電源管理芯片是為了節(jié)約電路系統(tǒng)整體能耗而利用管理芯片將電源輸出合理分配給電路中不同組件，用管理芯片來(lái)控制減少閑置時(shí)組件的功耗，從而達(dá)到低功耗的目的。本文是一篇電氣設(shè)計(jì)論文發(fā)表范文，主要論述了電源管理芯片新技術(shù)研究及應(yīng)用分析。

　　摘 要：電子產(chǎn)品日益發(fā)展的今天，電子產(chǎn)品功能多元化、完善化，其電源的尺寸、效率、能耗、充電時(shí)間、性能的安全穩(wěn)定性的問(wèn)題日益凸顯，電源管理芯片技術(shù)的研究應(yīng)用也越來(lái)越重要。如何節(jié)約電路系統(tǒng)整體能耗而利用管理芯片將電源輸出合理分配給電路中不同組件，用管理芯片來(lái)控制減少閑置時(shí)組件的功耗，從而達(dá)到低功耗的目的。成為節(jié)能環(huán)保的新課題。

　　關(guān)鍵詞：電源管理芯片,功率因數(shù)校正,開(kāi)關(guān)電源(SMPS)

　　電源管理芯片的原理是通過(guò)編程來(lái)控制設(shè)置在電源內(nèi)的芯片，使電源管理系統(tǒng)通過(guò)軟件指令控制各級(jí)電壓激活與否，即通過(guò)各項(xiàng)不同軟件指令來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)執(zhí)行和條件執(zhí)行控制各級(jí)電壓激活， 在電源系統(tǒng)內(nèi)部完成電能的變換、分配、檢測(cè)、管理。通過(guò)CPU供電幅值，控制各級(jí)電路功率輸出。

　　電源管理芯片的目標(biāo)是提高效率，降低功耗以此達(dá)到綠色環(huán)保的要求，而隨著其應(yīng)用范圍的越來(lái)越廣泛，其功能越來(lái)越多，增效節(jié)能的要求也更加突出，節(jié)能增效的要求不再僅僅是開(kāi)關(guān)電源等核心部位的要求，功率因數(shù)校正(PFC)、USB充電和系統(tǒng)級(jí)節(jié)能增效的問(wèn)題，也日益受到關(guān)注。

　　在越來(lái)越多的領(lǐng)域?qū)﹄娫垂芾硇酒岢鲂碌囊�，如通信、�?shù)字家庭設(shè)備、移動(dòng)終端等等，隨著對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的不斷提高，能耗的要求也越來(lái)越增加。因此如何盡可能的滿足能耗的需求同時(shí)提高效率，節(jié)約電能成為重中之重。

　　電腦的電源系統(tǒng)管理主要可以關(guān)注PFC的功耗和開(kāi)關(guān)電源的功耗，如何提升每一級(jí)電路的能效是相當(dāng)重要的。在開(kāi)關(guān)電源(SMPS)部分，我們可以通過(guò)軟件編程完成開(kāi)關(guān)損耗的下降或者整流器壓降來(lái)減少次級(jí)損耗。這兩種都是行之有效的方法。

　　如今我們可以通過(guò)采用工藝更為先進(jìn)、性能參數(shù)更加高的PFC電感、diode、場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)提高PFC的效率。但隨著要求的迅速提高僅僅通過(guò)選擇性能參數(shù)優(yōu)異的原件滿足不了新的要求，因此只有新技術(shù)的應(yīng)用才將會(huì)滿足新的要求例如無(wú)橋PFC，它可以大大減少橋的損耗。

　　為了達(dá)到更高的效率我們還可以采用交錯(cuò)式PFC，以及通過(guò)工藝技術(shù)的提高、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)等來(lái)完成開(kāi)關(guān)損耗的下降或者新型拓?fù)涞膽?yīng)用等等。

　　在移動(dòng)終端日益發(fā)展的今天，智能手機(jī)，平板電腦、智能手表眼鏡等可穿戴電子產(chǎn)品功能多元化、完善化，其電源的尺寸、效率、能耗、充電時(shí)間、性能的安全穩(wěn)定性的問(wèn)題日益凸顯，電源管理芯片技術(shù)的研究應(yīng)用也越來(lái)越重要。

　　在移動(dòng)終端方面，更多采用USB接口進(jìn)行充電，如何通過(guò)USB接口快速充電，提高效率是一個(gè)挑戰(zhàn)。一般移動(dòng)設(shè)備通過(guò)USB連接電腦時(shí)，Imax為500mA，而充電芯片功率為有限值，如何利用有限功率高效完成充電是非常重要的，我們利用開(kāi)關(guān)模式的充電芯片可以很好替代傳統(tǒng)的線性充電方式，大大提高效率節(jié)約時(shí)間能耗，移動(dòng)終端市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，提供機(jī)遇的同時(shí)也給出了許多難題。我們可利用具有高速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的降壓控制器，高速運(yùn)行，可允許使用更小的系統(tǒng)電容，同時(shí)集成了更多開(kāi)關(guān)管以及充電電流偵測(cè)電阻，使得應(yīng)用更簡(jiǎn)便。通過(guò)外部的偵測(cè)電阻和電池端NTC電阻來(lái)檢測(cè)動(dòng)態(tài)電流，對(duì)電池容量進(jìn)行合理估算，同時(shí)利用高效算法，及OCV偵測(cè)功能來(lái)初始化和校準(zhǔn)修正電池剩余容量，增強(qiáng)電池偵測(cè)的準(zhǔn)確性，以更提高用戶體驗(yàn)。

　　移動(dòng)終端和可佩戴電子設(shè)備有兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題除了上面我們談到的高效率，我們還很關(guān)注產(chǎn)品的體積。我們希望產(chǎn)品越小越好越輕越好，因此便攜成為很重要的衡量指標(biāo)。但高的效率調(diào)節(jié)需要更多元件支撐，也必然推高成本增大體積，所以如很取舍，設(shè)計(jì)人員需要權(quán)衡主次，確定移動(dòng)終端中最需要功率支持的部件，因此找到核心部件，是重中之重。例如，手機(jī)中的基帶處理器從不會(huì)關(guān)閉，但是在待機(jī)操作中卻要占用90%以上的時(shí)間.因此，要最大化延長(zhǎng)手機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，選擇一個(gè)具有極低漏電流(數(shù)十μA)的功率芯片就顯得非常重要了。能耗的減低是最終目標(biāo)，確保最長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間，最低的消耗是電源管理不懈的追求。

　　除了以上處理方式之外，優(yōu)化PCB空間也是解決體積問(wèn)題的出路之一，因?yàn)榈凸β什⒉槐硎拘◇w積，我們必須最大化的利用面積，我們可以通過(guò)最優(yōu)化電容電感這些無(wú)源器件解決我們的問(wèn)題。

　　電源管理芯片的有相當(dāng)廣闊的發(fā)展前景，新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用也將多元化，其性能也將日益完善。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]習(xí)林茂.一種SOI CMOS電壓轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)[D].西安電子科技大學(xué)，2011.

　　[2]張培劍.基于智能IC卡的小型電源管理模塊設(shè)計(jì)[D].山東大學(xué)，2013.

　　[3]羅顯琴.電源管理芯片的研究[D].華中師范大學(xué)，2012.

　　[4]孔令雙.電源管理大躍進(jìn)[D].湖南大學(xué)，2014.

　　電氣設(shè)計(jì)論文發(fā)表期刊推薦《電氣技術(shù)》雜志創(chuàng)刊于2000年，是經(jīng)國(guó)家新聞出版署批準(zhǔn)注冊(cè)，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主管、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)主辦的中國(guó)電工行業(yè)的學(xué)術(shù)輿論媒體。雜志依托中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)的行業(yè)優(yōu)勢(shì)，立足電氣及自動(dòng)化領(lǐng)域，跟蹤國(guó)內(nèi)外前沿技術(shù)，為制造商發(fā)布最新產(chǎn)品信息，為用戶提供最佳的解決方案。