1、电源设计必须要从本钱、性能和产品上市韶光等全体系统设计来考虑
2、便携产品日趋小巧轻薄化,必须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、抗滋扰、低功耗,打破散热瓶颈,延长电池寿命
4、选用具有新技能的新型电源芯片进行方案设计,这是担保产品前辈性的基本条件,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把稳:选用生产工艺成熟、品质精良的生产厂家产品;选用事情频率高的芯片,以降落周边电路的运用本钱;选用封装小的芯片,以知足便携产品对体积的哀求;选用技能支持好的生产厂家,方便办理运用设计中的问题;选用产品资料完好、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。
1、LDO线性低压差稳压器是最大略的线性稳压器,由于其本身存在DC无开关电压转换,以是它只能把输入电压降为更低的电压。它最大的缺陷是在热量管理方面,由于其转换效率近似即是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,输出真个分压电阻取出反馈电去掌握MOSFET的流利电流大小,EN使能端可从外部去掌握它的事情状态,内部还设置过流保护、过温保护、旗子暗记放大、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。低压差稳压器的运用像三端稳压一样大略方便,一样平常在输入、输出端各加一个滤波电容器即可。LDO布线设计要点是考虑如何降落PCB板上的噪音和纹波,如何走好线是一个技巧加履历的工艺性细活,也是设计产品成功的关键之一。节制好电流回流的节点,有效的掌握和降落噪音和纹波。优化布线方案是值得参考的。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,并缩短了电池事情韶光。虽然就较大的输入与输出电压差而言,确实存在这些缺陷,但是当电压差较小时,情形就不同了。例如,如果电压从1.5V降至1.2V,效率就变成了80%。
2、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降落到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。它通过利用低电阻开关和磁存储单元实现了高达96%的效率,因此极大地降落了转换过程中的功率丢失。Buck开关式DC/DC降压稳压器是一种采取恒定频率、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掌握的振荡器频率决定了它的事情效率和利用本钱。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。开关稳压器的缺陷较小,常日可以用好的设计技能来战胜。但是电感器的频率外泄滋扰较难避免,设计运用时对其EMI辐射须要考虑。在运用环境温度高,或低供电电压和高占空比条件下(如降压)事情,要考虑器件的降温和散热。必须把稳:SW vs. L1间隔<4mm;Cout vs. L1间隔<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,须要小心安排PCB板的布局构造,所有的器件必须靠近DC/DC,可以把PCB板按功能分成几块。a. 保持通路在Vin、Vout之间,Cin、Cout接地很短,以降落噪音和滋扰;b. R1、R2和CF的反馈成份必须保持靠近VFB反馈脚,以防噪音;c. 大面积地直接连接2脚和Cin、Cout的负端。
3、电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较掌握器实现电压提升,采取电容器来贮存能量。电荷泵是无须电感的,但须要外部电容器。事情于较高的频率,因此可利用小型陶瓷电容(1μF),使空间占用最小,利用本钱低。电荷泵仅用外部电容即可供应±2倍的输出电压。其损耗紧张来自电容器的等效串联电阻(ESR)和内部开关晶体管的RDS(ON)。电荷泵转换器不该用电感,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,调度能力是通过后端片上线性调度器实现的,因此电荷泵在设计时可按须要增加电荷泵的开关级数,以便为后端调度器供应足够的活动空间。电荷泵十分适用于便携式运用产品的设计。从电容式电荷泵内部构造来看,它实际上是一个片上系统。 电荷泵是一种无辐射的有效升压器件,它不该用电感器而利用电容器作为储能器件。在设计运用时须要把稳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,在固定的事情频率下,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,利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。在事情频率固定,电容器容量相同的情形下,优秀的材料介质,将有效地降落纹波。
4、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,须要安装LCD屏、数码相机的镜头和闪光灯、音频DAC等器件,因此它须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,而手机产品又哀求这些电源IC对RF险些无滋扰。
5、锂电池充电IC是一个片上系统( SoC),它由读取使能微掌握器、2倍涓流充电掌握器、电流环偏差放大器、电压环偏差放大器、电压比较器、温度感测比较器、环路选择和多工驱动器、充电状态逻辑掌握器、状态发生器、多工器、LED旗子暗记发生器、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、自动掌握。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代表过放电掌握;OC代表过充电掌握;P+、P-接充电器;B+、B-接锂电池。锂电池保护电路大略事情事理如下:正常状态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+。锂电池保护电路的PCB板是很小的,设计时必须把稳:1. MOSFET尽可能靠近B-、P-;2. ESD防护电容器尽可能靠近P+、P-;3. 相邻线间距>0.25mm,通过电流大的线要放宽,地线加宽。
便捷产品在快速发展,电源芯片的设计也必须快速进步,双向的共同努力,才能使电子行业发展更加迅速。










