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    便攜產品電源系統設計要求

    便攜產品電源設計需要系統級思維，在開發由電池供電的設備時，諸如手機、mp3、pda、pmp、dsc等低功耗產品，如果電源系統設計不合理，則會影響到整個系統的架構、產品的特性組合、元件的選擇、軟件的設計和功率分配架構等。同樣，在系統設計中，也要從節省電池能量的角度出發多加考慮。例如現在便攜產品的處理器，一般都設有幾個不同的工作狀態，通過一系列不同的節能模式（空閑、睡眠、深度睡眠等）可減少對電池容量的消耗。即當用戶的系統不需要最大處理能力時，處理器就會進入電源消耗較少的低功耗模式。

    從便攜式產品電源管理的發展趨勢來看，需要考慮這樣幾個問題：

    1）電源設計必須要從成本、性能和產品上市時間等整個系統設計來考慮；

    2）便攜產品日趨小巧薄型化，必需考慮電源系統體積小、重量輕的問題；

    3）選用電源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪聲、抗干擾、低功耗、突破散熱瓶頸，延長電池壽命；

    4）選用具有新技術的新產品電源芯片，將新的電源芯片應用于新的設計方案中去，是保證新產品先進性的基本條件，也是便攜產品電源管理的永恒追求。

    便攜產品常用電源管理芯片

    ? 低壓差穩壓器（ldo linear regulators ）

    ldo

    vldo；

    ? 基于電感器儲能的dc/dc converters (inductor based switching regulators)

    buck

    boost

    buck-boost；

    ? 基于電容器儲能的charge pumps (switched capacitor regulators); ；

    ? 電池充電管理 battery chargers;

    ? 鋰電池保護 lithium battery protection;

    電源管理芯片選用思考

    ? 選用生產工藝成熟、品質優秀的生產廠家產品；

    ? 選用工作頻率高的芯片，以降低成本周邊電路的應用成本；

    ? 選用封裝小的芯片，以滿足便攜產品對體積的要求；

    ? 選用技術支持好的生產廠家，方便解決應用設計中的問題；

    ? 選用產品資料齊全、樣品和demo申請用易、能大量供貨的芯片；

    ? 選用產品性能/價格比好的芯片；

    ldo線性低壓差穩壓器

    ldo線性低壓差穩壓器是最簡單的線性穩壓器，由于其本身存在dc無開關電壓轉換，所以它只能把輸入電壓降為更低的電壓。它最大的缺點是在熱量管理方面，因為其轉換效率近似等于輸出電壓除以輸入電壓的值。例如，如果一個驅動圖像處理器的ldo輸入電源是從單節鋰電池標稱的3.6v，在電流為200ma時輸出1.8v電壓，那么轉換效率僅為50%，因此在手機中產生了一些發熱點，并縮短了電池工作時間。雖然就較大的輸入與輸出電壓差而言，確實存在這些缺點，但是當電壓差較小時，情況就不同了。例如，如果電壓從1.5v降至1.2v，效率就變成了80%。

    當采用1.5v主電源并需要降壓至1.2v為dsp內核供電時，開關穩壓器就沒有明顯的優勢了。實際上，開關穩壓器不能用來將1.5v電壓降至1.2v，因為無法完全提升mosfet(無論是在片內還是在片外)。標準低壓差(ldo)穩壓器也無法完成這個任務，因為其壓差通常高于300mv。理想的解決方案是采用一個非常低壓差(vldo)穩壓器，輸入電壓范圍接近1v，其壓差低于300mv，內部基準接近0.5v。這樣的vldo穩壓器可以很容易地將電壓從1.5v降至1.2v，轉換效率為80%。因為在這一電壓上的功率級通常為100ma左右，那么30mw的功率損耗是可以接受的。vldo的輸出紋波可低于1mvp-p。將vldo作為一個降壓型開關穩壓器的后穩壓器就可容易地確保低紋波。

    開關式dc/dc升降壓穩壓器

    ? 當輸入與輸出的電壓差較高時，開關穩壓器避開了所有線性穩壓器的效率問題。它通過使用低電阻開關和磁存儲單元實現了高達96%的效率，因此極大地降低了轉換過程中的功率損失。

    ? 選用開關頻率高的dc/dc可以極大地縮小