电源IC的应用发展

电源IC的应用发展
浏览量:161 上传更新:2018-09-13

电子技术的快速发展表现在小型化、节能环保、功能强大、价格下降等方面, 对电源管理提出新的挑战, 具体有以下几个特点:

封装要求

由于产品散热要求更高, 需要将新型、小型的封装技术引人到电源产品中。另外对于功能整合,SiP可能在SoC尚未成型之前, 成为一个重要的解决方。SiP是将不同的芯片或其它组件, 通过封装制程整合在一个封装模块内, 以执行相当于系统层级的功能。

良好的服务

因电源IC通用型都不强, 作为配套产品与整机厂协作, 一是要说服人家采用, 二是需要提供良好的服务。

其他对电源的要求有高性价比、生产的可靠性等。另外从目前产业状况来看, 电源管理IC的设计人才, 要比数字IC缺乏, 而且电源IC需要的知识面和经验度更高。

值得一提的是数字电源芯片产品, 近两年来该产品一直是业界关注的焦点, 但却叫好不叫座, 市场推广应用一直没有实现高速发展, 而且从目前来看数字电源在近一两年仍然难有大的突破。首先是因为下游厂商对数字电源芯片的认可、评估、产品设计和量产规模采购等都需要一定时间, 其次是数字电源芯片本身在响应速度、成本和面积等方面可能和传统模拟电源芯片相比存在一定差距,还有就是设计人员本身的习惯, 以及使用数字电

源的产品设计复杂程度等问题。此外, 由于目前数字电源供应商较少, 销售渠道开拓远远不够, 所有这些因素都可能成为数字电源大规模推广应用的障碍。

整合电路设计

目前各种功能高度的整合已经成了电子产品的宿命, 如现在的手机就将通信、PDA、GPS、电视等集成在一起, 要避免相互间的干扰, 需要电源也随之改变。

虽然整合模拟和数字电路的SoC设计概念日益普及, 但市面上号称的SoC芯片却因数字、模拟制程整合不易、成本过高和效能不若预期, 因而形成高整合度和高效能间的两难, 因此部分模拟电路如电源管理IC在短期内并不适合作整合, 仍将持续独立于SoC芯片之外。

电源转换效率提升

不同的半导体制程需要不同的供电电压, 形成多而广得输人电压, 对电源管理提出挑战。而且新的替代能源的使用, 以及节能环保的要求加强电源管理功能。

手机中电源IC的应用

手机是电源管理IC最为重要的应用场合。多媒体和3G手机对高画质视频、多媒体数据流、音频播放、更清晰的显示及更多娱乐等需求不断提升, 但这些功能却会大量消耗电源, 其中绝大多数的电源电压并不相同, 随着电流需求不断增加, 使得它们需要更多电能, 例如从2G语音电话升级到3G视讯电话后, 对功率需求便增加一倍。在同一手机中融人更多元化的功能, 其功率消耗也会随之增加, 这是未来电源管理芯片发展的明确趋势。

由于手机大量采用LDO来为手机各个部件进行供电,LDO 虽然具有成本低、封装小、外围器件少和噪音小的特点, 但其转换效率低, 且只能用于降压的场合, 加上LDO效率取决于输出/输人电压之比, 在输人电压为3.6V、输出电压为1.5V的情况下, 效率只有41.7%, 这样低的效率在输出电流较大时, 不仅会浪费很多电能, 而且会造成芯片发热影响系统稳定性。而3G手机各个部件需要多个电压等级的供电, 在很多情况下, 尤其是压差大的情况下, LDO已经难以满足供电需求, 因此DC/DC的解决方法成为一种取代LDO的解决方案。

DC/DC转换的优势是升、降压均适用, 效率又高, 目前已经有自动PFM/PWM方式和用DC/DC+LDO双模式的电源管理解决方案, 虽然无论哪种方案成本都将高于LDO, 但的确能够解决LDO低效和只能用于降压的问题, 未来3G手机产量的提高和手机电源管理功能的提升, 将在一定程度上刺激手机电源管理IC市场的发展。

大电流/低输出电压的应用

由于数字芯片的时钟越来越快, 意味着驱动电流越来越大, 以前只需要线形稳压, 现在就需要开关式稳压, 以前仅需要一相电源, 现在就需要两相或多相电源。另外CPU由于速度越来越快, 散热已成为其发展的瓶颈, 因此采用多核心技术, 英特尔已经在规划80个core的CPU, 对电源要求更高。

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