
在日常应用中,电子设备的依赖性日益增强,技术更新换代对电源技术的期望也不断提升。以下为电源管理技术的主要分类与发展要点。
1. 电源管理半导体
电源管理半导体涵盖两大部分:电源管理集成电路(PMIC,简称电源管理芯片)以及分立式功率器件。
- PMIC 的范畴可分为两类:电压调节与接口电路。电压调节器又包括线性稳压器(LDO)、正负输出型的调节电路,以及基于脉宽调制的开关型结构等。随着工艺进步,数字电路尺寸变小、工作电压趋低,催生出更多新型的低压调节器。
- 接口电路方面,常见有接口驱动、马达驱动、功率MOSFET驱动以及高压/大电流的显示驱动器等。
- 分立式功率器件方面,传统器件可以分为两类:整流与晶闸管;另一类为晶体管型器件,包括功率晶体管、含有MOS结构的MOSFET和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。
- 正是由于PMIC的快速发展,使得功率半导体逐渐被称作电源管理半导体。大量集成电路进入电源领域,促使现阶段的电源技术更倾向于以“电源管理”来命名和描述。
2. 电源管理IC分类
在电源管理半导体的核心组成中,电源管理IC(PMIC)可大致归纳为以下八类:
1) AC/DC 调制/整流IC,内部集成低电压控制电路和高压开关晶体管;
2) DC/DC 调制IC,涵盖升压、降压调节器以及电荷泵;
3) 功率因数校正(PFC)预调制IC,为输入侧提供具备功率因数校正的解决方案;
4) 脉冲调制/脉宽调制控制IC(PWM/PFM),用于驱动外部开关元件;
5) 线性调制IC,如线性低压降稳压器(LDO),包括正向与负向调节器以及低压降结构;
6) 电池充电与管理IC,覆盖充电、保护、显示及智能电池数据通讯等功能;
7) 热插拔控制IC,确保在插拔接口时对系统影响最小化;
8) MOSFET/IGBT 的开关驱动IC,为外部功率开关提供驱动信号。
在上述类型中,电压调节器类芯片的发展最为迅速、产量也最高。PMIC 通常与具体应用紧密相关,因此会衍生出更多细分器件以满足不同场景的需求旋乐吧spin8。
技术发展趋势聚焦于高效、低功耗与智能化。提高效率的方向包括在保持与降低尺寸需求的同时提升整体能量转换效率,以及在固定尺寸条件下显著提升性能。对于 AC/DC 转换领域,低导通电阻等特性有助于实现更高效的适配器和电源。当前待机功耗已能控制在1W以下,整体效率也能超过90%。若要进一步降低待机功耗,需要在新型半导体制造工艺和低功耗电路设计方面取得突破。