【電源芯片選型】如何正確選擇電源芯片 電源管理芯片的選擇因素

如何正確選擇電源芯片

在電路設計時，常用的電源器件無外乎兩種，DC/DC和LDO。

1、LDO是一種低壓差線性穩壓器，或者叫低壓降器件，說明它一般用于需要降壓的場合，具有成本低，噪音低，靜態電流小等優點。它需要的外接元件也很少，通常只需要一兩個旁路電容。

LDO線性穩壓器的性能之所以能夠達到這個水平，主要原因在于其中的調整管是用P溝道MOSFET。P溝道MOSFET是電壓驅動的，不需要電流，所以大大降低了器件本身消耗的電流。另外，P溝道MOSFET上的電壓降大致等于輸出電流與導通電阻的乘積。由于MOSFET的導通電阻很小，因而它上面的電壓降非常低。

2、DC/DC的意思是直流變（到）直流（不同直流電源值的轉換），只要符合這個定義都可以叫DC/DC轉換器，包括LDO。但是一般的說法是把直流變（到）直流由開關方式實現的器件叫DC/DC。

DC/DC包括升壓、降壓、升/降壓和反相等電路。DC/DC轉換器的優點是效率高、可以輸出大電流、靜態電流小。隨著集成度的提高，許多新型DC/DC轉換器僅需要幾只外接電感器和濾波電容器。但是，這類電源控制器的輸出脈動和開關噪音較大、成本相對較高。

電源芯片如何選型

如果輸入電壓和輸出電壓很接近，最好是選用LDO穩壓器，可達到很高的效率，最重要的是成本低。有同行牛人作的總結了適用LDO的應用場合：

比如需要高要求的電源噪聲抑制和紋波抑制的產品，

比如PCB板面積小，如手機等手持電子產品，

比如電路電源不允許使用電感器，如手機等產品，

比如電源需要具有瞬時校準和輸出狀態自檢功能，

比如要求穩壓器低壓降，自身功耗低的產品，

比如要求線路成本低和方案簡單的產品。

如果輸入電壓和輸出電壓相差較大，或者壓降較大，就要考慮用開關型的DC/DC了，因為LDO的輸入電流基本上是等于輸出電流的，如果壓降太大，耗在LDO上能量太大，效率不高，所以DC/DC很合適。DC/DC雖然效率高，可以輸出大電流，但同時輸出干擾較大，體積也相對較大，成本稍高。

總結下，升壓時一定要選DC/DC，而降壓，是選擇DC/DC還是LDO，要在成本，效率，噪聲和性能上比較再做分析。

電源管理芯片的選擇因素

電源管理的范疇比較廣，既包括單獨的電能變換(主要是直流到直流，即DC/DC)，單獨的電能分配和檢測，也包括電能變換和電能管理相結合的系統。相應的，電源管理芯片的分類也包括這些方面，比如線性電源芯片、電壓基準芯片、開關電源芯片、LCD驅動芯片、LED驅動芯片、電壓檢測芯片、電池充電管理芯片等。下面簡要介紹一下電源管理芯片的主要類型和應用情況。

如果所設計的電路要求電源有高的噪音和紋波抑制，要求占用PCB板面積小(如手機等手持電子產品)，電路電源不允許使用電感器(如手機)，電源需要具有瞬時校準和輸出狀態自檢功能，要求穩壓器壓降及自身功耗低,線路成本低且方案簡單，那么線性電源是最恰當的選擇。這種電源包括如下的技術：精密的電壓基準，高性能、低噪音的運放，低壓降調整管，低靜態電流。

在小功率供電、運放負電源、LCD/LED驅動等場合，常應用基于電容的開關電源芯片，也就是通常所說的電荷泵(Charge Pump)。基于電荷泵工作原理的芯片產品很多，比如AAT3113。這是一種由低噪聲、恒定頻率的電荷泵DC/DC轉換器構成的白光LED驅動芯片。AAT3113采用分數倍(1.5×)轉換以提高效率。該器件采用并聯方式驅動4路LED。輸入電壓范圍為2.7V～5.5V，可為每路輸出提供約20mA的電流。該器件還具備熱管理系統特性，以保護任何輸出引腳所出現的短路。其嵌入的軟啟動電路可防止啟動時的電流過沖。AAT3113利用簡單串行控制接口對芯片進行使能、關斷和32級對數刻度亮度控制。

而基于電感的DC/DC芯片的應用范圍最廣泛，應用包括掌上電腦、相機、備用電池、便攜式儀器、微型電話、電動機速度控制、顯示偏置和顏色調整器等。主要的技術包括：BOOST結構電流模式環路穩定性分析，BUCK結構電壓模式環路穩定性分析，BUCK結構電流模式環路穩定性分析，過流、過溫、過壓和軟啟動保護功能，同步整流技術分析，基準電壓技術分析。

除了基本的電源變換芯片，電源管理芯片還包括以合理利用電源為目的的電源控制類芯片。如NiH電池智能快速充電芯片，鋰離子電池充電、放電管理芯片，鋰離子電池過壓、過流、過溫、短路保護芯片；在線路供電和備用電池之間進行切換管理的芯片，USB電源管理芯片；電荷泵，多路LDO供電，加電時序控制，多種保護，電池充放電管理的復雜電源芯片等。

特別是在消費類電子方面。比如便攜式DVD、手機、數碼相機等，幾乎用1塊-2塊電源管理芯片就能夠提供復雜的多路電源，使系統的性能發揮到最佳。