8 種常見電源管理 IC 芯片介紹
在日常生活中,人們對電子設(shè)備的依賴越來越嚴(yán)重,電子技術(shù)的更新?lián)Q代,也同時意味著人們對電源的技術(shù)發(fā)展寄予厚望,下面就為大家介紹電源管理芯片的主要分類。
電源管理半導(dǎo)體從所包含的器件來說,明確強(qiáng)調(diào)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(dǎo)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(dǎo)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(diào)整和接口電路兩方面。電壓凋整器包含線性低壓降穩(wěn)壓器 (即 LDO),以及正、負(fù)輸出系列電路,此外 不有脈寬調(diào)制 (PWM) 型的開關(guān)型電路等。因技術(shù)進(jìn)步,集成電路芯片內(nèi)數(shù)字電路的物理尺寸越來越小,因而工作電源向低電壓發(fā)展,一系列新型電壓調(diào)整器應(yīng)運(yùn) 而生。電源管理用接口電路主要有接口驅(qū)動器、馬達(dá)驅(qū)動器、功率場效應(yīng)晶體管 (MOSFET) 驅(qū)動器以及高電壓/大電流的顯示驅(qū)動器等等。
電源管理分立式半導(dǎo)體器件則包括一些傳統(tǒng)的功率半導(dǎo)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(jié)構(gòu)的功率場效應(yīng)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(fā)展,功率半導(dǎo)體才改稱為電源管理半導(dǎo)體。也正是因為這么多的集成電路 (IC) 進(jìn)入電源領(lǐng)域,人們才更多地以電源管理來稱呼現(xiàn)階段的電源技術(shù)。
電源管理半導(dǎo)體本中的主導(dǎo)部分是電源管理 IC,大致可歸納為下述 8 種。
1、AC/DC 調(diào)制 IC。內(nèi)含低電壓控制電路及高壓開關(guān)晶體管。
2、DC/DC 調(diào)制 IC。包括升壓/降壓調(diào)節(jié)器,以及電荷泵。
3、功率因數(shù)控制 PFC 預(yù)調(diào)制 IC。提供具有功率因數(shù)校正功能的電源輸入電路。
4、脈沖調(diào)制或脈幅調(diào)制 PWM/ PFM 控制 IC。為脈沖頻率調(diào)制和/或脈沖寬度調(diào)制控制器,用于驅(qū)動外部開關(guān)。
5、線性調(diào)制 IC (如線性低壓降穩(wěn)壓器 LDO 等)。包括正向和負(fù)向調(diào)節(jié)器,以及低壓降 LDO 調(diào)制管。
6、電池充電和管理 IC。包括電池充電、保護(hù)及電量顯示 IC,以及可進(jìn)行電池數(shù)據(jù)通訊“智能”電池 IC。
7、熱插板控制 IC (免除從工作系統(tǒng)中插入或拔除另一接口的影響)。
8、MOSFET 或 IGBT 的開關(guān)功能 IC。
在這些電源管理 IC 中,電壓調(diào)節(jié) IC 是發(fā)展最快、產(chǎn)量最大的一部分。各種電源管理 IC 基本上和一些相關(guān)的應(yīng)用相聯(lián)系,所以針對不同應(yīng)用,還可以列出更多類型的器件。
電源管理的技術(shù)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(nèi)容:一方面想要保持能量轉(zhuǎn)換的綜合效率,同時還希望減小設(shè)備的尺寸;另一方面是保護(hù)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(tài)電阻,符合計算機(jī)和電信應(yīng)用中更加高效適配器和電源的需要。在電源電路設(shè)計方面,一般待機(jī)能耗已經(jīng)降到 1W 以下,并可將電源效率提高至 90% 以上。要進(jìn)一步降低現(xiàn)有待機(jī)能耗,則需要有新的 IC 制造工藝技術(shù)及在低功耗電路設(shè)計方面的突破。
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LT3094: 在 1MHz 具 0.8μVRMS 噪聲的負(fù) LDO
LT3094 是一款高性能低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器,其具有 ADI 的超低噪聲和超高 PSRR 架構(gòu),適合為噪聲敏感型應(yīng)用供電。該器件可通過并聯(lián)以增加輸出電流和在 PCB 上散播熱量。
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LTM8002 是一款 40VIN、2.5A 降壓型μModule® 穩(wěn)壓器。它內(nèi)置了開關(guān)控制器、電源開關(guān)、電感器和所有的支持性組件。該器件支持 3.4V 至 40V 的輸入電壓范圍,和 0.97V 至 18V 的輸出電壓。
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LTM4686 是一款雙通道 10A 或單通道 20A 超薄型降壓 μModule 穩(wěn)壓器。該器件1.82mm 的高度使之可放置到非?拷(fù)載 (FPGA 或 ASIC) 的地方,從而共用一個散熱器。其 PMBus 接口使用戶能改變主要的電源參數(shù)。