电源ic是什么,第1张

功率集成电路是指开关电源的脉宽控制集成,可以调节输出电压和电流的稳定性。

功率集成电路是指开关电源的脉宽控制集成,可以调节输出电压和电流的稳定性。

电源ic是什么,电源ic是什么,第2张

发展分类

随着电子技术的发展,特别是便携式产品的普及和节能环保的推广,功率集成电路发挥着越来越重要的作用。几年前的功率IC只是集成稳压器和DC/DC变换器,现在涵盖了很多内容,包括DC/DC、LDO(低电压差线性稳压器)、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MOSFET等等。

因及时性而改变

在整个模拟集成电路中,电源管理集成电路起着非常重要的作用。除了越来越普及的省电低功耗便携式产品外,新兴的替代能源,如太阳能、生物能源等节能环保,包括平板驱动IC、LDO、白光背光LED驱动IC、充电器件CMOS Sennor or等。,已经成为模拟IC厂商开始投资的领域。如何通过更低功耗的设计降低功耗,如何使其更薄、更短、更便宜,成为了厂商努力的方向。可以说动力IC单价不高,但是责任很大。

2007年全球IC产值约2200亿美元,模拟占约400亿美元,其中功率IC占模拟IC的19%。2008年,全球IC增长率约为8%,模拟IC增长率约为13.5%,高于平均IC增长率,而功率IC增长率达到20%,高于模拟IC增长率。这说明了电源管理IC的最佳支撑作用的重要性。

应用开发

电子技术的快速发展表现在小型化、节能环保、功能强大、价格降低等方面。,这给电源管理带来了新的挑战,具有以下特点:

包装要求

由于产品的散热要求较高,有必要在功率产品中引入新的小封装技术。此外,对于功能集成,在SoC形成之前,SiP可能成为重要的解决方案。SiP通过封装过程将不同的芯片或其他组件集成到一个封装模块中,以执行系统级功能。

合法发球

因为万能型功率IC不强,要配合整机厂作为配套产品,一是要说服别人采用,二是要提供好的服务。

对电源的其他要求包括高性价比和生产的可靠性。另外,从目前的行业情况来看,电源管理IC的设计人才少于数字IC,电源IC需要更高的知识和经验。

值得一提的是,数字电源芯片产品这两年一直是业界关注的焦点,但并没有得到很好的好评。市场推广和应用没有取得快速发展,数字电源在过去的一两年内仍然难以取得大的突破。首先,下游厂商识别、评估、设计和购买数字功率芯片需要一定的时间。其次,数字电源芯片本身在响应速度、成本和面积上,以及设计者本身的习惯和数字电的使用上,可能与传统模拟电源芯片有一定的差距

产品设计的复杂性来源。此外,由于数字电源供应商少,销售渠道的发展远远不够,这些因素都可能成为数字电源大规模推广应用的障碍。

选择指南

选择功率IC不仅要满足电路性能和可靠性的要求,还要考虑其尺寸、重量、延长电池寿命和成本。以下是一些选择的基本原则,供参考。

1.优先提升DC/DC转换器

使用升压DC/DC变换器不仅效率高,而且可以减少电池数量(减少整个电源的体积和重量)。比如高效率低功耗的MAX1674/1675 boost DC/DC转换器IC,静态电流只有16μA,输出200mA时效率94%,关断电源时功耗只有0.1μA。可以选择电流限值来降低纹波电压。

2.采用LDO的最佳条件

当要求输出电压的纹波和噪声极小时,当输出电流小于100毫安时,使用低功耗、低压差(LDO)线性调节器最为合适。比如用三节镍镉镍氢电池或一节锂离子电池输出3.0 ~ 3.3 V电压,工作电流小于100毫安时,电池寿命更长,效率更高。比如使用超微功耗线性稳压器BAW03A~06A,其静态电流仅为1.1μA,输出电压为1.2、1.3、1.4、1.5、1.7、1.8、2、2.1、2.3、2.5、2.7、. 28、2.9、6.0V、3.1、3.2 max 8867/8868的输出噪声为30μVrms。GMT7250是另一款低功耗、低压差的LDO器件,输出100毫安时,静态电流为180μA,低压差小于85mV。该装置温度稳定性好,典型值为31ppm/℃,具有电源工作状态信号输出和断电控制。该器件有3.3V、4.85V和5.0V三种固定电压输出,可以用两个外部电阻设置。输出电压范围为1.2 V至9.75 V,输出电流可达250mA,适用于大多数便携式产品。

3.当需要负电源时,应尽量采用电荷泵

便携式仪器经常需要负电源。因为所需电流不大,所以最容易用电荷泵IC构成电压逆变电路。如果噪声较低或需要输出电压稳定,可以使用带LDO线性调节器的电荷泵集成电路。比如MAX1680/1681,输出电流125mA,采用1MHz开关频率,只需要两个1μF的外部小电容,输出阻抗3.5ω,具有关断控制(关断时功耗只有1μA),可以组成倍压电路。另一款输出稳压的电荷泵IC MAX868,输出可调(0 ~-2× VIN),外接两个0.1μF电容,消耗35μA电源电流,可输出30mA稳压电流,具有关断控制功能(关断时功耗仅为0.1μA),采用小尺寸μMAX封装。

4.不要追求高精度、全功能的最新设备

功率集成电路的精度一般为2% ~ 4%,高精度可达0.5% ~ 1%。需要根据电路要求选择合适的精度,以降低生产成本。功能齐全的设备价格较高,因此产品中没有断电功能或没有微处理器(μP)或微控制器(μC)的设备不需要选择具有断电功能或输出电源工作状态信号的设备,不仅可以降低成本,还可以减小体积。

5.不要“大马拉车”

功率IC最重要的三个参数是输入电压VIN、输出电压Vo和最大输出电流Iomax。根据产品的工作电流,最大工作电流为功率IC最大输出电流Iomax的70 ~ 90%较为合适。比如最大输出电流Iomax为1A的升压型DC/DC变换器IC,在工作电流为700 ~ 900 mA的情况下可以使用,但在20 ~ 30 mA工作时效率较低。如果产品轻载或重载,最好选择PFM/PWM自动转换升压DC/DC变换器,不仅轻载时PFM耗电少,正常负载时PWM效率高。有TC120,MAX1205/1706等等。

6.当输出电流较大时,应采用降压DC/DC变换器

大多数便携式电子产品的工作电流在300毫安以下,大多数使用5#镍镉和镍氢电池。如果用1 ~ 2节电池,当电池升压到3.3V或5V,需要输出500mA以上的电流时,电池寿命短或两次充电间隔太短,使用不方便。此时,采用降压DC/DC变换器,其效率与升压变换器相似,但电池寿命或充电间隔要长得多。

注意事项:

DC/DC变频器中L、C、D的选择

电感l、输出电容c和续流二极管或隔离二极管d的选择非常重要。电感L在峰值开关电流时应不饱和(峰值开关电流应比输出电流大3 ~ 4倍),应选择合适的磁芯以满足开关频率的要求,并应选择小DC电阻以降低损耗。电容器应选择等效串联电阻小(低等效串联电阻)的电解电容器,这样可以降低输出纹波电压。三洋公司的有机半导体铝固体电解电容器(一般几十到几百毫欧)效果更好。二极管必须是肖特基二极管,并且要满足高于峰值电流的要求。

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