DC-DC的开关型电源变换器在整个电子行业中正得到越来越多的应用。对于电路板空间和发热管理都异常严格的便携式应用来说,经济高效的电源变换器将起到特别关键的作用。如今,在决定是采用线性低压降(LDO)稳压器、电感型开关模式DC-DC变换器还是电容电荷泵DC-DC变换器来完成电源转换方面,便携式应用的设计者要综合考虑许多因素——总成本、效率、集成度、设计灵活性和封装,并作出折衷选择。当今的许多便携式应用采用单格锂离子电池,在
DC-DC的
开关型
电源变换器在整个
电子行业中正得到越来越多的应用。对于电路板空间和发热管理都异常严格的便携式应用来说,经济高效的电源变换器将起到特别关键的作用。如今,在决定是采用线性低压降(
LDO)
稳压器、
电感型开关模式DC-DC变换器还是
电容电荷泵DC-DC变换器来完成电源转换方面,便携式应用的设计者要综合考虑许多因素——总成本、效率、集成度、设计灵活性和封装,并作出折衷选择。
当今的许多便携式应用采用单格锂离子
电池,在各种化学成分不同的可
充电电池中,它的能量密度是最高的,可以实现的外形最小。从充满到放空的过程中,电池电压一般从4.2V降到2.7V,在放电周期大部分时间中单格电池的电压约为3.7V。不可充电的单格或双格式碱性电池也很流行。每个电池的电压范围是1.5V~0.9V。在许多应用中,需要提供种类不少的电源电压,来满足系统中各类器件的要求。处理器核常用的电源是1.1V,存储器要用2.5V和3.3V的电源,Compact Flash或
USB等扩展接口所用的电源为5V,而
LCD偏压或白光
LED显示背光电路要求28V的电源。由于折衷考虑各种因素时侧重点不同,设计者们推出了
多种不同的电源变换方式。图1对各种DC-DC变换器结构进行了一个简要的总结。
图1 各种电压转换方法的结构
图2 采用SOT-23封装的电荷泵,用于驱动一个白光LED现有的解决方案
LDO稳压器可适用于降压变换,具体效果与I/O电压比有关。从基本原理来说,LDO根据负载
电阻的变化情况来调节自身的内电阻,从而保证稳压输出端的电压不变。转换效率可以简单地看作输出与输入电压之比。尽管在从3.7V电池电压到3.3V存储器电压变换过程中,LDO的效率高达89％,但是在将同样的电池输出变换成1.1V处理器核电源时,效率只有29%。如今LDO以芯片级封装等各种形式出现,所占面积仅为几个平方毫米,而且在小型应用时只要求一个
陶瓷输入和输出电容即可工作。由于采用线性调节原理,LDO本质上没有输出纹波,一个理想的应用是对“强噪声”的开关型稳压器输出进行
滤波,为声频放大器或
RF电路供电。LDO的I/O电压之间的差别扩大以及输出
