工程師必知：電源管理IC的八種類型

引 言

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技術(shù)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LOD)，以及正、負輸出系列電路，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 而生。電源管理用接口電路主要有接口驅(qū)動器、馬達驅(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。

1AC/DC調(diào)制IC。內(nèi)含低電壓控制電路及高壓開關(guān)晶體管。

2DC/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、保護及電量顯示IC，以及可進行電池數(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)。

8MOSFET或IGBT的開關(guān)功能ic。

小結(jié)

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(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。要進一步降低現(xiàn)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(shè)計方面的突破。