趋向高度集成化
电源管理技术的发展趋势是在更小的硅芯片上集成更多功能特性,同时以更高的设计灵活性实现更强的系统用电性能,而不会增加成本。NS中国区总经理李乾强调:板级空间非常有限的便携式应用更是如此,多个单一功能的电源管理器件组合的方法会渐渐不可行,取而代之的可能是类似PMU(电源管理单元)的芯片。
举例来说,NS的多功能电源管理单元LP3970内置了11个低压降低噪音的线性稳压器,其中8颗负责驱动数字负载,而另外3颗负责驱动模拟负载,LP3970还有2个电感式DC/DC降压稳压器、1个后备电池充电器及4个通用输出,可为应用处理器提供稳压供电。通过I 2 C接口,应用处理器可以对LP3970进行数字控制,根据负载情况动态调节电源电压来节省功耗。
Maxim公司推出了MAX8621Y/MAX8621Z电源管理IC,器件内部集成了2个降压型DC/DC转换器、4个LDO、1个复位定时器和1个驱动器,占位面积只有16mm 2 。如果采用7个分立SOT23封装元件实现同样的功能,则需占用75mm 2 的电路板面积。
降低能耗势在必行
为满足节能以及环保的需求,针对不同应用与不同的功耗范围,全球许多政府及
能源机构的各种新的能耗标准也纷纷出台。与此同时,更加严格的规范也在制定之中。降低能耗成为一项无法回避的重要议题,同时对电源管理也提出了更高的要求。
令人鼓舞的是已经有许多新产品可以在降低能耗方面发挥作用。飞兆半导体公司高功率产品部副总裁Taehoon Kim介绍说,家电能源消耗通常约占总体能源消耗的20%,而电机是家电能耗的主要来源。低功率家电市场中,高压无刷直流电机(BLDC)正取代单相交流感应电机,不仅效率从低于50%提升到90%,而且也减小了人耳可听见的噪声和振动。
通常功率小于100W的白色家电电机需要使用分立的MOSFET晶体管和半桥集成电路,以及滤除噪声元件,占位面积大且可靠性和成本均不具优势。飞兆半导体开发出了更为有效的智能功率模块(SPM),其中刚刚推出的智能运动功率模块(Motion SPM)(FSB50325\FSB50250H和FSB50450)是多芯片模块,包括六个快速恢复MOSFET晶体管(FRFET)及三个半桥高压集成电路(HVIC)。针对白色家电中的BLDC电机,这种模块可以节省60%的能耗成本。
对于开关式电源,降低待机能耗显得非常重要。安森美半导体公司近年来在这方面做了很多努力,公司市场应用高级工程师于辉表示,安森美的绝大多数PWM控制芯片都具有待机功能。芯片本身可以通过检测电路工作状态,在空载或轻载情况下自动实现待机功能。为进一步降低待机能耗,从系统设计角度考虑,安森美还推出了极低待机能耗的PWM控制芯片NCP1230/1,该系列产品可在轻载/空载时关断功率因数校正(PFC),消除了一个功率环节,降低了整个系统待机能耗,该产品适用于笔记本电脑、显示器等适配器电源。
特别值得一提的是今年一季度推出的适用于适配器、含PFC级的高效率、超低待机能耗电源方案NCP1603。该芯片内置非连续电流型PFC控制芯片NCP1601和电流型PWM控制芯片NCP1230,将PFC和PWM芯片集成于一体,充分结合两种芯片的优点,避免了两段设计常见的频率同步问题并在轻载/空载情况下关断PFC段,实现了超低待机能耗。