電源管理子系統IC及其應用

當今，大多數消費類(lèi)和移動(dòng)應用的電池都是基于鋰離子技術(shù)，如鋰離子、鋰離子聚合物電池等。這類(lèi)電池都具有優(yōu)異的容量性能，并具有3.3V~4.2V電壓范圍，這允許用3V額定電源的IC在系統中實(shí)現有效的電源管理。

　　隨著(zhù)IC電壓需要繼續降低以使工作時(shí)間延長(cháng)，現在很多系統也需要多電源和更復雜的電源管理功能。為了滿(mǎn)足這些要求，設計人員也習慣從多家供應商選用各種現成的低集成電源管理元件，以便迅速地開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。往往復雜電路的電源子系統僅包含一個(gè)或兩個(gè)電源和一些分立元件(如低壓穩壓器LDO和降壓變換器)。

　　某些系統設計(特別是便攜電子設備)復雜性的增加，意味著(zhù)需要更多控制，而設計人員應考慮如何使效率最佳化，靠關(guān)閉不用的功能并在多電源運行時(shí)保證穩定和正確的工作。

　　這樣采用多個(gè)分立元件已經(jīng)不夠。伴隨著(zhù)設計復性的增加，需要采取系統級方法來(lái)設計電源管理子系統，在電壓產(chǎn)生和穩壓的基本功能中，增加復雜性?？吭黾恿硗獾钠骷揭延械脑现?，可以滿(mǎn)足這樣要求，而且不增大成本和PCB面積。

　　除考慮較高的集成度外，還必須考慮支持系統所需的整個(gè)性能。從電源管理的觀(guān)點(diǎn)，要求更多考慮到電源管理子系統所規定的功能，集成所有功能，而不影響技術(shù)性能。例如，典型的手持應用具有鋰離子電源，控制主要功能的處理器、存儲器、外部外設(如顯示)、存儲器擴展(如SD或MMC卡)和一些模塊功能(如數據轉換或傳感器接口)。這樣的系統根據每個(gè)功能的不同，需要一些不同的電源。處理器通常需要兩個(gè)電源――一個(gè)用于芯核的低電壓(以便節省功耗)和用于接口其他器件的較高電壓。模擬功能需要較高的電壓來(lái)保證工作范圍，或提供有力的輸出驅動(dòng)能力，而隨著(zhù)顯示大小和復雜性的增加，顯示驅動(dòng)器需要較高的電壓。

　　集成的電源管理子系統應該考慮的其他問(wèn)題包括：

　　?接通系統的方法：采用機械開(kāi)關(guān)還是電子方法？接口如何連接到控制器(典型的例子是雙功能開(kāi)關(guān)，它把電源和其他功能結合在一起)。
　　?電池電源超出范圍(欠壓或過(guò)壓)。
　　?各個(gè)電源的排序：多電壓的一個(gè)問(wèn)題是需要首先激勵最高電壓的電源，以防IC閉鎖。
　　?永久激勵的電源是否需要休眠功能。
　　?不去掉電池關(guān)閉系統。
　　可以針對這些問(wèn)題采用標準元件，如POR(通電復位)電路、電池監控IC和PLD(可編程邏輯器件)。然而，系統增加元件會(huì )增加成本和增大PCB面積。

　　電源管理子系統IC

　　電源管理子系統IC(PMIC)能集成更多的功能，它處于簡(jiǎn)單功能器件(如低壓穩壓器LDO或開(kāi)關(guān)轉換器)和復雜的系統芯片IC(包含電源管理等很多功能)之間。

　　PMIC(圖1)的目的是為鋰離子供電的便攜應用提供核心功能，為最大電池壽命提供有效的工作。核心功能通常是高效率降壓轉換器和若干低靜態(tài)電流LDO。