新兴的电源管理技术助力消费类电子产品电源

目前的便携式消费类电子产品需要更短的充电时间、稳定的电压和可靠的电池监测功能，高效的PMIC必须以适于消费类电子的小型封装提供低廉而通用的解决方案，并配以最佳的性能和最高的效率来为系统设计人员提供更高的价值。

随着CMOS技术不断向深亚微米发展，高度集成的电路同电池续航能力方面的显著进步共同迎来了消费类电子设备的新时代，并开创了无限的可能性。要实现高度集成，就需要我们采用先进的电源与系统管理技术在更小型的封装中处理更高的电流以及更低的系统电压，这进一步加大了对散热管理的要求。此外，随着越来越多的系统实现了便携性，电池供电的重要性也日益提高。我们必须能够监控系统性能，提高系统效率，并尽可能延长电池的使用寿命，同时不管电池具有何种化学特性，均应实现快速充电，这都是消费类电子产品开发商所要面临的新挑战。为了适应设备小型化的空间尺寸要求，并满足功能升级的需要，电源、电池管理及专用系统功能均要求高度集成的高级解决方案，这些都是成功开展消费类电子系统设计所应解决的重大问题。

当前消费类电子应用中的电源管理与供电系统非常先进、复杂。从传统上来说，我们将不同的系统功能分开来考虑、设计并加以集成，供电与管理通常是随后才考虑到的问题。在许多情况下，我们都采用不同的稳压器，根据产品功能数量的不同，设备中不同的稳压组件可能多达10个乃至20个。这样的“电源管理”及供电技术成本不菲、效率低下、占用的板级空间也很大，上述问题都会妨碍消费类电子应用目标的实现。

对于便携式产品设计工程师而言，高度集成的数控电源及电池管理IC(PMIC)将成为尖端便携式产品系统级发展策略中至关重要的部分。系统成本有望不断降低，同时灵活性与可靠性也有望提高，这些积极因素都推动着数控PMIC的开发。

利用“升-降压”技术延长电池寿命

就功能丰富的便携式应用而言，延长电池使用寿命的关键在于设计高效的电源电路，并实现智能的电源管理。这种电路正从简单而效率低下的稳压器电路逐渐发展成为开关式稳压器组件。这种过渡对低压应用尤其重要，这也是消费类电子市场的推进力量。通过开关式稳压器可实现更高的效率，这一点也受到机械设计人员的欢迎，因为效率的提高会降低散热要求。同时，随着外部滤波组件的小型化，相同的特性和功能所需的封装也越来越小。但是，开关式电源也确有其弱势，用于产生所需电压(并给低压组件供电)的脉宽调制(PWM)总会给敏感的电路带来更多噪声。此外，这种拓扑还会在轻负载情况下降低效率。

消费电子应用领域的另一项发展也很引人注目，这就是“升-降压”稳压器件的采用。许多电池供电的应用都需要这种稳压器，因为锂离子电池供电的系统具有VBATT电压特性(见图1)，也由于应用所采用的许多IP块都是3.3V的内核逻辑器件。当VIN大于降压模式(VOUT)时，“升-降压”调压器作为线性稳压器发挥作用，不过当VIN下降至低于某一给定阈值时，又会过渡成为升压稳压器。

就锂离子电池系统而言，电池完全充电以支持降压工作时，能够提供充足的电压。不过，随着电池电量的消耗，电池输出会下降，到某一时段我们就必须采用升－降电路的升压模式来提高电池电压，并根据整体设备规范要求为负载的内核逻辑器件提供适当的电压。

ASSP电源管理IC

我们为支持电源管理而设计了专用标准产品(ASSP)，在IC中实现了高度集成和数字可编程功能，并有助于缩短最终产品的系统设计进程。

电源管理ASSP能够方便地实现有关功能，没有它的帮助，我们就不得不采用定制的专用集成电路(ASIC)或综合使用多个单一功能分立器件。ASSP PMIC有助于节约系统制造商的时间，并降低资源消耗与机会成本，进而减少印刷电路板(PCB)的空间占用和系统级成本。

适用于便携式产品应用的PMIC需要提供配套的功耗、电池与复位监控功能。数字控制可加强抗噪能力，并实现对功率因数校正与转换的动态管理，以前这些功能因为过于复杂，都很难采用完全模拟的方式来实现。
通常说来，电源设计人员都具有多年的模拟控制系统工作经验。他们在模拟方面的工作经验使得其头脑中形成了模拟设计的思维定式，要解决这个问题，就要让他们充分了解高集成度数控可编程电源管理器件的优势，它们能以更小的封装实现更高级的系统管理。便携式消费类应用的印刷电路板面积不断减小，这推动了对更高集成度的需求。

便携式消费类电子应用通常都需要低功耗特性来实现更长的电池使用寿命。锂离子和锂聚合物电池是目前消费类电子应用普遍采用的技术。系统工作电压最低已降至2.7V，接近电池工