如今，電器、電子產(chǎn)品等已成為人們生活的必需品，而隨著便攜式產(chǎn)品的興起與節(jié)能環(huán)保理念的提倡，電源芯片在電子產(chǎn)業(yè)的作用日益重要，成為電子工程師及電子愛好者最常用的器件之一。

一．電源芯片是什么？

電源芯片是指開關(guān)電源的脈寬控制集成，電源靠它來調(diào)整輸出電壓電流的穩(wěn)定。日常生活中的各種電子設(shè)備大多都需要用到電源芯片，如電視機是、電冰箱等。

數(shù)年前，電源芯片只是集成了穩(wěn)壓器件和DC/DC轉(zhuǎn)換器，如今已發(fā)展為整合了多種功能的管理系統(tǒng)，包括DC/DC、LDO（低壓差線形穩(wěn)壓器）、電池充放電管理、PWM控制器、Reset、PFC（功率因數(shù)校正）、節(jié)能控制、功率MOSEFT等等，這種多功能電源芯片在電子設(shè)備系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責(zé)，識別CPU供電幅值，產(chǎn)生相應(yīng)的短矩波，推動后級電路進行功率輸出。因此目前電源芯片更多地被稱為電源管理芯片或電源管理單元（PMU）。

當(dāng)然，那些功能單一的、無法對電壓電流進行檢測、管理的電源芯片，仍不能被稱為電源管理芯片。

隨著電源芯片的功能整合得越來越多，其在電子設(shè)備系統(tǒng)中的作用也越來越重要，電源芯片的性能品質(zhì)等對電子設(shè)備整體有著直接影響。

二．電源芯片的分類

電源芯片可分為以下八類：

1.線性調(diào)制芯片（如線性低壓降穩(wěn)壓器LDO等），包括正向和負(fù)向調(diào)節(jié)器，以及低壓降LDO調(diào)制管。LDO是最基本的電源芯片，工作原理主要是穩(wěn)壓，有著低輸入/輸出電壓，低消耗功率的特點，設(shè)計簡單。

2.AC/DC調(diào)制IC，內(nèi)含低電壓控制電路及高壓開關(guān)晶體管。

3. DC/DC調(diào)制芯片，包括升壓/降壓調(diào)節(jié)器，以及電荷泵。DC/DC是最常用電源芯片之一，工作原理主要是電壓變換，設(shè)計簡單。

4.功率因數(shù)控制PFC預(yù)調(diào)制芯片，提供具有功率因數(shù)校正功能的電源輸入電路。

5. 脈沖調(diào)制或脈幅調(diào)制PWM/ PFM控制芯片，為脈沖頻率調(diào)制和/或脈沖寬度調(diào)制控制器，用于驅(qū)動外部開關(guān)。如PWM工作原理是脈寬調(diào)制，主要用于手持和高級處理器產(chǎn)品，提供電壓變換所需大電流，設(shè)計較復(fù)雜。

6. 電池充電和管理芯片，包括電池充電、保護及電量顯示IC以及可進行電池數(shù)據(jù)通訊"智能"電池 IC。

電池管理以模擬技術(shù)為主，與數(shù)字技術(shù)結(jié)合，多用于新型電池充放電，電量檢測，保護等，整合了多種功能，設(shè)計難度適中。

7. 熱插板控制芯片，免除從工作系統(tǒng)中插入或拔除另一接口的影響。

8. MOSFET或IGBT的開關(guān)功能芯片。功率MOSFET工作原理是功率場效應(yīng)管，用于大功率輸出，輸出大電流、低導(dǎo)通內(nèi)阻，設(shè)計簡單但制程復(fù)雜。

在以上電源芯片類別中，電壓調(diào)節(jié)芯片是目前發(fā)展最快、產(chǎn)量最大的芯片之一，各種電源芯片基本上和一些相關(guān)應(yīng)用相聯(lián)系，針對不同應(yīng)用，還可以列出更多類型的電源芯片。

三. 電源芯片的應(yīng)用

電源芯片廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。

1.3C領(lǐng)域

包括計算機、消費電子和網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品的3C領(lǐng)域是電源芯片最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，手機、PC、平板和各類數(shù)碼產(chǎn)品產(chǎn)量巨大，所消耗的電源芯片也較多。

2.家電領(lǐng)域

家電如電視機、電冰箱、空調(diào)等家電對電源芯片的需求也非常大。

3.工控領(lǐng)域

工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)τ陔妷弘娏鞯目刂朴兄鴩?yán)格要求，自然也少不了電源芯片的應(yīng)用。

4.醫(yī)療領(lǐng)域

近年來，醫(yī)療領(lǐng)域?qū)﹄娫葱酒男枨笕找婕哟蟆?/p>

5.汽車電子領(lǐng)域

隨著車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，汽車電子系統(tǒng)中的應(yīng)用電路越來越多，對電源芯片的需求以及要求也越來越大，未來或?qū)⒊蔀殡娫葱酒挠忠痪薮髴?yīng)用領(lǐng)域。

除了以上5大領(lǐng)域外，事實上各類需要用電的產(chǎn)品領(lǐng)域均可見到電源芯片的身影。

四.電源芯片的選型

選擇正確的電源芯片看上去并無難事，但隨著電源芯片技術(shù)的發(fā)展以及電子產(chǎn)品種類的增多，電源芯片的選型工作變得尤為重要，而且更加講究技術(shù)含量。

在選擇電源芯片時，我們必須考慮成本、解決方案的外形尺寸、重量、電源、占空比及所需的輸出功率、延長壽命等諸多因素，還需要結(jié)合滿足電路性能的要求及可靠性。

電源芯片的選型有以下參考標(biāo)準(zhǔn)：

1.優(yōu)先考慮升壓式DC/DC變換器

采用升壓式DC/DC變換器不僅效率高并且可減少電池數(shù)（減小整個電源體積及重量）。

事實上，基于電感的DC/DC芯片是應(yīng)用范圍最廣的電源芯片，擁有升、降壓均適用、效率高等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于掌上電腦、相機、備用電池、微型電話、電機速度控制、顯示偏置和顏色調(diào)整器等。

2.輸出電流大時應(yīng)采用降壓式DC/DC變換器

便攜式電子產(chǎn)品大部分工作電流在300mA以下，并且大部分采用5#鎳鎘、鎳氫電池，若采用1～2節(jié)電池，升壓到3.3V或5V并要求輸出500mA以上電流時，電池壽命不長或兩次充電間隔時間太短，使用不便。這時采用降壓式DC/DC變換器，其效率與升壓式差不多，但電池的壽命或充電間隔時間要長得多。

3.采用LDO的最佳條件

當(dāng)要求輸出電壓中紋波、噪聲特別小的場合，輸入輸出電壓差不大，輸出電流不大于100mA時采用微功耗、低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器是最合適的。

LDO具有成本低、封裝小、外圍器件少和噪音小的特點，如果所設(shè)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(chǎn)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(zhǔn)和輸出狀態(tài)自檢功能，要求穩(wěn)壓器壓降及自身功耗低,線路成本低且方案簡單，那么當(dāng)選線性電源。

此前，手機大量采用LDO來為手機各個部件進行供電，但其轉(zhuǎn)換效率低, 且只能用于降壓的場合，而且效率低，所以隨著手機的飛速發(fā)展，LDO已經(jīng)難以滿足供電需求, DC/DC的解決方法成為一種取代LDO的解決方案，也有自動PFM/PWM方式和用DC/DC+LDO雙模式的電源管理解決方案。

4.需負(fù)電源時盡量采用電荷泵

在小功率供電、運放負(fù)電源、LCD/LED驅(qū)動等場合，常應(yīng)用基于電容的開關(guān)電源芯片，也就是通常所說的電荷泵(Charge Pump)。

便攜式儀器中往往需要負(fù)電源，由于所需電流不大，采用電荷泵組成電壓反轉(zhuǎn)電路最為簡單，若要求噪聲小或要求輸出穩(wěn)壓時，可采用帶LDO線性穩(wěn)壓器的電荷泵。

5.不要追求高精度、功能全的最新器件

電源芯片的精度一般為±2%～±4%，精度高的可達(dá)±0.5%～±1%，要根據(jù)電路的要求選擇合適的精度，這樣可降低生產(chǎn)成本。

功能較全的器件價格較高，所以無需關(guān)閉電源功能的或產(chǎn)品中無微處理器（μP）或微控制器（μC）的則無需選擇帶關(guān)閉電源功能或輸出電源工作狀態(tài)信號的器件，這樣不僅可降低成本，并且尺寸更小。

6.不要"大馬拉小車"

電源芯片最主要的三個參數(shù)是，輸入電壓VIN、輸出電壓Vo及最大輸出電流Iomax。根據(jù)產(chǎn)品的工作電流來選擇：較合適的是工作電流最大值為電源IC最大輸出電流Iomax的70～90%。

電源芯片決定著電子設(shè)備整體性能的優(yōu)劣，因此，深入了解電源芯片、選擇合適的電源芯片、購買正品電源芯片對于電子工程師而言，都非常重要。