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電源ic是指開關(guān)電源的脈寬控制集成，電源靠它來調(diào)整輸出電壓的穩(wěn)定。
電源IC的發(fā)展
電源IC特點(diǎn)
（1）工作電壓低
一般的工作電壓為3.0～3.6V。有一些工作電壓更低，如2.0、2.5、2.7V 等；也有一些工作電壓為5V，還有少數(shù)12V 或28V 的特殊用途的電壓源。
（2）工作電流不大
從幾毫安到幾安都有，但由于大多數(shù)嵌入式電子產(chǎn)品的工作電流小于300mA，所以30～300mA 的電源IC 在品種及數(shù)量上占較大的比例。
（3）封裝尺寸小
近年來發(fā)展的便攜式產(chǎn)品都采用貼片式器件，電源IC 也不例外，主要有SO 封裝、SOT-23 封裝，μMAX 封裝及封裝尺寸最小的SC-70 及最新的SMD 封裝等，使電源占的空間越來越小。
（4）完善的保護(hù)措施
新型電源IC 有完善的保護(hù)措施，這包括：輸出過流限制、過熱保護(hù)、短路保護(hù)及電池極性接反保護(hù)，使電源工作安全可靠，不易損壞。
（5）耗電小及關(guān)閉電源功能
新型電源IC 的靜態(tài)電流都較小，一般為幾十μA 到幾百μA。個別微功耗的線性穩(wěn)壓器其靜態(tài)電流僅1.1μA。另外，不少電源IC 有關(guān)閉電源控制端功能（用電平來控制），在關(guān)閉電源狀態(tài)時IC 自身耗電在1μA 左右。由于它可使一部分電路不工作，可大大節(jié)省電。例如，在無線通信設(shè)備上，在發(fā)送狀態(tài)時可關(guān)閉接收電路；在未接收到信號時可關(guān)閉顯示電路等。
（5）有電源工作狀態(tài)信號輸出
不少便攜式電子產(chǎn)品中有單片機(jī)，在電源因過熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百分?jǐn)?shù)時，電源IC 有一個電源工作狀態(tài)信號輸給單片機(jī)，使單片機(jī)復(fù)位。利用這個信號也可以做成電源工作狀態(tài)指示（當(dāng)電池低電壓時，有LED 顯示)。
（6）輸出電壓精度高
一般的輸出電壓精度為±2～4[[%]]之間，有不少新型電源IC 的精度可達(dá)±0.5～±1[[%]]；并且輸出電壓溫度系數(shù)較小，一般為±0.3～±0.5mV/℃，而有一些可達(dá)到±0.1mV/℃的水平。線性調(diào)整率一般為0.05[[%]]～0.1[[%]]/V，有的可達(dá)0.01[[%]]/V；負(fù)載調(diào)整率一般為0.3～0.5[[%]]/mA，
有的可達(dá)0.01[[%]]/mA。
（7）新型組合式電源IC
升壓式DC/DC 變換器的效率高但紋波及噪聲電壓較大，低壓差線性穩(wěn)壓器效率低但噪聲最小，這兩者結(jié)合組成的雙輸出電源IC 可較好地解決效率及噪聲的問題。例如，數(shù)字電路部分采用升壓式DC/DC 變換器電源而對噪聲敏感的電路采用LDO 電源。這種電源IC 有MAX710/711，MAX1705/1706 等。另一種例子是電荷泵+LDO組成，輸出穩(wěn)壓的電荷泵電源IC，例如MAX868，它可輸出0～-2VIN 可調(diào)的穩(wěn)定電壓，并可提供30mA 電流；MAX1673穩(wěn)壓型電荷泵電源IC 輸出與VIN 相同的負(fù)壓，輸出電流可達(dá)125mA。
手機(jī)中電源IC的應(yīng)用
由于手機(jī)大量采用LDO來為手機(jī)各個部件進(jìn)行供電,LDO 雖然具有成本低、封裝小、外圍器件少和噪音小的特點(diǎn), 但其轉(zhuǎn)換效率低, 且只能用于降壓的場合, 加上LDO效率取決于輸出/輸人電壓之比, 在輸人電壓為3.6V、輸出電壓為1.5V的情況下, 效率只有41.7[%], 這樣低的效率在輸出電流較大時, 不僅會浪費(fèi)很多電能, 而且會造成芯片發(fā)熱影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。而3G手機(jī)各個部件需要多個電壓等級的供電, 在很多情況下, 尤其是壓差大的情況下,LDO已經(jīng)難以滿足供電需求, 因此DC/DC的解決方法成為一種取代LDO的解決方案。
DC/DC轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢是升、降壓均適用, 效率又高, 目前已經(jīng)有自動PFM/PWM方式和用DC/DC+LDO雙模式的電源管理解決方案, 雖然無論哪種方案成本都將高于LDO, 但的確能夠解決LDO低效和只能用于降壓的問題, 未來3G手機(jī)產(chǎn)量的提高和手機(jī)電源管理功能的提升, 將在一定程度上刺激手機(jī)電源管理IC市場的發(fā)展。
電源IC的應(yīng)用發(fā)展與挑戰(zhàn)
電子技術(shù)的快速發(fā)展表現(xiàn)在小型化、節(jié)能環(huán)保、功能強(qiáng)大、價格下降等方面, 對電源管理提出新的挑戰(zhàn), 具體有以下幾個特點(diǎn)：
大電流/低輸出電壓的應(yīng)用
由于數(shù)字芯片的時鐘越來越快, 意味著驅(qū)動電流越來越大, 以前只需要線形穩(wěn)壓, 現(xiàn)在就需要開關(guān)式穩(wěn)壓, 以前僅需要一相電源, 現(xiàn)在就需要兩相或多相電源。另外CPU由于速度越來越快, 散熱已成為其發(fā)展的瓶頸, 因此采用多核心技術(shù), 英特爾已經(jīng)在規(guī)劃80個core的CPU, 對電源要求更高。
電源轉(zhuǎn)換效率提升
不同的半導(dǎo)體制程需要不同的供電電壓, 形成多而廣得輸人電壓, 對電源管理提出挑戰(zhàn)。而且新的替代能源的使用, 以及節(jié)能環(huán)保的要求加強(qiáng)電源管理功能。
整合電路設(shè)計
目前各種功能高度的整合已經(jīng)成了電子產(chǎn)品的宿命, 如現(xiàn)在的手機(jī)就將通信、PDA、GPS、電視等集成在一起, 要避免相互間的干擾, 需要電源也隨之改變。雖然整合模擬和數(shù)字電路的SoC設(shè)計概念日益普及, 但市面上號稱的SoC芯片卻因數(shù)字、模擬制程整合不易、成本過高和效能不若預(yù)期, 因而形成高整合度和高效能間的兩難, 因此部分模擬電路如電源管理IC在短期內(nèi)并不適合作整合, 仍將持續(xù)獨(dú)立于SoC芯片之外。
封裝要求
由于產(chǎn)品散熱要求更高, 需要將新型、小型的封裝技術(shù)引人到電源產(chǎn)品中。另外對于功能整合,SiP可能在SoC尚未成型之前, 成為一個重要的解決方。SiP是將不同的芯片或其它組件, 通過封裝制程整合在一個封裝模塊內(nèi), 以執(zhí)行相當(dāng)于系統(tǒng)層級的功能。
良好的服務(wù)
因電源IC通用型都不強(qiáng), 作為配套產(chǎn)品與整機(jī)廠協(xié)作, 一是要說服人家采用, 二是需要提供良好的服務(wù)。
其他對電源的要求有高性價比、生產(chǎn)的可靠性等。另外從目前產(chǎn)業(yè)狀況來看, 電源管理IC的設(shè)計人才, 要比數(shù)字IC缺乏, 而且電源IC需要的知識面和經(jīng)驗(yàn)度更高。值得一提的是數(shù)字電源芯片產(chǎn)品, 近兩年來該產(chǎn)品一直是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn), 但卻叫好不叫座, 市場推廣應(yīng)用一直沒有實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展, 而且從目前來看數(shù)字電源在近一兩年仍然難有大的突破。首先是因?yàn)橄掠螐S商對數(shù)字電源芯片的認(rèn)可、評估、產(chǎn)品設(shè)計和量產(chǎn)規(guī)模采購等都需要一定時間, 其次是數(shù)字電源芯片本身在響應(yīng)速度、成本和面積等方面可能和傳統(tǒng)模擬電源芯片相比存在一定差距,還有就是設(shè)計人員本身的習(xí)慣, 以及使用數(shù)字電源的產(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜程度等問題。此外, 由于目前數(shù)字電源供應(yīng)商較少, 銷售渠道開拓遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠, 所有這些因素都可能成為數(shù)字電源大規(guī)模推廣應(yīng)用的障礙。
