发展 随着电子技术的发展, 尤其是目前便携式产品流行和节能环保的提倡, 电源IC发挥的作用越来越大。几年前, 电源IC还仅仅是集成稳压器件和DC/DC转换器, 但现在电源IC涵盖很多内容,包括DC/DC、LDO(低压差线形稳压器)、电池充放电管理、PWM控制器、Reset、PFC(功率因数校正)、节能控制、功率MOSEFT等等。

特点 电源IC 种类繁多,它们的共同特点有: (1)工作电压低 一般的工作电压为3.0~3.6V。有一些工作电压更低,如2.0、2.5、2.7V 等;也有一些工作电压为5V,还有少数12V 或28V 的特殊用途的电压源。 (2)工作电流不大 从几毫安到几安都有,但由于大多数嵌入式电子产品的工作电流小于300mA,所以30~300mA 的电源IC 在品种及数量上占较大的比例。 (3)封装尺寸小 近年来发展的便携式产品都采用贴片式器件,电源IC 也不例外,主要有SO 封装、SOT-23 封装,μMAX 封装及封装尺寸最小的SC-70 及的SMD 封装等,使电源占的空间越来越小。 (4)完善的保护措施 新型电源IC 有完善的保护措施,这包括:输出过流限制、过热保护、短路保护及电池极性接反保护,使电源工作安全可靠,不易损坏。 (5)耗电小及关闭电源功能 新型电源IC 的静态电流都较小,一般为几十μA 到几百μA。个别微功耗的线性稳压器其静态电流仅1.1μA。另外,不少电源IC 有关闭电源控制端功能(用电平来控制),在关闭电源状态时IC 自身耗电在1μA 左右。由于它可使一部分电路不工作,可大大节省电。例如,在无线通信设备上,在发送状态时可关闭接收电路;在未接收到信号时可关闭显示电路等。 (5)有电源工作状态信号输出 不少便携式电子产品中有单片机,在电源因过热或电池低电压而使输出电压下降一定百分数时,电源IC 有一个电源工作状态信号输给单片机,使单片机复位。利用这个信号也可以做成电源工作状态指示(当电池低电压时,有LED 显示)。 (6)输出电压精度高 一般的输出电压精度为±2~4[[%]]之间,有不少新型电源IC 的精度可达±0.5~±1[[%]];并且输出电压温度系数较小,一般为±0.3~±0.5mV/℃,而有一些可达到±0.1mV/℃的水平。线性调整率一般为0.05[[%]]~0.1[[%]]/V,有的可达0.01[[%]]/V;负载调整率一般为0.3~0.5[[%]]/mA, 有的可达0.01[[%]]/mA。 (7)新型组合式电源IC 升压式DC/DC 变换器的效率高但纹波及噪声电压较大,低压差线性稳压器效率低但噪声最小,这两者结合组成的双输出电源IC 可较好地解决效率及噪声的问题。例如,数字电路部分采用升压式DC/DC 变换器电源而对噪声敏感的电路采用LDO 电源。这种电源IC 有MAX710/711,MAX1705/1706 等。另一种例子是电荷泵+LDO 组成,输出稳压的电荷泵电源IC,例如MAX868,它可输出0~-2VIN 可调的稳定电压,并可提供30mA 电流;MAX1673稳压型电荷泵电源IC 输出与VIN 相同的负压,输出电流可达125mA。

应用 手机是电源管理IC最为重要的应用场合。多媒体和3G手机对高画质视频、多媒体数据流、音频播放、更清晰的显示及更多娱乐等需求不断提升, 但这些功能却会大量消耗电源, 其中绝大多数的电源电压并不相同, 随着电流需求不断增加, 使得它们需要更多电能, 例如从2G语音电话升级到3G视讯电话后, 对功率需求便增加一倍。在同一手机中融人更多元化的功能, 其功率消耗也会随之增加, 这是未来电源管理芯片发展的明确趋势。 由于手机大量采用LDO来为手机各个部件进行供电,LDO 虽然具有成本低、封装小、外围器件少和噪音小的特点, 但其转换效率低, 且只能用于降压的场合, 加上LDO效率取决于输出/输人电压之比, 在输人电压为3.6V、输出电压为1.5V的情况下, 效率只有41.7[%], 这样低的效率在输出电流较大时, 不仅会浪费很多电能, 而且会造成芯片发热影响系统稳定性。而3G手机各个部件需要多个电压等级的供电, 在很多情况下, 尤其是压差大的情况下, LDO已经难以满足供电需求, 因此DC/DC的解决方法成为一种取代LDO的解决方案。 DC/DC转换的优势是升、降压均适用, 效率又高, 目前已经有自动PFM/PWM方式和用DC/DC+LDO双模式的电源管理解决方案, 虽然无论哪种方案成本都将高于LDO, 但的确能够解决LDO低效和只能用于降压的问题, 未来3G手机产量的提高和手机电源管理功能的提升, 将在一定程度上刺激手机电源管理IC市场的发展。