（电源管 理IC，简称电源管理芯片）的位置和作用。电源管理半导体包括两部分，即电源管理集成电路和电源管理分立式半导体器件。 电源管理集成电路包括很多种类别，大致又分成电压调整和接口电路两方面。电压凋整器包含线性低压降稳压器（即LDO），以及正、负输出系列电路，此 外不有脉宽调制（PWM）型的开关型电路等。因技术进步，集成电路芯片内数字电路的物理尺寸越来越小，因而工作电源向低电压发展，一系列新型电压 调整器应运而生。电源管理用接口电路主要有接口驱动器、马达驱动器、功率场效应晶体管（MOSFET）驱动器以及高电压/大电流的显示驱动器等等。 电源管理分立式半导体器件则包括一些传统的功率半导体器件，可将它分为 两大类，一类包含整流器和晶闸管;另一类是三极管型，包含功率双极性晶体管，含有MOS 结构的功率场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等。 在某种程度上来说，正是因为电源管理IC 的大量发展，功率半导体才改称 为电源管理半导体。也正是因为这么多的集成电路（IC）进入电源领域，人们 才更多地以电源管理来称呼现阶段的电源技术。 电源管理半导体本中的主导部分是电源管理IC，大致可归纳为下述8 种。 1、AC/DC 调制IC。内含低电压控制电路及高压开关晶体管。 2、DC/DC 调制IC。包括升压/降压调节器，以及电荷泵。
（二零一二年十二月） 2019-2025年中国电源管理芯片行业高端市场开拓策略研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……
报告目录 第一节研究报告简介 (5) 第二节研究原则与方法 (5) 一、研究原则 (5) 二、研究方法 (6) 第三节研究高端市场开拓策略的重要性及意义 (8) 一、重要性 (8) 二、研究意义 (8) 第二章市场调研：2018-2019年中国电源管理芯片行业市场深度调研 (9) 第一节电源管理芯片概述 (9) 一、电源芯片的作用和分类 (9) 二、应用领域 (10) 第二节我国电源管理芯片行业监管体制与发展特征 (10) 一、行业分类 (10) 二、行业主管部门及监管体制 (10) 三、行业主要法律和政策 (11) 四、行业技术水平及技术特点 (13) （1）行业技术水平 (13) （2）行业技术特点 (14) 五、行业的经营模式 (14) （1）集成电路设计子行业经营模式 (15) （2）集成电路制造子行业经营模式 (16) （3）集成电路封装测试子行业经营模式 (16) 六、行业周期性、区域性、季节性 (16) （1）周期性 (16) （2）区域性 (16) （3）季节性 (16) 七、行业与上、下游行业之间的关联性 (17) （一）上游行业对本行业的影响 (17) （二）下游行业对本行业的影响 (17) 第三节2018-2019年中国电源管理芯片行业发展情况分析 (17) 一、2018年集成电路行业运行情况 (17) 二、2019年集成电路行业运行情况分析 (20) （一）集成电路产量情况 (20) （二）集成电路进出口情况 (21) 三、2019年集成电路行业未来展望 (25) 四、电源管理芯片及其应用市场容量和发展前景 (26) （一）中国锂电池市场容量和发展前景 (27) （二）中国移动电源市场容量和发展前景 (28) 五、全球电源管理芯片厂商梳理及趋势分析 (29) （一）产业未来发展方向和趋势 (29) （二）全球主要代表厂商及格局 (30)
笔记本电源管理芯片，i/o (2009-11-06 22:23:06) 转载 标签： 杂谈 笔记本：ADP3421/ADP3410/ADP3205/ADP3180/ADP3806/ADP3203/ADP3020 RT9237/RT9237CS/RT9231/RT9241/RT9231A/RT9241A/RT9241B RT9221/RT9600/RT9602/RT9603/RT9222/RT9224/RT9224A/RT9223 RT9227A/RT9228/RT9238/RT9248A/RT9173/RT9202/RC5051M 5090MTC/RC5093MTC/5098MTC/SC1470/SC1205/SC1214TS SC1155CSW/SC1154CSW/SC1153CSW/SC1189SW//SC1185ACSW SC1402ISS/SC2422ACS//SC1164CSW/SC1150/ISL6524CB/RC5053M /ISL6522CB/ISL6556BCB/ISL6566CRZ/4500M/HIP6501ACB HIP6521CB/HIP6502/HIP6016CB/HIP6017CB/HIP6018BCB/HIP6019BCB HIP6020CB/HIP6021CB/HIP6601/HIP6602BCB/HIP6603CB/HIP6004ECB HIP6620BAB/HIP6301CB/HIP6520/HIP6302CB/HIP6303CS/SC1163 SC1159/SC1486/ST75185C/SC2434SW/SC1480/SC1403/SC1404 SC1485/SC1486/SC1474/SC1476/SC1211/SC451/SC1470 IRU3013/IRU3004CW/IRU3055CQTR/IRU1150CM/MS-5/MS-7/5322 CS5301/L6916D/L6917CB/LM2637M/LM2638M/ICE2AS01/KA7500B 笔记本电源管理芯片 ADP3421/ADP3410/ADP3205/ADP3180/ADP3806/ADP3203/ADP3020 笔记本电源管理芯片 ADP3170/ADP3188/ADP3181/ADP3166/ADP3163/ADP3165/ADP3168 笔记本电源管理芯片
电源招聘专家 我国是一个煤矿事故多发的国家，为进一步提高煤矿安全防护能力和应急救援水平，借鉴美国、澳大利亚、南非等国家成功的经验和做法，2010年，国家把建设煤矿井下避难硐室应用试点列入了煤矿安全改造项目重点支持方向。 为了满足井下复杂的运行环境及井下避难硐室对电池电源运行稳定、安全可靠、大电流输出等关键要求，研发了基于MAX17830的矿用电池电源管理系统。 1 总体技术方案 根据煤矿井下的环境及井下避难硐室对电池电源运行稳定、安全可靠、大电流输出等关键要求，结合磷酸铁锂电池的特性，采用MAX17830作为矿用电池管理系统的采集与保护芯片。 本矿用电池电源管理系统由五部分组成，分别为显示模块、管理模块、执行机构、电池组、防爆壳。整个电池电源管理系统共设有4对接线口：24 V直流输出端口、24 V直流充电端口、485通信端口和CAN通信端口[1-2]。 本矿用电池电源管理系统的工作流程如图1所示。 2 电池电源管理系统硬件设计 2.1 器件选择及布局 本矿用电池电源管理系统设计所采用的主要器件如表1所示。 按照器件的功能及电池管理系统的特点，对器件进行布局设计，器件布局情况如图2所示。 2.2 核心电路解析 2.2.1 MAX17830介绍 MAX17830芯片由美国的美信半导体公司生产，包含12路电压检测通道、12路平衡电路控制引脚及2路NTC温度传感器。在本电池电源管理系统中使用了8路电压检测通道、8路平衡电路控制引脚和2路NTC温度传感器。MAX17830采集8个单体电池的电压并使用IIC通信协议与CPU通信，将采集的数据发送给CPU，接受CPU的控制[3-4]。 2.2.2 电池电压采集与过充保护电路 此电路围绕着MAX17830而设计，负责整个电池组单体电池的电压采集、过充保护、平衡管理等，其电路设计的原理图如3所示。 3 电池电源管理系统软件设计 3.1 软件基本功能 为了保证电池电源系统的稳定，设计电池电源管理系统软件的基本功能如下[5]： （1）动态信息的采样，对单体电压、单体温度、电池组电流、电池组电压进行采样；（2）电管理，根据系统动态参数对充电过程、放电过程、短路情况进行报警、主动保护多级管理措施； （3）热管理，电池单体高于或低于指定界限时电池电源管理系统将采取保护措施并报警；（4）均衡管理，充、放电过程中可对单体电池持续有效地提供高达70 mA的均衡电流，每块单体电池设有一路均衡电路； （5）数据管理，使用CAN/485通信协议可实时读取、调用系统存储的数据及管理系统工作状态。详实记录过流、过压、过温等报警信息，作为系统诊断的依据； （6）电量评估，长时间精准剩余电量估计，实验室SoC估计精度在97%以上（-40 ℃～
电源管理芯片引脚定义 1、VCC 电源管理芯片供电 2、VDD 门驱动器供电电压输入或初级控制信号供电源 3、VID-4 CPU与CPU供电管理芯片VID信号连接引脚，主要指示芯片的输出信号，使两个场管输出正确的工作电压。 4、RUN SD SHDN EN 不同芯片的开始工作引脚。 5、PGOOD PG cpu内核供电电路正常工作信号输出。 6、VTTGOOD cpu外核供电正常信号输出。 7、UGATE 高端场管的控制信号。 8、LGATE 低端场管的控制信号。 9、PHASE 相电压引脚连接过压保护端。 10、VSEN 电压检测引脚。 11、FB 电流反馈输入即检测电流输出的大小。 12、COMP 电流补偿控制引脚。 13、DRIVE cpu外核场管驱动信号输出。 14、OCSET 12v供电电路过流保护输入端。 15、BOOT 次级驱动信号器过流保护输入端。 16、VIN cpu外核供电转换电路供电来源芯片连接引脚。 17、VOUT cpu外核供电电路输出端与芯片连接。 18、SS 芯片启动延时控制端，一般接电容。 19、AGND GND PGND 模拟地地线电源地 20、FAULT 过耗指示器输出，为其损耗功率：如温度超过135度时高电平转到低电平指示该芯片过耗。 21、SET 调整电流限制输入。
22、SKIP 静音控制，接地为低噪声。 23、TON 计时选择控制输入。 24、REF 基准电压输出。 25、OVP 过压保护控制输入脚，接地为正常操作和具有过压保护功能，连VCC丧失过压保护功能。 26、FBS 电压输出远端反馈感应输入。 27、STEER 逻辑控制第二反馈输入。 28、TIME/ON 5 双重用途时电容和开或关控制输入 29、RESET 复位输出V1-0v跳变，低电平时复位。 30、SEQ 选择PWM电源电平轮换器的次序：SEQ接地时 5v输出在3.3v之前。SEQ接REF上，3.3v 5v各自独立。SEQ接v1上时 3.3v输出在5v之前。 31、RT 定时电阻。 32、CT 定时电容。 33、ILIM 电流限制门限调整。 34、SYNC 振荡器同步和频率选择，150Khz操作时，sync连接到GND, 300Khz时连接到REF上，用0-5v驱使sync 使频率在340-195Khz. 35、VIN 电压输入 36、VREFEN 参考电压 37、VOUT 电压输出 38、VCNTL 供电
DC-DC开关电源管理芯片的设计 引言 电源是一切电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。而开关电源更为如此，越来越受到人们的重视。目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化，其功耗都比较大，要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高，必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。 目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化。具有各种控制功能的专用芯片，近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高，给应用带来极大方便。 从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中，由于输入电压或输出端负载可能出现波动，应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内，需要复杂的控制技术，于是各种 PWM控制结构的研究就成为研究的热点。在这样的前提下，设计开发开关电源DC-DC控制芯片，无论是从经济，还是科学研究上都是是很有价值的。 1. 开关电源控制电路原理分析 DC－DC变换器就是利用一个或多个开关器件的切换，把某一等级直流输入电压变换成另—等级直流输出电压。在给定直流输入电压下，通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换，并通过调整导通区间长度来控制平均输出电压，这种方法也称为脉宽调制［PWM］法。 PWM从控制方式上可以分为两类，即电压型控制（voltage mode control）和电流型控制（current mode control）。电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较，产生控制用的PWM信号。从控制理论的角度来讲，电压型控制方式是一种单环控制系统。电压控制型变换器是一个二阶系统，它有两个状态变量：输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。二阶系统是一个有条件稳定系统，只有对控制电路进行精心的设计和计算后，在满足一定的条件下，闭环系统方能稳定的工作。图1即为电压型控制的原理框图。
电源管理芯片引脚定义 1 VCC 电源管理芯片供电 2 VDD 门驱动器供电电压输入或初级控制信号供电源 3 VID0- 4 CPU与cpu供电管理芯片VID信号连接引脚,主要指示芯片的输出信号， 使两个场管输出正确的工作电压。 4 RUN SD SHDN EN 不同芯片的开始工作引脚 5 PGOOD PG cpu内核供电电路正常工作信号输出 6 VTTGOOD cpu外核供电正常信号输出 7 UGATE 高端场管的控制信号 8 LGATE 低端场管的控制信号 9 PHASE 相电压引脚连接过压保护端 10 VSEN 电压检测引脚 11 FB 电流反馈输入即检测电流输出的大小 12 COMP 电流补偿控制引脚 13 DRIVE cpu 外核场管驱动信号输出 14 OCSET 12v供电电路过流保护输入端 15 BOOT 次级驱动信号器过流保护输入端 16 VIN cpu外核供电转换电路供电来源芯片连接引脚 17 VOUT cpu外核供电电路输出端与芯片连接 18 SS 芯片启动延时控制端，一般接电容 19 AGND GND PGND 模拟地地电源地 20 FAULT 过耗指示器输出，为其损耗功率：如温度超过135.c时由高电平转到低电平指示该芯片过耗. 21 SET 调整电流限制输入 22 SKIP 静音控制，接地为低噪声 23 TON 计时选择控制输入 24 REF 基准电压输出 25 OVP 过压保护控制输入脚，接地为正常操作和具有过压保护功能，连vcc丧失过压保护功能。 26 FBS 电压输出远端反馈感应输入 27 STEER 逻辑控制第二反馈输入 28 TIME/ON 5 双重用途定时电容和开或关控制输入 29 RESET 复位输出vl-0v跳变,低电平时复位 30 SEQ 选择pwm电源电平转换器的次序 SEQ接地时5v输出在3.3v之前 SEQ 接REF上，3.3v 5v 各自独立 SEQ 接vl上时 3.3v输出在5v之前 31 RT 定时电阻 32 CT 定时电容 33 ILIM 电流限制门限调整 34 SYNC 振荡器同步和频率选择,150khz操作时,sync连接到gnd 300khz时 连接到ref上，用0-5v驱使sync 使频率在340-195khz
2017年电源管理芯片企业三年发展战略规划 2一、公司发展战略和目标 ........................................................................ 2 1、公司未来发展战略 ............................................................................................ 2、未来三年公司业务发展目标 (2) 3、公司拟采取的具体发展规划 (3) （1）持续产品研发和升级，提升盈利能力 (3) （2）关注技术创新和新领域拓展，拓展市场应用面 (3) （3）加强市场开发能力与网络建设计划 (4) （4）可持续的人力资源发展规划 (4) 二、发展规划的假设条件 ........................................................................ 5 5 三、可能面临的主要困难 ........................................................................ 1、资金瓶颈 ............................................................................................................ 6 6 2、人才及技术瓶颈 ................................................................................................ 6 3、管理瓶颈 ............................................................................................................ 四、确保实现发展规划采用的方法或途径 (7) 1、加快对优秀人才的培养和引进 (7) 7 2、多元化融资方式 ................................................................................................ 3、深化公司治理结构完善计划 (7) 五、业务发展规划和目标与现有业务的关系 (8)
近5年来市场增速首次跌至20%以下几乎所有的电子产品都会涉及到电源|稳压器管理，而电源管理市场也直接受到电子整机产品产量的影响。近5年来，在下游电子产品整机产量高速增长的带动下，中国电源管理芯片市场保持了快速的增长，从2003到2007年，市场复合增长率达到25%，然而2007年市场增长率仅为15%，5年首次跌至20%之下，在经历了多年的高速发展之后，其市场增长开始明显放缓，赛迪顾问认为，直接的原因就是下游整机产量的增长率相对前几年有所减缓，在中国市场上，随着国际电子产品制造业向中国转移趋势的减缓，多种电子产品的产量增长率都不同程度的出现下降，甚至部分产品产量有所下滑。产量的降低接造成了对上游芯片需求量的下降。此外，库存因素和电源管理芯片价格下降因素也是影响中国电源管理芯片市场的主要因素。 产品种类众多，发展趋势多样化 为了应对不同的需求，电源管理芯片产品种类众多，而且从各种产品的市场份额来看，市场结构显得比较分散，份额最大的LDO也只占据了20%的市场份额。其次是DC-DC、Driver和PMU，市场份额均不到15%，其它产品的份额都在10%以下。从市场发展来看，LDO虽然是中国电源管理芯片市场上份额最大的产品，但由于参与竞争厂商较多，价格持续下降，因此发展速度明显放缓;而由于手机等便携产品的大量需求，PMU和电池管理芯片成为2007年中国电源管理芯片市场上增长最快的两个产品。 随着电源管理芯片技术门槛的降低，越来越多的Fabless芯片设计公司开始涉及该领域，尤其是台湾和中国内地厂商，近年来发展快速，已经在中低端电源管理管理芯片领域取得较大成功，然而这也造成中低端电源管理芯片市场产品同质化严重，市场竞争激烈，产品价格持续下降。虽然在中高端产品方面国际领先厂商仍然有明显的优势，但是中低端领域的产品，新进入厂商已经开始影响到这些国际大厂，在很多中低端产品市场中，往往只能通过价格优势来争取客户。目前，由于价格的影响以及上游芯片生产材料价格的上涨，电源管理芯片产品的利润空间受到持续压缩。 从产品的发展来看，电源管理芯片产品的发展趋势表现为多样化，包括同时提供多个不同的供电电压趋势、数字电源管理趋势、产品设计周期缩短趋势、产品面积缩小趋势以及低成本趋势等等，然而最值得一提的仍然是集成化趋势，众
电源管理芯片LDO和DC-DC的区别
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DC/DC和LDO的区别 LDO ：LOW DROPOUT VOLTAGE 低压差线性稳压器，故名思意，为线性的稳压器，仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。 优点：稳定性好，负载响应快。输出纹波小 缺点：效率低，输入输出的电压差不能太大。负载不能太大，目前最大的LDO 为5A（但要保证5A的输出还有很多的限制条件） DC/DC：直流电压转直流电压。严格来讲，LDO也是DC/DC的一种，但目前DC/DC多指开关电源。 具有很多种拓朴结构，如BUCK，BOOST。等。。 优点：效率高，输入电压范围较宽。 缺点：负载响应比LDO差，输出纹波比LDO大。 DC / DC 和LDO的区别是什么？ DC/DC 转换器一般由控制芯片，电杆线圈，二极管，三极管，电容构成。DC/DC 转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。 LDO是low dropout voltage regulator的缩写,整流器. DC-DC，其实内部是先把DC直流电源转变为交流电电源AC。通常是一种自激震荡电路，所以外面需要电感等分立元件。 然后在输出端再通过积分滤波，又回到DC电源。由于产生AC电源，所以可以很轻松的进行升压跟降压。两次转换，必然会产生损耗，这就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的问题。 1.DCtoDC包括boost(升压)、buck(降压)、Boost/buck(升/降压)和反相结构，具有高效率、高输出电流、低静态电流等特点，随着集成度的提高，许多新型DC-DC 转换器的外围电路仅需电感和滤波电容；但该类电源控制器的输出纹波和开关噪声较大、成本相对较高。 2.LDO：低压差线性稳压器的突出优点是具有最低的成本，最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少，通常只有一两个旁路电容。新型LDO可达到以下指标：30μV 输出噪声、60dB PSRR、6μA 静态电流及100mV 的压差。LDO 线性稳压器能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了P 沟道场效应管，而不是通常线性稳压器中的PNP 晶体管。P 沟道的场效应管不需要基极电流驱动，所以大大降低了器件本身的电源电流；另一方面，在采用PNP 管的结
摘要：本文通过对开关电源原理的分析阐述了DC-DC电源管理芯片内部的各个模块的工作原理，提出了设计思想，详细的解释了功能模块的工作原理，最终采用BiCMOS工艺实现此芯片。 关键词：开关电源电流模式PWM控制升压转换器 引言 电源是一切电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。而开关电源更为如此，越来越受到人们的重视。目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化，其功耗都比较大，要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高，必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。 目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化。具有各种控制功能的专用芯片，近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高，给应用带来极大方便。 从另一方面说在开关电源DC- DC变换器中，由于输入电压或输出端负载可能出现波动，应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内,需要复杂的控制技术,于是各种 PWM控制结构的研究就成为研究的热点。在这样的前提下，设计开发开关电源DC-DC控制芯片，无论是从经济，还是科学研究 上都是是很有价值的。 1. 开关电源控制电路原理分析 DC－DC 变换器就是利用一个或多个开关器件的切换，把某一等级直流输入电压变换成另—等级直流输出电压。在给定直流输入电压下，通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换，并通过调整导通区间长度来控制平均输出电压，这种方法也称为脉 宽调制[PWM]法. PWM 从控制方式上可以分为两类，即电压型控制（voltage mode control）和电流型控制(current mode control) 。电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较，产生控制用的PWM信号。从控制理论的角度来讲，电压型控制方式是一种单环控制系统。电压控制型变换器是一个二阶系统，它有两个状态变量：输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。二阶系统是一个有条件稳定系统，只有对控制电路进行精心的设计和计算后，在满足一定的条件下，闭环系统方能稳定的工 作。图1即为电压型控制的原理框图。
便携产品电源管理芯片的设计技巧 随着便携产品日趋小巧轻薄,对电源管理芯片也提出更高的要求,诸如高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗等.本文探讨了在便携产品电源设计的实际应用中需要注意的各方面问题. 便携产品的电源设计需要系统级思维,在开发手机、MP3、PDA、PMP、DSC等由电池供电的低功耗产品时,如果电源系统设计不合理,会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计以及功率分配架构等.同样,在系统设计中,也要从节省电池能量的角度出发多加考虑.例如,现在便携产品的处理器一般都设有几种不同的工作状态,通过一系列不同的节能模式(空闲、睡眠、深度睡眠等)可减少对电池容量的消耗.当用户的系统不需要最大处理能力时,处理器就会进入电源消耗较少的低功耗模式. 从便携式产品电源管理的发展趋势来看,需要考虑以下几个问题:1. 电源设计必须要从成本、性能和产品上市时间等整个系统设计来考虑;2. 便携产品日趋小巧轻薄化,必需考虑电源系统体积小、重量轻的问题;3. 选用电源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗,突破散热瓶颈,延长电池寿命;4. 选用具有新技术的新型电源芯片进行方案设计,这是保证产品先进性的基本条件,也是便携产品电源管理的永恒追求. 便携产品常用电源管理芯片包括:低压差稳压器(LDO)、非常低压差稳压器(VLDO)、基于电感器储能的DC/DC转换器(降压电路Buck、升压电路Boost、降压-升压变换器Buck-Boost)、基于电容器储能的电荷泵、电池充电管理芯片、锂电池保护IC. 选用电源管理芯片时应注意:选用生产工艺成熟、品质优秀的生产厂家产品;选用工作频率高的芯片,以降低周边电路的应用成本;选用封装小的芯片,以满足便携产品对体积的要求;选用技术支持好的生产厂家,方便解决应用设计中的问题;选用产品资料齐全、样品和DEMO易于申请、能大量供货的芯片;选用性价比好的芯片. LDO线性低压差稳压器 LDO线性低压差稳压器是最简单的线性稳压器,由于其本身存在DC无开关电压转换,所以它只能把输入电压降为更低的电压.它最大的缺点是在热量管理方面,因为其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值. LDO电流主通道在其内部是由一个MOSFET加一个过流检测电阻组成,肖特基二极管作反相保护,输出端的分压电阻取出返馈电去控制MOSFET的流通电流大小,EN使能端可从外部去控制它的工作状态,内部还设置过流保护、过温保护、信号放大、Power-OK、基准源等电路,实际上LDO已是一多电路集成的SoC.LDO的ESD>4KV,HBM ESD>8KV. 低压差稳压器的应用象三端稳压一样简单方便,一般在输入、输出端各加一个滤波电容器即可.电容器的材质对滤波效果有明显影响,一定要选用低ESR的X7R & X5R陶瓷电容器. LDO布线设计要点是考虑如何降低PCB板上的噪音和纹波,如何走好线是一个技巧加经验的工艺性细活,也是设计产品成功的关键之一.图1说明了如何设计走线电路图,掌握好电流回流的节点,有效的控制和降低噪音和纹波.优化布线方案是值得参考的. 图1:LDO布线电路方案 如果一个驱动图像处理器的LDO输入电源是从单节锂电池标称的3.6V,在电流为200mA时输出1.8V电压,那么转换效率仅为50%,因此在手机中产生一些发热点,并缩短了电池工作时间.虽然就较大的输入与输出电压差而言,确实存在这些缺点,但是当电压差较小时,情况就不同了.例如,如果电压从1.5V降至1.2V,效率就变成了80%. 当采用1.5V主电源并需要降压至1.2V为DSP内核供电时,开关稳压器就没有明显的优势了.实际上,开关稳压器不能用来将1.5V电压降至1.2V,因为无法完全提升MOSFET(无论是在片内还是在片外).LDO稳压器也无法完成这个任务,因为其压差通常高于300mV.
MAX1647电源管理电路设计详解 随着二极管泵浦全固态激光器相关技术的不断发展，它在工业、国防 科研、生物医学工程等领域的应用越来越广泛，对其输出功率、可靠性要求也 不断提高。作为二极管泵浦全固态激光器的重要组成部分的电源，其可靠性、 稳定性也就显得格外重要。二极管泵浦全固态激光器的电源功率较大，输出为 大电流、低电压，工作脉冲频率较高（可达1kHz），输出电流、电压的稳定性要求很高。微小的电流扰动将影响激光器的出光质量，不当的保护可能引起巨 大的损失。针对这些特点，我们选择功能强大的电源管理芯片MAX1647作为 整个系统控制的核心部分，设计出完全满足要求的大功率激光器电源。 MAX1647电源管理芯片介绍 MAX1647是MAXIM公司的新型电源管理芯片，其内部结构如 在MAX1647的电压调整环中，通过SMBUS总线，经内部10位DAC 设置预置电压，负载电压与预置电压通过GMV误差放大器进行比较放大后的 误差信号输出到CCV端口，然后送到一个由二选一电路组成的恒流/恒压自动 转换电路的一个端子上，其中由CCV端口输出的误差信号由内部钳位电路限 制在1/4到3/4参考电压之间的；与电压调整环工作原理相类似，被钳位的电 流误差信号由CCI端口送到自动转换电路的另一个端子上；利用PWM控制器，把电压/电流误差信号转换为脉宽调制信号，用以驱动两个N沟道MOSFET管，经同步整流、滤波器滤波后，得到所需的输出信号。 MAX1647的输出特性曲线如整体电路设计 整体电路设计框 MAX1647电源管理芯片是整个系统的控制核心部分，它完成恒流、恒 压及相互之间自动转换的功能。但MAX1647的最大输出4A，不足以达到设计