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電源管理技術(shù)常用知識(shí)

發(fā)布時(shí)間:2019/5/6

什么是電源管理技術(shù)?

電源管理是指如何將電源有效分配給系統(tǒng)的不同組件。電源管理對(duì)于依賴(lài)電池電源的移動(dòng)式設(shè)備至關(guān)重要。通過(guò)降低組件閑置時(shí)的能耗,優(yōu)秀的電源管理系統(tǒng)能夠?qū)㈦姵貕勖娱L(zhǎng)兩倍或三倍。電源管理技術(shù)也稱(chēng)做電源控制技術(shù),它屬于電力電子技術(shù)的范疇,是集電力變換,現(xiàn)代電子,網(wǎng)絡(luò)組建,自動(dòng)控制等多學(xué)科于一體的邊緣交叉技術(shù),現(xiàn)今已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè),能源,交通,信息,航空,國(guó)防,教育,文化等諸多領(lǐng)域。

電源管理技術(shù)的分類(lèi)

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(kāi)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(dòng)外部開(kāi)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?cái)?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的驅(qū)動(dòng)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(duì)不同應(yīng)用,還可以列出更多類(lèi)型的器件。

電源管理技術(shù)的特點(diǎn)

電源管理的特點(diǎn)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(nèi)容:一方面想要保持能量轉(zhuǎn)換的綜合效率,同時(shí)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(jì)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(jì)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(jì)方面的突破。
越來(lái)越多的系統(tǒng)會(huì)需要多輸出穩(wěn)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(zhuǎn)換器和具有動(dòng)態(tài)可調(diào)輸出電壓的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器等。

電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

電源管理的“要求”越來(lái)越高
在應(yīng)用驅(qū)動(dòng)和技術(shù)進(jìn)步的作用下,對(duì)電源IC的技術(shù)要求也不斷走高。而且隨著應(yīng)用的不斷創(chuàng)新,電源IC的市場(chǎng)也呈現(xiàn)出需求多樣化,應(yīng)用細(xì)分化,更多高性能電源IC的市場(chǎng)需求也不斷深化以及擴(kuò)展化,更好地為滿(mǎn)足系統(tǒng)創(chuàng)新,性能提升而服務(wù)。

數(shù)字電源激發(fā)活力
數(shù)字電源為電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域注入了新的活力,同時(shí)也對(duì)電源管理IC廠商提出了更高的要求。電源IC廠商需要和主芯片廠商進(jìn)行有效地技術(shù)溝通,因?yàn)橹挥辛私庀到y(tǒng)芯片的需求,電源IC的目標(biāo)設(shè)計(jì)規(guī)格才顯得更有意義,這種為系統(tǒng)性能需求而定制的電源設(shè)計(jì)最終能為系統(tǒng)的功耗優(yōu)化做出巨大的貢獻(xiàn)。

模塊化趨勢(shì)越來(lái)越明顯
受SoC化設(shè)計(jì)趨勢(shì)的影響,近年來(lái)電源管理IC技術(shù)表現(xiàn)出越來(lái)越強(qiáng)的模塊化趨勢(shì)。一方面,設(shè)備正變得越來(lái)越復(fù)雜,更多功能特性、更快更復(fù)雜處理器需要更先進(jìn)的電源管理解決方案另一方面,模塊化的電源管理IC可有效降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,節(jié)約電路板空間,提高系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性,同時(shí)也能有效降低系統(tǒng)成本,帶來(lái)的好處是顯而易見(jiàn)的。

電源管理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 —— 熱門(mén)五大應(yīng)用領(lǐng)域

有線和無(wú)線通信基礎(chǔ)設(shè)施

由于基于云計(jì)算的應(yīng)用和數(shù)據(jù)共享的激增,以及由此帶來(lái)的數(shù)據(jù)流量的增加。高耗電設(shè)備需要先進(jìn)的電源管理。

移動(dòng)終端領(lǐng)域

隨著消費(fèi)者要求智能手機(jī)和平板電腦有更多功能和更長(zhǎng)的電池續(xù)航時(shí)間,移動(dòng)設(shè)備的電源管理要求變得越來(lái)越復(fù)雜。

工業(yè)領(lǐng)域

數(shù)字和模擬控制器、電源模塊以及開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。能夠簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì),同時(shí)又具有高集成度和高效的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)化。

汽車(chē)領(lǐng)域

汽車(chē)電氣化是擺在半導(dǎo)體廠商面前的最重要機(jī)遇之一。

航空航天領(lǐng)域

航天航空領(lǐng)域上的電源系統(tǒng)是產(chǎn)生、貯存、變換、調(diào)節(jié)和分配電能的系統(tǒng),通??煞譃橹麟娫春投坞娫?。

電源管理技術(shù)解析

電源管理設(shè)計(jì)

電源管理芯片

開(kāi)關(guān)電源