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    便攜產(chǎn)品電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

    便攜產(chǎn)品電源設(shè)計(jì)需要系統(tǒng)級(jí)思維，在開(kāi)發(fā)由電池供電的設(shè)備時(shí)，諸如手機(jī)、mp3、pda、pmp、dsc等低功耗產(chǎn)品，如果電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，則會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)、產(chǎn)品的特性組合、元件的選擇、軟件的設(shè)計(jì)和功率分配架構(gòu)等。同樣，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，也要從節(jié)省電池能量的角度出發(fā)多加考慮。例如現(xiàn)在便攜產(chǎn)品的處理器，一般都設(shè)有幾個(gè)不同的工作狀態(tài)，通過(guò)一系列不同的節(jié)能模式（空閑、睡眠、深度睡眠等）可減少對(duì)電池容量的消耗。即當(dāng)用戶的系統(tǒng)不需要最大處理能力時(shí)，處理器就會(huì)進(jìn)入電源消耗較少的低功耗模式。

    從便攜式產(chǎn)品電源管理的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，需要考慮這樣幾個(gè)問(wèn)題：

    1）電源設(shè)計(jì)必須要從成本、性能和產(chǎn)品上市時(shí)間等整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)考慮；

    2）便攜產(chǎn)品日趨小巧薄型化，必需考慮電源系統(tǒng)體積小、重量輕的問(wèn)題；

    3）選用電源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪聲、抗干擾、低功耗、突破散熱瓶頸，延長(zhǎng)電池壽命；

    4）選用具有新技術(shù)的新產(chǎn)品電源芯片，將新的電源芯片應(yīng)用于新的設(shè)計(jì)方案中去，是保證新產(chǎn)品先進(jìn)性的基本條件，也是便攜產(chǎn)品電源管理的永恒追求。

    便攜產(chǎn)品常用電源管理芯片

    ? 低壓差穩(wěn)壓器（ldo linear regulators ）

    ldo

    vldo；

    ? 基于電感器儲(chǔ)能的dc/dc converters (inductor based switching regulators)

    buck

    boost

    buck-boost；

    ? 基于電容器儲(chǔ)能的charge pumps (switched capacitor regulators); ；

    ? 電池充電管理 battery chargers;

    ? 鋰電池保護(hù) lithium battery protection;

    電源管理芯片選用思考

    ? 選用生產(chǎn)工藝成熟、品質(zhì)優(yōu)秀的生產(chǎn)廠家產(chǎn)品；

    ? 選用工作頻率高的芯片，以降低成本周邊電路的應(yīng)用成本；

    ? 選用封裝小的芯片，以滿足便攜產(chǎn)品對(duì)體積的要求；

    ? 選用技術(shù)支持好的生產(chǎn)廠家，方便解決應(yīng)用設(shè)計(jì)中的問(wèn)題；

    ? 選用產(chǎn)品資料齊全、樣品和demo申請(qǐng)用易、能大量供貨的芯片；

    ? 選用產(chǎn)品性能/價(jià)格比好的芯片；

    ldo線性低壓差穩(wěn)壓器

    ldo線性低壓差穩(wěn)壓器是最簡(jiǎn)單的線性穩(wěn)壓器，由于其本身存在dc無(wú)開(kāi)關(guān)電壓轉(zhuǎn)換，所以它只能把輸入電壓降為更低的電壓。它最大的缺點(diǎn)是在熱量管理方面，因?yàn)槠滢D(zhuǎn)換效率近似等于輸出電壓除以輸入電壓的值。例如，如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)圖像處理器的ldo輸入電源是從單節(jié)鋰電池標(biāo)稱的3.6v，在電流為200ma時(shí)輸出1.8v電壓，那么轉(zhuǎn)換效率僅為50%，因此在手機(jī)中產(chǎn)生了一些發(fā)熱點(diǎn)，并縮短了電池工作時(shí)間。雖然就較大的輸入與輸出電壓差而言，確實(shí)存在這些缺點(diǎn)，但是當(dāng)電壓差較小時(shí)，情況就不同了。例如，如果電壓從1.5v降至1.2v，效率就變成了80%。

    當(dāng)采用1.5v主電源并需要降壓至1.2v為dsp內(nèi)核供電時(shí)，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器就沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)了。實(shí)際上，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器不能用來(lái)將1.5v電壓降至1.2v，因?yàn)闊o(wú)法完全提升mosfet(無(wú)論是在片內(nèi)還是在片外)。標(biāo)準(zhǔn)低壓差(ldo)穩(wěn)壓器也無(wú)法完成這個(gè)任務(wù)，因?yàn)槠鋲翰钔ǔ８哂?00mv。理想的解決方案是采用一個(gè)非常低壓差(vldo)穩(wěn)壓器，輸入電壓范圍接近1v，其壓差低于300mv，內(nèi)部基準(zhǔn)接近0.5v。這樣的vldo穩(wěn)壓器可以很容易地將電壓從1.5v降至1.2v，轉(zhuǎn)換效率為80%。因?yàn)樵谶@一電壓上的功率級(jí)通常為100ma左右，那么30mw的功率損耗是可以接受的。vldo的輸出紋波可低于1mvp-p。將vldo作為一個(gè)降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的后穩(wěn)壓器就可容易地確保低紋波。

    開(kāi)關(guān)式dc/dc升降壓穩(wěn)壓器

    ? 當(dāng)輸入與輸出的電壓差較高時(shí)，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器避開(kāi)了所有線性穩(wěn)壓器的效率問(wèn)題。它通過(guò)使用低電阻開(kāi)關(guān)和磁存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)了高達(dá)96%的效率，因此極大地降低了轉(zhuǎn)換過(guò)程中的功率損失。

    ? 選用開(kāi)關(guān)頻率高的dc/dc可以極大地縮小