應該好好問(wèn)問(wèn)自己 誰(shuí)在真正負責你的電源管理？

如今，復雜系統都會(huì )用到各式各樣的半導體技術(shù)。從最深亞納米處理器(deepest sub nanometer processors)到模擬I/O，我們隨處可見(jiàn)這樣的需求，即在同一個(gè)封裝內實(shí)現針對多個(gè)電壓的電源管理，諸如1.0V、1.2V、1.5V、1.8V、2.2V、2.5V、2.8V、3.0V、3.3V等。

現在，許多公司提供數千種芯片來(lái)滿(mǎn)足這些需求。數據手冊、工藝設計套件(PDK)和應用筆記使實(shí)現變得更加容易。如果你的批量足夠大的話(huà)，芯片公司的應用工程師會(huì )很樂(lè )意幫你做設計工作。舒舒服服地坐下來(lái)、看看網(wǎng)上視頻、在Facebook上與朋友聊聊天，然后等著(zhù)電子郵件將設計電路發(fā)送過(guò)來(lái)。雖然并沒(méi)有說(shuō)的這么簡(jiǎn)單，但實(shí)話(huà)講，市場(chǎng)上確有大量免費資源可以提供幫助。

幾十年前，剛從學(xué)校畢業(yè)的工程師都會(huì )被分配到電源小組，這是系統中最無(wú)聊最沒(méi)挑戰性的工作，也是最不需要什么經(jīng)驗就能上手的工作?，F在還是這樣嗎?

不太可能了。不過(guò)你真的應該問(wèn)問(wèn)自己，誰(shuí)在真正負責你的電源管理。是你自己還是你的供應商?誰(shuí)真正理解你的電源管理需求?更重要的是，在你已實(shí)現的解決方案?你的7A 1.2V解決方案對于2.9A要求來(lái)說(shuō)是不是過(guò)度了?可以用更低成本的LDO代替那種開(kāi)關(guān)型器件嗎?

“瞧，這得感謝半導體公司的應用工程師先生。用你所有高利潤芯片來(lái)設計我系統，這在我的應用中肯定非常好使?！?/p>

電源管理不只是開(kāi)發(fā)出工作起來(lái)不發(fā)熱且節能的解決方案，還關(guān)乎管理成本。如果利用目前市場(chǎng)上充斥的大量15和20美分芯片，從經(jīng)濟成本方面看，會(huì )很容易認為你的設計是可行的。但確實(shí)是這樣嗎?

經(jīng)濟成本管理與電源管理不可避免地交織在一起。電源管理解決方案往往跨越數代產(chǎn)品。這是將成本從系統中刨出來(lái)。以獲得更多長(cháng)期利潤最合理的地方。但基于某些理由，這也是最可能被忽視的地方。圖1顯示了典型消費應用中的電源管理架構圖：

圖1：典型消費應用中的電源架構圖。

根據總批量大小，低端系統的材料清單成本范圍從1美元到1.5美元，高端的也許要到2美元。然而，將這7顆芯片集成進(jìn)所謂的iASIC?(集成了現有功能但不需要創(chuàng )建新IP的芯片)或集成式ASIC可以實(shí)現成本低得多的單芯片解決方案，同時(shí)還能保持原始設計的所有目標節能效果。iASIC很容易實(shí)現，并且開(kāi)發(fā)時(shí)間短(如圖2所示)。

圖2：JVD公司定義的iASIC單芯片解決方案架構。

滿(mǎn)足上述要求的iASIC成本在每片0.6美元左右。

另外一個(gè)例子可以用工業(yè)電源應用來(lái)描述。原始設計使用5個(gè)控制器和10個(gè)功率MOSFET，如圖3所示。

圖3：典型工業(yè)應用中的電源管理架構圖。

材料清單成本很高，即使在大批量時(shí)也很高。通過(guò)精心挑選，將6個(gè)MOSFET和5個(gè)控制器(見(jiàn)圖4中用紅線(xiàn)框出來(lái)的區域)集成進(jìn)iASIC設計，器件數量可以從15個(gè)減少到5個(gè)，iASIC的成本接近1.5美元。

圖4：JVD公司設計的典型工業(yè)應用iASIC電源管理方案。在電源管理中功耗和財務(wù)一樣重要。致力于節省能量和功耗需要與節省資金協(xié)調考慮。圖5清楚地顯示了使用iASIC一體化帶來(lái)的財務(wù)經(jīng)濟好處。這些數字是典型值，包括了iASIC開(kāi)發(fā)及投產(chǎn)所需的所有非重復工程(NRE)和加工成本的攤銷(xiāo)。垂直刻度是iASIC估計生命期內的總數量，水平軸是集成進(jìn)iASIC的元件的大致成本。在這張圖上你的應用處于什么位置呢?