从五大发展趋势看将来如何选择电源管理芯片-设计应用

从五大发展趋势看将来如何选择电源管理芯片-设计应用
作为电子系统中必不可少的部分,电源模块极zui常见,同时也是极考验硬件工程师功力的部分之一。电源模块是电子系统中对电能实现转换、分配、控制和监测等功能的子系统,整个电子系统的功耗、性能、成本和体积都与电源模块设计直接相关。现代大型电子系统正在向高集成、高速、高增益、高可靠性方向发展,电源上的微小干扰都会对电子设备性能产生影响,这就需要设计出低噪声、抗纹波能力强的电源模块;而在便携式设备中,电池供电情况越来越多,这就对续航时间提出了高要求,这通常对应着其电源模块高效、高可靠和低静态电流的ji致要求。
磁卡读卡器  总之,电源模块设计是电子系统性能发挥的基础,只有做好系统的电源模块设计之后,才有机会去追求性能和稳健地实现系统的所有功能。而电源模块设计极为重要的就是如何选合适的芯片和技术方案。通常,根据电源模块中各个支路的情况,确定输入和输出电压差,然后根据应用需求,在效率指标、散热限制、噪声要求、系统复杂性和成本等多个条件约束下,就能选出zui合适的电源芯片,然后根据选定的电源芯片来实现相应的电源转换与分配的功能。
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  ? 根据应用场景,电源模块可以分为交流到直流 (AC-DC) 转换电源模块和直流到直流 (DC-DC) 转换电源模块,其中AC-DC电源模块通常用于直接用市电的设备,而DC-DC电源模块则只能接入直流电源,然后在直流电源输入的基础上去分压或升压,为系统各模块供应所需的电压和电流。
  ? 而根据工作原理上,电源芯片可分为线性电源芯片和开关电源芯片。线性电源也被称为低压差线性稳压器 (Low Drop Out Regulator,简称LDO) 芯片,其原理是通过晶体管压降来调节输出电压,只能实现降压输出,无法实现升压输出,与开关电源芯片相比,LDO通常具有体积小、噪声低、使用方便等特点。
  ? 开关电源芯片采用脉宽调制(PWM)方式工作,可实现升降压输出,而且效率高、功耗低,但由于采用PWM方式工作,所以会产生电磁干扰 (EMI) ,因而通常噪声也比相对应的LDO要大。
zyzq  ? 按实现方法,开关电源可分为两类,即电感式DC-DC电源芯片与基于开关电容的DC-DC变换器 (即电荷泵式DC-DC芯片) 。电荷泵式DC-DC芯片采用电容作为开关和储能元件,与电感式DC-DC电源芯片相比,具有效率高、体积小、静态电流低、输出电压调节范
围宽、Vmin低、噪声低和EMI低等优点,而且电容比电感更易于集成,因而电荷泵式电源芯片可以实现更高集成度。在小功率应用中,电荷泵式DC-DC开关电源芯片具有很大优势,但电荷泵式电源芯片不适合高电压、大功率场景,因而在高功率应用中,电感式DC-DC电源芯片还居于主导地位。
  ? 在有高性能处理器、大型FPGA等大芯片的复杂系统中,由于电流消耗可达数安培到几十安培,通常需要组合使用开关电源和LDO。复杂系统中易受干扰的模拟电路,通常由LDO芯片来供电;且数字部分因为电流大因而对效率要求高,而数字电路本身抗干扰性更强,因此更适合用开关电源来供电。开关电源、LDO和各种保护器件与被动元件的组合,构建起了复杂系统的电源分布式体系。
  总之,LDO和开关电源是所有电子设备中电源模块的he心,电子系统发展也对电源芯片提出了更高要求,研发人员不断尝试更新的制造工艺、封装技术与电路拓扑,以达到更ji致的性能或体积、成本等其他指标。下面我们就从电源芯片的发展趋势来看一看该如何选择合适的电源芯片。
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  更小静态电流——实现更低损耗钼铋系催化剂生产厂家
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  手机(含智能手机和功能机)每年出货量近20亿部,笔记本电脑每年出货量过亿台,而随着物联网技术发展,越来越多的电池供电设备接入网络,这些设备典型工作状态为短暂激活,相对较长时间休眠,通常需要在不更换电池的情况下,工作一整年,甚至三到五年。此类应用对电源芯片提出极高要求,既要有极低的静态电流,以保持轻载或无负载时的电源效率,满足设备对电池供电长续航时间的要求,又得满足重负载情况下系统对供电能力的要求,要做好并不容易。

本文发布于:2024-09-22 05:25:20,感谢您对本站的认可!

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标签:芯片   电源   电源模块   实现   输出   系统
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