電源管理的應用：技術(shù)的趨勢以及IC的分類(lèi)

電源管理半導體從所包含的器件來(lái)說(shuō)，明確強調電源管理集成電路(電源管理IC，簡(jiǎn)稱(chēng)電源管理芯片)的位置和作用。電源管理半導體包括兩部分，即電源管理集成電路和電源管理分立式半導體器件。

電源管理集成電路包括很多種類(lèi)別，大致又分成電壓調整和接口電路兩方面。電壓凋整器包含線(xiàn)性低壓降穩壓器(即 LOD)，以及正、負輸出系列電路，此外不有脈寬調制(PWM)型的開(kāi)關(guān)型電路等。因技術(shù)進(jìn)步，集成電路芯片內數字電路的物理尺寸越來(lái)越小，因而工作電源向低電壓發(fā)展，一系列新型電壓調整器應運而生。電源管理用接口電路主要有接口驅動(dòng)器、馬達驅動(dòng)器、功率場(chǎng)效應晶體管(MOSFET)驅動(dòng)器以及高電壓/大電流的顯示驅動(dòng)器等等。

電源管理分立式半導體器件則包括一些傳統的功率半導體器件，可將它分為兩大類(lèi)，一類(lèi)包含整流器和晶閘管；另一類(lèi)是三極管型，包含功率雙極性晶體管，含有MOS結構的功率場(chǎng)效應晶體管(MOSFET)和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等。

在某種程度上來(lái)說(shuō)，正是因為電源管理IC的大量發(fā)展，功率半導體才改稱(chēng)為電源管理半導體。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(lái)稱(chēng)呼現階段的電源技術(shù)。

電源管理半導體本中的主導部分是電源管理IC，大致可歸納為下述8種。

2.1、AC/DC調制IC。內含低電壓控制電路及高壓開(kāi)關(guān)晶體管。

2.2、 DC/DC調制IC。包括升壓/降壓調節器，以及電荷泵。

2.3、功率因數控制PFC預調制 IC。提供具有功率因數校正功能的電源輸入電路。

2.4、脈沖調制或脈幅調制PWM/ PFM控制IC。為脈沖頻率調制和/或脈沖寬度調制控制器，用于驅動(dòng)外部開(kāi)關(guān)。

2.5、線(xiàn)性調制IC(如線(xiàn)性低壓降穩壓器LDO等)。包括正向和負向調節器，以及低壓降LDO調制管。

2.6、電池充電和管理IC。包括電池充電、保護及電量顯示IC，以及可進(jìn)行電池數據通訊“智能”電池 IC。

2.7、 熱插板控制IC(免除從工作系統中插入或拔除另一接口的影響)。

2.8、MOSFET或IGBT的驅動(dòng) IC。

在這些電源管理IC中，電壓調節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)的應用相聯(lián)系，所以針對不同應用，還可以列出更多類(lèi)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(gè)不同方面的內容：一方面想要保持能量轉換的綜合效率，同時(shí)還希望減小設備的尺寸；另一方面是保護尺寸不變，大幅度提高效能。

在交流/直流(AC/DC)變換中，低的通態(tài)電阻，符合計算機和電信應用中更加高效適配器和電源的需要。在電源電路設計方面，一般待機能耗已經(jīng)降到1W以下，并可將電源效率提高至90%以上。要進(jìn)一步降低現有待機能耗，則需要有新的IC制造工藝技術(shù)及在低功耗電路設計方面的突破。

越來(lái)越多的系統會(huì )需要多輸出穩壓器。例如帶多輸出和電源通路控制的鋰離子充電電池，多輸出 DC/DC轉換器和具有動(dòng)態(tài)可調輸出電壓的開(kāi)關(guān)穩壓器等。

電源管理IC的智能化，包括從電源控制到電量監測與電池管理。

電源管理IC應用在便攜式產(chǎn)品(手機、數碼相機、筆記本電腦、MP3播放器、移動(dòng)硬盤(pán)等)、數字消費類(lèi)電子產(chǎn)品(高清晰度電視機、LCD電視機和面板、DVD播放機)、計算機、通信網(wǎng)絡(luò )設備、工業(yè)設備和汽車(chē)電子。其中消費類(lèi)電子產(chǎn)品是電源管理芯片的最大應用領(lǐng)域。

所有這些應用和產(chǎn)品都需要相應的電源管理技術(shù)才能充分發(fā)揮它們的功能。IC方案需要解決產(chǎn)品差異化，電源管理效率，產(chǎn)品尺寸極小型化以及產(chǎn)品功能多樣化。