作者：anita s.becker 來(lái)源：《電子產(chǎn)品世界》

電池驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中的新型穩(wěn)壓器 電源電路通常在臨近研發(fā)階段結(jié)束時(shí)才進(jìn)行贓，然而對(duì)便攜式產(chǎn)品，電池卻是頭等重要的大事。要想穩(wěn)定電池供電電源的電壓，實(shí)踐要比說(shuō)說(shuō)復(fù)雜得多，特別是在單系統(tǒng)設(shè)計(jì)中電壓的類型和數(shù)量增加時(shí)。穩(wěn)壓ic技術(shù)的最新進(jìn)展為設(shè)計(jì)者提供控制輸出電壓更有效的途徑，并為多電壓系統(tǒng)提供更充足的功率。 1999年，全球穩(wěn)壓器與電壓基準(zhǔn)業(yè)務(wù)達(dá)到23億美元的規(guī)模，占模擬產(chǎn)品總銷售額的11%，器件總數(shù)據(jù)的22%。據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)分析公司mclean report預(yù)測(cè)，2001年的總銷售額將激增至35億美元。 穩(wěn)壓器是電源設(shè)計(jì)中的基本組件。線性穩(wěn)壓器簡(jiǎn)單易用，電磁干擾（emi）低，輸出紋流低、負(fù)載與線路穩(wěn)定性好，對(duì)負(fù)載與線路的變化響應(yīng)也快；然而與開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器相比，效率較低，若使用散熱器，占用的空間較大。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器降低了對(duì)源功率的要求，無(wú)需散熱器。這種器件功率密度高，能產(chǎn)生各種小于，甚至大于輸入的單路或多路輸出電壓，當(dāng)然與線性穩(wěn)壓器相比，易產(chǎn)生emi，具有較高的輸出紋波，對(duì)負(fù)載或線路變化響應(yīng)慢。 無(wú)論是線性穩(wěn)壓器還是開(kāi)穩(wěn)壓器，本質(zhì)上都是模擬的。盡管開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器有一些數(shù)字電路，實(shí)際上只不過(guò)是脈寬調(diào)制的模擬電路。在多數(shù)場(chǎng)合，兩者都以單芯片形式提供。在內(nèi)置微處理器、dsp或fpga的便攜式設(shè)計(jì)中，芯核電壓不斷地在降低，且一般與i/o供電是分離的。因此，設(shè)計(jì)者開(kāi)始寄厚望于備有雙輸出電壓的電源管理器件。texas instruments的雙電壓穩(wěn)壓器tps56300就是一個(gè)很好的例證。它在單芯片上設(shè)置了供芯核使用的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，供i/o使用的低壓降（ldo）線性穩(wěn)壓器。這似乎反映了器件發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)。 線性穩(wěn)壓電源 線性穩(wěn)壓器采用fet去除外加輸入電壓的多余部分來(lái)提供精確的輸出電壓。fet可視為輸入電壓與輸出電壓之間的一個(gè)可變電阻。這類電路的一個(gè)固有缺陷就是輸入與輸出間存在一定的電壓降。為了使穩(wěn)壓器的輸出電壓保持在正常值的范圍內(nèi)（低于100mv），應(yīng)盡量降低這個(gè)壓差。正輸出ldo穩(wěn)壓器通常用pnp型晶體管作調(diào)整管，使穩(wěn)壓器具有極低的壓降，一般為200mv；相反，負(fù)輸出ldo的調(diào)整管則采用npn型晶體管。 national semiconductor正在開(kāi)發(fā)新型模擬產(chǎn)品來(lái)滿足移動(dòng)電話類便攜式產(chǎn)品不斷提出的多電壓，小占用面積的要求。對(duì)此，公司相關(guān)人員解釋道：“移動(dòng)電話正日益‘消費(fèi)品化’。mp3播放機(jī)、fm收音機(jī)、免提功能，幾乎能想象到的功能都增添到它的內(nèi)部了。其結(jié)果必須是在小型封裝擠入更多的器件�！惫窘鉀Q小占用面積的途徑是采用微型smd封裝，即裸裝型封裝。這類器件不是將芯片放置在常規(guī)的sot-23-5l一類塑料封裝內(nèi)，而是將焊球直接安置在芯片上。這意味著芯片的尺寸就是實(shí)際封裝的尺寸。 ns的lp3985新型cmos lod穩(wěn)壓器是一個(gè)5焊球、1mm2的微smd封裝器件。由于采用了ldo技術(shù)，穩(wěn)壓器在低輸出等效串聯(lián)電阻（esr）條件下保持穩(wěn)定性是十分重要的�，F(xiàn)在更多地使用陶瓷電容。lp3985使用小型陶瓷片瓷電容。lp3985使用小型陶瓷片隙來(lái)節(jié)省印制板空間。ns在為移動(dòng)電話客戶制作的asic中已采用lp3985，作為asic ldo塊之一。asic內(nèi)部一般有5～8個(gè)ldo。ldo向數(shù)字電話內(nèi)部的信號(hào)處理元件提供功率。這類產(chǎn)品也發(fā)展為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，也可作為一種集成化asic。 在便攜設(shè)計(jì)中，延長(zhǎng)電池壽命至關(guān)重要。電源產(chǎn)品內(nèi)置“休眠”方式來(lái)關(guān)閉部分電路。此外，在rf應(yīng)用中，穩(wěn)壓器產(chǎn)生的噪聲也是一個(gè)問(wèn)題。盡管線性穩(wěn)壓器的噪聲比開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器低，但是仍產(chǎn)生不希望有的噪聲。 由于ld標(biāo)準(zhǔn)線性穩(wěn)壓器更能充分利用輸入電壓，在電池放電階段能工作更長(zhǎng)時(shí)間，因而非常適合電池供電的應(yīng)用。ldo也減少了提供穩(wěn)定輸出電壓所需的電池?cái)?shù)量�？紤]到電池供電的便攜式產(chǎn)品的增長(zhǎng)必然導(dǎo)致對(duì)ldo需求的增加，vishay inter technology、international rectifier等公司采用收購(gòu)的策略在生產(chǎn)線上應(yīng)用ldo技術(shù)。international rectifier最收購(gòu)了omneril；而siliconix已成為vishay的一部分。 去年夏天，siliconix發(fā)布了新型ldo穩(wěn)壓器，即vishay siliconix si9182dh。對(duì)功率變換設(shè)計(jì)，在輸入端與輸出端可使用2.2μf陶瓷電容或鉭電容。si9182dh改進(jìn)了公司原先ic的性能。在其最大連續(xù)輸出電流250ma下，壓降僅為180mv。低壓降延長(zhǎng)了電池的壽命。一般的線路與負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)小于2ms，允許它與快速的dsp和微控