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電源管理的應用：技術趨勢及IC分類

發布者：diyadmin 發布時間：2013-8-21 11:50:16 閱讀：1867次

電源管理的應用：技術趨勢及IC分類

電源管理半導體從所包含的器件來說，明確強調電源管理集成電路(電源管理IC，簡稱電源管理芯片)的位置和作用。電源管理半導體包括兩部分，即電源管理集成電路和電源管理分立式半導體器件。

電源管理集成電路包括很多種類別，大致又分成電壓調整和接口電路兩方面。電壓凋整器包含線性低壓降穩壓器(即 LOD)，以及正、負輸出系列電路，此外不有脈寬調制(PWM)型的開關型電路等。因技術進步，集成電路芯片內數字電路的物理尺寸越來越小，因而工作電源向低電壓發展，一系列新型電壓調整器應運而生。電源管理用接口電路主要有接口驅動器、馬達驅動器、功率場效應晶體管(MOSFET)驅動器以及高電壓/大電流的顯示驅動器等等。

電源管理分立式半導體器件則包括一些傳統的功率半導體器件，可將它分為兩大類，一類包含整流器和晶閘管；另一類是三極管型，包含功率雙極性晶體管，含有MOS結構的功率場效應晶體管(MOSFET)和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等。

在某種程度上來說，正是因為電源管理IC的大量發展，功率半導體才改稱為電源管理半導體。也正是因為這么多的集成電路 (IC)進入電源領域，人們才更多地以電源管理來稱呼現階段的電源技術。

電源管理半導體本中的主導部分是電源管理IC，大致可歸納為下述8種。

2.1、AC/DC調制IC。內含低電壓控制電路及高壓開關晶體管。

2.2、 DC/DC調制IC。包括升壓/降壓調節器，以及電荷泵。

2.3、功率因數控制PFC預調制 IC。提供具有功率因數校正功能的電源輸入電路。

2.4、脈沖調制或脈幅調制PWM/ PFM控制IC。為脈沖頻率調制和/或脈沖寬度調制控制器，用于驅動外部開關。

2.5、線性調制IC(如線性低壓降穩壓器LDO等)。包括正向和負向調節器，以及低壓降LDO調制管。

2.6、電池充電和管理IC。包括電池充電、保護及電量顯示IC，以及可進行電池數據通訊“智能”電池 IC。

2.7、熱插板控制IC(免除從工作系統中插入或拔除另一接口的影響)。

2.8、MOSFET或IGBT的驅動 IC。

在這些電源管理IC中，電壓調節IC是發展最快、產量最大的一部分。各種電源管理IC基本上和一些相關的應用相聯系，所以針對不同應用，還可以列出更多類型的器件。

電源管理的技術趨勢是高效能、低功耗、智能化。

提高效能涉及兩個不同方面的內容：一方面想要保持能量轉換的綜合效率，同時還希望減小設備的尺寸；另一方面是保護尺寸不變，大幅度提高效能。

在交流/直流(AC/DC)變換中，低的通態電阻，符合計算機和電信應用中更加高效適配器和電源的需要。在電源電路設計方面，一般待機能耗已經降到1W以下，并可將電源效率提高至90%以上。要進一步降低現有待機能耗，則需要有新的IC制造工藝技術及在低功耗電路設計方面的突破。

越來越多的系統會需要多輸出穩壓器。例如帶多輸出和電源通路控制的鋰離子充電電池，多輸出 DC/DC轉換器和具有動態可調輸出電壓的開關穩壓器等。

電源管理IC的智能化，包括從電源控制到電量監測與電池管理。

電源管理IC應用在便攜式產品(手機、數碼相機、筆記本電腦、MP3播放器、移動硬盤等)、數字消費類電子產品(高清晰度電視機、LCD電視機和面板、DVD播放機)、計算機、通信網絡設備、工業設備和汽車電子。其中消費類電子產品是電源管理芯片的最大應用領域。

所有這些應用和產品都需要相應的電源管理技術才能充分發揮它們的功能。IC方案需要解決產品差異化，電源管理效率，產品尺寸極小型化以及產品功能多樣化。