电源管理的应用趋势
在许多应用的设计中,电源管理组件的复杂性已在过去数年大幅增加,需要10颗或更多不同电源管理组件的系统已很常见,这些组件会供应多种电压 (包含不同的电压准位),同时提供多种系统支持功能。许多系统的电源管理单元已对设计的总成本以及应用开发所需的时间产生巨大冲击,因此设计人员若能提早思考各种选择,并且利用半导体制造商所提供的最新产品与设计支持,即可改善系统效能,减少整体的发展时间与成本。
各种应用设备的电源管理需求差异极大,但藉由将应用分类为可携式或使用外接电源,就有可能更了解市场的发展趋势。虽然许多趋势会同时影响这两种应用领域 (例如低电压、对于效率的日益重视、以及多种电源插座),但是相较于使用外接电源的产品,可携式系统显然会带来极为特别的电源需求。
提供电源给可携式应用
可携式系统的电流通常较小,效率和体积则特别重要。电池管理工作是重要关键,这包含了快速、容易而且安全的电池充电能力;另一方面,在笔记型计算机之外,越来越多应用也开始提供精确的电池剩余电力数据。因此半导体组件必须能够在宽广的输入电压范围内工作 (锂离子电池的工作电压范围是从2.6 至4.2V),它们在低负载和高负载条件下的效率也变得很重要。
对于许多可携式应用,例如MP3播放机、PDA和数字相机,系统设计人员必须在成本、体积和电池寿命之间做出取舍,这些取舍会直接影响电源供应组件的选择以及IC制造商发展中的产品;最低成本、最简单和体积最小的解决方案显然是使用低压降稳压器,其缺点则在于效率。对于功耗很大 (例如处理器和逻辑组件的电源供应) 以及必须将电池电压进行升压转换 (例如显示器的背光照明) 的更大电流负载,它们则会使用交换式稳压器。
封装是可携式市场积极带动的另一个趋势– 组件正变得越来越小。两种新封装技术在可携式系统中日益流行,它们分别是PLCC 塑料无引脚芯片封装 (QFN 或MLP) 以及WSP 晶圆级封装。PLCC是不使用外部引脚的封装技术,它能将封装体积缩小至传统封装的一半左右,同时提供杰出的散热能力。WSP (或是CSP芯片级封装) 并不使用任何封装,但它一旦完成处理,就能让晶粒直接焊在电路板上,所节省的空间还超过无引脚芯片封装技术。图1是整合式功能如何封装至超小型MLP封装的例子。
可携式系统的电流通常较小,效率和体积则特别重要。电池管理工作是重要关键,这包含了快速、容易而且安全的电池充电能力;另一方面,在笔记型计算机之外,越来越多应用也开始提供精确的电池剩余电力数据。因此半导体组件必须能够在宽广的输入电压范围内工作 (锂离子电池的工作电压范围是从2.6 至4.2V),它们在低负载和高负载条件下的效率也变得很重要。对于许多可携式应用,例如MP3播放机、PDA和数字相机,系统设计人员必须在成本、体积和电池寿命之间做出取舍,这些取舍会直接影响电源供应组件的选择以及IC制造商发展中的产品;最低成本、最简单和体积最小的解决方案显然是使用低压降稳压器,其缺点则在于效率。对于功耗很大 (例如处理器和逻辑组件的电源供应) 以及必须将电池电压进行升压转换 (例如显示器的背光照明) 的更大电流负载,它们则会使用交换式稳压器。
