電源管理芯片有哪些特點和作用?
電源管理芯片的應(yīng)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(tǒng)的需求直接相關(guān),而數(shù)字電源管理芯片的發(fā)展還需跨越成本難關(guān)。當(dāng)今世界,人們的生活已是片刻也離不開電子設(shè)備。電源管理芯片在電子設(shè)備系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)起對電能的變換、分配、檢測及其它電能管理的職責(zé)。電源管理芯片對電子系統(tǒng)而言是不可或缺的,其性能的優(yōu)劣對整機的性能有著直接的影響。
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電源管理芯片的特點
電源管理芯片是在電子設(shè)備系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責(zé)的芯片.主要負(fù)責(zé)識別CPU供電幅值,產(chǎn)生相應(yīng)的短矩波,推動后級電路進行功率輸出。
主要電源管理芯片有的是雙列直插芯片,而有的是表面貼裝式封裝,其中HIP630x系列芯片是比較經(jīng)典的電源管理芯片,由著名芯片設(shè)計公司Intersil設(shè)計。它支持兩/三/四相供電,支持VRM9.0規(guī)范,電壓輸出范圍是1.1V-1.85V,能為0.025V的間隔調(diào)整輸出,開關(guān)頻率高達80KHz,具有電源大、紋波小、內(nèi)阻小等特點,能精密調(diào)整CPU供電電壓。常用電源管理芯片有HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494等。
所有電子設(shè)備都有電源,但是不同的系統(tǒng)對電源的要求不同。為了發(fā)揮電子系統(tǒng)的最佳性能,需要選擇最適合的電源管理方式。
電源管理芯片的作用
首先,電子設(shè)備的核心是半導(dǎo)體芯片。而為了提高電路的密度,芯片的特征尺寸始終朝著減小的趨勢發(fā)展,電場強度隨距離的減小而線性增加,如果電源電壓還是原來的5V,產(chǎn)生的電場強度足以把芯片擊穿。所以,這樣,電子系統(tǒng)對電源電壓的要求就發(fā)生了變化,也就是需要不同的降壓型電源。為了在降壓的同時保持高效率,一般會采用降壓型開關(guān)電源。
其次,許多電子系統(tǒng)還需要高于供電電壓的電源,比如在電池供電設(shè)備中,驅(qū)動液晶顯示的背光電源,普通的白光LED驅(qū)動等,都需要對系統(tǒng)電源進行升壓,這就需要用到升壓型開關(guān)電源。
還有,現(xiàn)代電子系統(tǒng)正在向高速、高增益、高可靠性方向發(fā)展,電源上的微小干擾都對電子設(shè)備的性能有影響,這就需要在噪聲、紋波等方面有優(yōu)勢的電源,需要對系統(tǒng)電源進行穩(wěn)壓、濾波等處理,這就需要用到線性電源。上述不同的電源管理方式,可以通過相應(yīng)的電源芯片,結(jié)合極少的外圍元件,就能夠?qū)崿F(xiàn)。可見,發(fā)展電源管理芯片是提高整機性能的必不可少的手段。
電源管理芯片的應(yīng)用
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(jié)合的系統(tǒng)。相應(yīng)的,電源管理芯片的分類也包括這些方面,比如線性電源芯片、電壓基準(zhǔn)芯片、開關(guān)電源芯片、LCD驅(qū)動芯片、LED驅(qū)動芯片、電壓檢測芯片、電池充電管理芯片等。下面簡要介紹一下電源管理芯片的主要類型和應(yīng)用情況。
如果所設(shè)計的電路要求電源有高的噪音和紋波抑制,要求占用PCB板面積小(如手機等手持電子產(chǎn)品),電路電源不允許使用電感器(如手機),電源需要具有瞬時校準(zhǔn)和輸出狀態(tài)自檢功能,要求穩(wěn)壓器壓降及自身功耗低,線路成本低且方案簡單,那么線性電源是最恰當(dāng)?shù)倪x擇。這種電源包括如下的技術(shù):精密的電壓基準(zhǔn),高性能、低噪音的運放,低壓降調(diào)整管,低靜態(tài)電流。
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,鋰離子電池過壓、過流、過溫、短路保護芯片;在線路供電和備用電池之間進行切換管理的芯片,USB電源管理芯片;電荷泵,多路LDO供電,加電時序控制,多種保護,電池充放電管理的復(fù)雜電源芯片等。
特別是在消費類電子方面。比如便攜式DVD、手機、數(shù)碼相機等,幾乎用1塊-2塊電源管理芯片就能夠提供復(fù)雜的多路電源,使系統(tǒng)的性能發(fā)揮到最佳。
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