在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)調(diào)整進程中成功的關(guān)鍵就是銷售出半導(dǎo)體公司及其技術(shù)的獨特價值，如提供成套解決方案以及為客戶提供出色的技術(shù)支持等。身為全球領(lǐng)先的電源管理半導(dǎo)體供應(yīng)商，安森美半導(dǎo)體在為客戶提供成套解決方案及出色客戶服務(wù)方面擁有豐富的經(jīng)驗和突出的優(yōu)勢。

　　展望中國電源管理市場未來幾年的發(fā)展，我們認為消費電子(如液晶電視和白家電)以及電信等應(yīng)用領(lǐng)域可為電源管理IC帶來廣闊的發(fā)展空間。安森美半導(dǎo)體提供高性能的解決方案，用于這些領(lǐng)域。

　　美信集成產(chǎn)品公司

　　新型封裝技術(shù)提升LDO性能

　　不同的系統(tǒng)對電源有不同的要求，為了發(fā)揮系統(tǒng)的最佳性能，需要選擇最適合的電源管理方式，比如線性電源、開關(guān)電源及電荷泵等。三種電源轉(zhuǎn)換器中，線性穩(wěn)壓器的局限性表現(xiàn)在其輸出電壓只能低于輸入電壓；開關(guān)電源最為通用，能夠提供升壓、降壓以及極性相反的輸出；電荷泵同樣可提供升壓、降壓、極性相反的輸出，但其輸出電流有限。

　　線性穩(wěn)壓器利用一個有源調(diào)整元件(雙極型晶體管或MOSFET)將輸入電壓降低至穩(wěn)定的輸出電壓，其中低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)在最近幾年的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。壓差指維持輸出穩(wěn)定所需要的最小電壓差(輸入和輸出之間)，壓差在1V以內(nèi)的調(diào)節(jié)器稱為LDO，但現(xiàn)在典型的調(diào)節(jié)器具有100mV至300mV的壓差。線性穩(wěn)壓器的輸入電流接近于輸出電流，可以用輸出電壓與輸入電壓的比估算它的效率。如果輸出電壓非常接近輸入電壓，線性穩(wěn)壓器就可提供較高的轉(zhuǎn)換效率，如果輸入電壓高出輸出電壓很多，或者它在很寬的范圍內(nèi)變動，就很難獲得比較高的轉(zhuǎn)換效率。線性穩(wěn)壓器具有小尺寸、低成本、低噪聲等特點，而且使用非常簡單，因此，在電壓、電流條件適當(dāng)時應(yīng)盡可能選用線性穩(wěn)壓器。除此之外LDO還可作為一道屏障來隔離開關(guān)調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的噪聲，這時，LDO的低壓差特性有利于改善電路的總體效率。

　　與線性穩(wěn)壓器相比，開關(guān)電源占用更大的電路板面積(不考慮線性穩(wěn)壓的散熱片)，成本更高，所產(chǎn)生的噪聲也較大。而在最近幾年開關(guān)電源的普及率卻大大提高了，其主要原因是開關(guān)電源在不同輸入電壓、不同負載電流條件下能夠提供很高的轉(zhuǎn)換效率，升壓、降壓型開關(guān)電源效率可達96%，當(dāng)然，降壓型開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率可能更高一些。用電荷泵同樣可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)換，但該類芯片所能提供的負載電流有一定的局限性。LDO的主要缺陷是效率較低，特別是為低壓電路供電時效率問題更加突出。由于在新型手機內(nèi)部集成了PDA功能或上網(wǎng)功能，要求處理器的數(shù)據(jù)處理能力、運算能力更加強大，為了降低功耗，處理器的核電壓不斷降低，從1.8V降到了0.9V。為了降低電池損耗，要求采用高效的降壓型轉(zhuǎn)換器為處理器核供電。設(shè)計中需要考慮的主要因素有：低成本、小尺寸、高效率、低靜態(tài)(待機)電流和快速瞬態(tài)響應(yīng)。為解決上述問題不僅需要豐富的模擬設(shè)計經(jīng)驗，還需要一定的獨創(chuàng)能力。就目前來說，只有少數(shù)領(lǐng)先的模擬半導(dǎo)體制造商能夠提供SOT23封裝、具有1MHz以上開關(guān)頻率、允許選用微小外部電感和電容元件的降壓轉(zhuǎn)換器。

　　當(dāng)前，很多產(chǎn)品(如手機、數(shù)碼相機等)傾向于將電源管理功能集成在單芯片上，用于射頻、功放的LDO和用于LED驅(qū)動的DC-DC電源的功能都可以在同一塊PMIC(電源管理集成電路)中得以實現(xiàn)。

　　多年以來，SOT23封裝的150mALDO是分立電源的最佳選擇。目前，一些IC采用新型封裝、新型亞微米處理工藝和先進的設(shè)計方案，能夠以更小的尺寸提供更高的性能。SOT23封裝的LDO可以提供300mA輸出電流或在SOT23封裝內(nèi)集成兩路150mALDO；尺寸更小的SC70封裝內(nèi)可以集成120mA的LDO并提供超低噪聲。此外，更為先進的芯片級封裝提供最小的封裝尺寸，而QFN封裝則允許在3mm×3mm面積內(nèi)裝入最大的晶片尺寸并提供更高的導(dǎo)熱能力。因此，QFN封裝可以集成更高電流的LDO或在每封裝中集成更多數(shù)量的LDO，從而縮小了分立方案與PMIC之間的差異。

　　凌力爾特公司電源產(chǎn)品部產(chǎn)品市場經(jīng)理TonyArmstrong

　　集成電源管理功能降低市場風(fēng)險

　　線性低壓差穩(wěn)壓器被認為是形式最簡單的穩(wěn)壓器，由于其固有DC電壓轉(zhuǎn)換的原因，它只能把輸入電壓降至一個較低的數(shù)值。它最為明顯的缺陷在于其熱管理性能方面，原因是其轉(zhuǎn)換效率可以被近似為輸出電壓與輸入電壓之比。例如：假設(shè)一個可從單節(jié)鋰離子電池的3.6V標(biāo)稱電壓來提供1.8V輸出電壓(在200mA電流條件下)的LDO，用于驅(qū)動一個圖像處理器，轉(zhuǎn)換效率僅為50%，因而在蜂窩電話的內(nèi)部產(chǎn)生了熱點，并縮短了電池的運行時間。雖然在輸入和輸出電壓相差較大時會出現(xiàn)上述情形，但在該電壓差很小的時候，情況就不是這樣了。例如：當(dāng)從1.5V降壓至1.2V時，轉(zhuǎn)換效率將為80%。

　　線性穩(wěn)壓器在輸入和輸出之間的差分電壓很高時所存在的所有效率缺陷，開關(guān)穩(wěn)壓器都成功地避開了。通過采用低電阻開關(guān)和一個磁性存儲元件，它實現(xiàn)了高達96%的效率，從而大幅度地降低了轉(zhuǎn)換過程中的功率損耗。通過工作于高開關(guān)頻率(>2MHz)，可以極大地縮減外部電感器和電容器的外形尺寸。盡管如此，開關(guān)穩(wěn)壓器的缺點卻較少，而且常常可以利用上佳的設(shè)計方法予以克服。

　　線性穩(wěn)壓器和傳統(tǒng)型開關(guān)穩(wěn)壓器的折中方案是充電泵。當(dāng)采用充電泵時，外部存儲元件是電容器，而不是電感器。由于沒有電感器，因此將緩解有可能干擾敏感的RF接收器或藍牙芯片組的任何潛在電磁干擾問題。不過，潛在的不足之處是有限的輸入/輸出電壓比和有限的輸出電流能力。

　　因此，對于設(shè)計師而言，是選擇線性穩(wěn)壓器還是開關(guān)穩(wěn)壓器并不是一件可以簡單決定的事情。要做出這個決定，將不得不考慮諸多的因素，例如噪聲問題、空間約束條件、轉(zhuǎn)換效率和熱考慮。幸運的是，目前市面上已經(jīng)有了眾多不同類型的穩(wěn)壓器，于是，所有設(shè)計師必須完成的工作就是根據(jù)其獨特的系統(tǒng)約束條件進行抉擇。這些工作是按照常規(guī)程序進行的。

　　許多電源管理芯片廠商所開發(fā)的規(guī)模龐大且復(fù)雜的電源管理IC常常是專為某家單一大客戶而定制的，凌力爾特公司認為，這種方法需要在性能上做出某些讓步，并會由于開發(fā)周期漫長而蒙受巨大的商業(yè)風(fēng)險，這樣的策略與我們所服務(wù)的瞬息萬變的市場是不相適應(yīng)的。

　　凌力爾特采取了一種不同的方法，并開發(fā)出了一個新的IC產(chǎn)品線，該產(chǎn)品系列實現(xiàn)了“有意義的集成”，旨在整合電池供電型便攜式設(shè)備中所有難以實現(xiàn)的功能。大多數(shù)電池供電型手持式產(chǎn)品一般均能夠從一個AC適配器、一根通用串行總線(USB)電纜或單節(jié)鋰離子/鋰聚合物電池來供電；然而，對這些電源之間的電源通路控制進行管理卻提出了一項重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。直到最近，設(shè)計師們一直試圖采取“分立”的方式來執(zhí)行該功能，但其間遇到了有可能引發(fā)重大系統(tǒng)問題的熱插拔和大浪涌電流等可怕的難題。

　　顯然，在大多數(shù)電池供電型手持式產(chǎn)品內(nèi)部存在著共同的特點和功能，可采用實現(xiàn)了“有意義集成”的PMIC，而不會出現(xiàn)因為采用單一晶圓生產(chǎn)工藝來制造IC導(dǎo)致的常見性能折中。凌力爾特公司近期推出了該門類中的下一代產(chǎn)品——— LTC35xx系列，該系列代表了面向這些應(yīng)用的全新器件性能和功能水平。

　　TDK(中國)投資有限公司營業(yè)促進部經(jīng)理富田裕文

　　力求產(chǎn)品小型化以減少耗電

　　電源電路技術(shù)屬于模擬電路技術(shù)，其方向性與數(shù)字技術(shù)不同。數(shù)字技術(shù)的處理電壓為低電壓，不容易受安全規(guī)格等的制約，容易實現(xiàn)集成化；而電源電路的輸入電壓為交流100V～240V，在安全要求方面，由于受到沿面距離(爬電距離)的規(guī)定制約和干擾方面的規(guī)定限制，難以實現(xiàn)集成化。

　　另外，電源管理電路成本要求較高，所以多數(shù)人并不愿意接受隨意實行集成化的要求。但由于機器小型化的需求絲毫不減，目前已經(jīng)實現(xiàn)了IC(集成電路)和FET(場效應(yīng)晶體管)的一體化。從裝配角度而言，作為SMD(表面貼裝)的部件，在鋁電路板上需要裝配部件，用樹脂固型，繞線，電容、半導(dǎo)體、電阻等部件的集成化成了必然的趨勢。

　　一般說來，為實現(xiàn)小型化，開關(guān)電源電路的高頻率化是發(fā)展方向，但存在干擾、效率差等難以突破的難題。特別在變壓器必須高頻率化的前提下，在研討電源控制芯片的小型化時，必須和變壓器廠家協(xié)商好。

　　電源電路中使用具有壽命極限的電解電容器。電解電容器容易受熱的影響，需要采用不易受熱源影響的配置。目前正在采用3DCAD(三維計算機輔助設(shè)計)和熱模擬器技術(shù)，以指導(dǎo)研制出更好的配置，并將其實現(xiàn)產(chǎn)品化。

　　關(guān)于變壓器，TDK公司正在致力于小型化、薄型化的新產(chǎn)品開發(fā)。TDK正著手改良磁芯的材質(zhì)、研討薄型產(chǎn)品構(gòu)造，改善發(fā)熱現(xiàn)象的負面影響，并對產(chǎn)品進行綜合評估，整體推動開發(fā)的進程。今后，為了實現(xiàn)開關(guān)電源的小型化，越來越需要將熱分析、裝配配置等作為考慮的因素。

　　TDK擁有鐵氧體這種材料，可實現(xiàn)從材料到生產(chǎn)出變壓器成品。現(xiàn)在，TDK公司正在開發(fā)各種用途的鐵氧體材料，針對不同的用途，提供各具特色的產(chǎn)品。特別是在平板電視中使用了諧共振電路，電力浪費較少(低發(fā)熱)的磁芯材料有望發(fā)揮其應(yīng)有的功能。公司雖然擁有PC47材質(zhì)，但為了進一步減少電力損失，正在謀求把傳統(tǒng)的EER35形狀的產(chǎn)品尺寸縮減成EER28L尺寸，以期在小型化方面進一步拉開與其他產(chǎn)品的差距。

　　隨著變壓器生產(chǎn)發(fā)展到自動化繞線階段，產(chǎn)品的特性差異逐步縮小。通過自動化技術(shù)，可實現(xiàn)產(chǎn)品的穩(wěn)定供給，減少了人為因素對品質(zhì)和成本方面造成的影響。

　　TDK是針對變壓器的特性要求進行產(chǎn)品設(shè)計的，所以構(gòu)筑起一種體制，就是面對所有顧客都一律確保在較短交貨期內(nèi)提供設(shè)計上達到最佳性能的變壓器產(chǎn)品，并提供設(shè)計對應(yīng)服務(wù)和包括電路方面的支援服務(wù)體制。