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電源管理芯片

主要負責識別cpu供電幅值，產生相應的短矩波，推動后級電路進行功率輸出。常用電源管理芯片的瑾有hip6301、is6537、rt9237、adp3168、ka7500、tl494等。

主要電源管理芯片有的是雙列直插芯片，而有的是表面貼裝式封裝，其中hip630x系列芯片是比較經典的電源管理芯片，由著名芯片設計公司intersil設計。它支持兩/三/四相供電，支持vrm9.0規范，電壓輸出范圍是1.1v-1.85v，能為0.025v的間隔調整輸出，開關頻率高達80khz，具有電源大、紋波小、內陰小等特點，能精密調整cpu供電電壓。下面發hip6301為例，講解電源管理芯片各個引腳的功能。

電源管理芯片的應用范圍十分廣泛，發展電源管理芯片對于提高整機性能具有重要意義，對電源管理芯片的選擇與系統的需求直接相關，而數字電源管理芯片的發展還需跨越成本難關。

當今世界，人們的生活已是片刻也離不開電子設備。電源管理芯片在電子設備系統中擔負起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責。電源管理芯片對電子系統而言是不可或缺的，其性能的優劣對整機的性能有著直接的影響。

電源管理提高整機性能

所有電子設備都有電源，但是不同的系統對電源的要求不同。為了發揮電子系統的最佳性能，需要選擇最適合的電源管理方式。

首先，電子設備的核心是半導體芯片。而為了提高電路的密度，芯片的特征尺寸始終朝著減小的趨勢發展，從最初的幾十微米發展到目前的0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米乃至90納米。由于在相同的電壓下，電場強度隨距離的減小而線性增加，如果電源電壓還是原來的5v，產生的電場強度足以把芯片擊穿。所以，目前的芯片工作電壓已經從以前的5v降低到3.3v、2.5v、1.8v，甚至更低。這樣，電子系統對電源電壓的要求就發生了變化，也就是需要不同的降壓型電源。為了在降壓的同時保持高效率，一般會采用降壓型開關電源。

同時，許多電子系統還需要高于供電電壓的電源，比如在電池供電設備中，驅動液晶顯示的背光電源，普通的白光led驅動等，都需要對系統電源進行升壓，這就需要用到升壓型開關電源。

此外，現代電子系統正在向高速、高增益、高可靠性方向發展，電源上的微小干擾都對電子設備的性能有影響，這就需要在噪聲、紋波等方面有優勢的電源，需要對系統電源進行穩壓、濾波等處理，這就需要用到線性電源。

上述不同的電源管理方式，可以通過相應的電源芯片，結合極少的外圍元件，就能夠實現。可見，發展電源管理芯片是提高整機性能的必不可少的手段。

芯片選擇因事而異

電源管理的范疇比較廣，既包括單獨的電能變換(主要是直流到直流，即dc/dc)，單獨的電能分配和檢測，也包括電能變換和電能管理相結合的系統。相應的，電源管理芯片的分類也包括這些方面，比如線性電源芯片、電壓基準芯片、開關電源芯片、lcd驅動芯片、led驅動芯片、電壓檢測芯片、電池充電管理芯片等。下面簡要介紹一下電源管理芯片的主要類型和應用情況。

如果所設計的電路要求電源有高的噪音和紋波抑制，要求占用pcb板面積小(如手機等手持電子產品)，電路電源不允許使用電感器(如手機)，電源需要具有瞬時校準和輸出狀態自檢功能，要求穩壓器壓降及自身功耗低,線路成本低且方案簡單，那么線性電源是最恰當的選擇。這種電源包括如下的技術：精密的電壓基準，高性能、低噪音的運放，低壓降調整管，低靜態電流。

在小功率供電、運放負電源、lcd/led驅動等場合，常應用基于電容的開關電源芯片，也就是通常所說的電荷泵(charge pump)。基于電荷泵工作原理的芯片產品很多，比如aat3113。這是一種由低噪聲、恒定頻率的電荷泵dc/dc轉換器構成的白光led驅動芯片。aat3113采用分數倍(1.5×)轉換以提高效率。該器件采用并聯方式驅動4路led。輸入電壓范圍為2.7v～5.5v，可為每路輸出提供約20ma的電流。該器件還具備熱管理系統特性，以保護任何輸出引腳所出現的短路。其嵌入的軟啟動電路可防止啟動時的電流過沖。aat3113利用簡單串行控制接口對芯片進行使能、關斷和32級對數刻度亮度控制。

而基于電感的dc/dc芯片的應用范圍最廣泛，應用包括掌上電腦、相機、備用電池、便攜式儀器、微型電話、電動機速度控制、顯示偏置和顏色調整器等。主要的技術包括：boost結構電流模式環路穩定性分析，buck結構電壓模式環路穩定性分析，buck結構電流模式環路穩定性分析，過流、過溫、過壓和軟啟動保護功能，同步整流技術分析，基準電壓技術分析。

除了基本的電源變換芯片，電源管理芯片還包括以合理利用電源為目的的電源控制類芯片。如nih電池智能快速充電芯片，鋰離子電池充電、放電管理芯片，鋰離子電池過壓、過流、過溫、短路保護芯片；在線路供電和備用電池之間進行切換管理的芯片，usb電源管理芯片；電荷泵，多路ldo供電，加電時序控制，多種保護，電池充放電管理的復雜電源芯片等。

目前的很多產品都在朝這個方向發展，因為這類產品的應用更加廣泛，特別是在消費類電子方面。比如便攜式dvd、手機、數碼相機等，幾乎用1塊-2塊電源管理芯片就能夠提供復雜的多路電源，使系統的性能發揮到最佳。

數字電源彌補模擬芯片缺憾

電子設備所具備的功能越多、性能越高，其結構、技術、系統就越復雜，傳統的模擬技術電源管理ic滿足系統整體電源管理要求的難度也就越大，價格也更加昂貴。高性能全數字控制ic是目前智能化電源管理領域的發展趨勢，有靈活、快速響應、高集成度以及高度可控的巨大優勢。

目前全球只有一些老牌半導體廠商以及新興的ic供應商率先投入到這個新的競技場。ti、microchip、zilker labs、iwatt、silicon labs等公司紛紛推出各自的數字電源產品。

數字控制器的核心主要由三個特殊模塊組成：抗混疊(anti-aliasing)濾波器、模數轉換器(adc)和數字脈沖寬度調制器(dpwm)。為了達到與模擬控制架構同等的性能指標，必須具備高分辨率、高速和線性adc以及高分辨率、高速pwm電路設計。adc分辨率必須能夠滿足誤差小于輸出電壓允許變化的范圍，所需的輸出電壓紋波越小，則對adc的分辨率要求越高。同時，由于抗混疊濾波器以及流水線式或sar模數轉換器會引入環路延時，所以我們迫切需要高采樣速率的模數轉換器。模擬控制器對所產生的可能脈沖寬度存在固有的限制，而dpwm可以產生離散和有限的pwm寬度集。從穩定狀態下的輸出角度看，只可能有一組離散的輸出電壓。由于dpwm是反饋環路中的一部分，因此dpwm的分辨率必須足夠高才能使輸出不顯示眾所周知的極限周值。不顯示任何極限周值所需的最少位數取決于拓撲、輸出電壓和adc分辨率。

電源管理芯片（power management integrated circuits），是在電子設備系統中擔負起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責的芯片.主要負責識別cpu供電幅值，產生相應的短矩波，推動后級電路進行功率輸出。常用電源管理芯片有hip6301、is6537、rt9237、adp3168、ka7500、tl494等。來源：網絡