某种程度上来说,也正是因为
功率IC的大量发展,功率半导体才改称为功率(
电源)管理半导体。同时也正因为这么多IC进入
电力电子领域,人们才更多地以电源管理来称呼现阶段的电力电子。
从IR公司这些年产品结构的改变也可以了解到电源管理半导体中各组成部分的变化。从图三中可以看到,近年来IR公司的产品中,IC或先进电路的比重正在迅速增大,同时快速增大的还有电源系统,这是指把IC,功率分立器件及部分被动元件组合在一起的更为复杂的器件。
按照iSuppli近两年发布的统计,还提示了电源管理半导体大概为整个半导体市场的9%,同时电源管理IC约占模拟IC的21%,而分立器件中,约有60%属于电源管理分立半导体器件。这些数据给了电源管理半导体及其所属的分类一个很好的定量的概念,在整个半导体市场中的比重也给了一个很清晰的说明。
说到这里,似乎应该对电源管理半导体中的主导部分电源管理IC来作一个简单的介绍。电源管理IC(Power Management IC)这个名称至今也还没有完全统一,有的称之为电源IC(Power Supply IC)或控制IC(Control IC),或仍称之为功率IC (Pow
er IC)。不同的统计公司对它们进行了不同的分类。按VDC公司的分类大致可归纳为下述8种,即:
1) AC/DC调制IC
2) DC/DC调制IC
3) 功率因数控制PFC预调制IC
4) 脉宽调制或脉幅调制PWM/ PFM控制IC
5) 线性调制IC(如LDO等)
6) 电池充电和管理IC
7) 热插拔控制IC(免除从工作 系统中插入或拔除另一接口 的影响)
8) MOSFET或IGBT的动IC
而iSuppli则将功率IC的分类用如图三来表达,有了这两方面的归纳,就已经可以对电源管理IC有一个全貌的概念。

在上述这些电源管理IC中,电压调制IC是发展最快,产量最大的一部分,这里必须提到,半导体的龙头还是属于微处理器,Memory等等数位集成电路。这和近年来电脑,通信及便携式产品的迅速发展有关。当微处理器,DSP和 Memory等芯片应用时,常要求有更精确控制的电源,或要求电源和负载 (Load)求有紧密的联系。因而就有了大量电源管理IC卷入这个行业的机会。例如所谓POL(Point of Load)中的典型例子就是VRM (电压调制模块,或称稳压电源模块),这是Intel为各代微处理器而专门设计的。各种电源管理IC基本上和一些相关的应用相联系,所以针对不同应用,还可以列出更多类型的器件。总之当应用对象要求有更精确的电源时,各种IC便应运而生。它可能分布在电源的不同环节。为说明上述电源管理IC与各种应用的关系,今列出表二给出在那些应用场合和对应的电源管理IC的关系,作为一种很粗略的说明。

下面以一个例子来说明电源管理集成电路的发展情况,IR近年来推出了一种高度灵活并且可以扩展的XPhase架构,它适用于需要一个或更多相位的多相交错降压直流-直流转换器(Multiphase Interleaved Buck DC-DC Converters)。2003年还因此获得了EDN所颁发的最佳年度奖。

XPhase芯片组配备了控制集成电路(Control IC)及相位集成电路(PhaseIC),可提供超出上面已提到过的CPU电压调制模块 (VRM) 或VRD/EVRD 10.0 要求的高性能解决方案,适用于服务器,工作站,网络设备等等的最先进的微处理器。
Xphase架构不仅能满足当今先进CPU的要求,还可不断升级以迎合未来需要的解决方案。它有别于其它只能驱动有限相位的多相方案,可支持一个到X个的可扩展的设计,当增设或除去某一相位时无须更改基本设计。因此当一种新的CPU引入时,可大大减少电源系统的重新设计的时间和成本。
XPhase架构包含一个控制集成电路,通过简单的五芯总线配置与相位集成电路保持联系(如图五所示)。五线模拟总线备有偏置电压、相位定时、平均电流、分差放大器输出及VID电压。通过省却控制与相位集成电路间的点对点布线,五芯总线可缩短互连结构、降低漏感和噪音,有助改善印刷电路板设计。

IR3081控制集成电路采用28脚MLPQ封装,配备所有每个转换器为一组的电路,包括电压识别 (VID) 起动电阻、脉宽调制 (PWM) 斜波振汤器、误差放大器偏置电压、故障检测及其它所需的功能。
IR3086相位集成电路采用20脚MLPQ封装,可用来驱动和监测多相转换器中的单一相位。它配备所有每相一组的电路,包括栅驱动器、PWM比较器、锁存器、过压保护、电流传感和共用,以及可编程VRHOT温度过高监测等不同功能。
该器件还设有体闸控制功能,能将电感器转换率提高近一倍,从而改善瞬变反应时间和效