【电源芯片选型】如何正确选择电源芯片 电源管理芯片的选择因素

如何正确选择电源芯片

在电路设计时，常用的电源器件无外乎两种，DC/DC和LDO。

1、LDO是一种低压差线性稳压器，或者叫低压降器件，说明它一般用于需要降压的场合，具有成本低，噪音低，静态电流小等优点。它需要的外接元件也很少，通常只需要一两个旁路电容。

LDO线性稳压器的性能之所以能够达到这个水平，主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET。P沟道MOSFET是电压驱动的，不需要电流，所以大大降低了器件本身消耗的电流。另外，P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由于MOSFET的导通电阻很小，因而它上面的电压降非常低。

2、DC/DC的意思是直流变（到）直流（不同直流电源值的转换），只要符合这个定义都可以叫DC/DC转换器，包括LDO。但是一般的说法是把直流变（到）直流由开关方式实现的器件叫DC/DC。

DC/DC包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC/DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随着集成度的提高，许多新型DC/DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。

电源芯片如何选型

如果输入电压和输出电压很接近，最好是选用LDO稳压器，可达到很高的效率，最重要的是成本低。有同行牛人作的总结了适用LDO的应用场合：

比如需要高要求的电源噪声抑制和纹波抑制的产品，

比如PCB板面积小，如手机等手持电子产品，

比如电路电源不允许使用电感器，如手机等产品，

比如电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能，

比如要求稳压器低压降，自身功耗低的产品，

比如要求线路成本低和方案简单的产品。

如果输入电压和输出电压相差较大，或者压降较大，就要考虑用开关型的DC/DC了，因为LDO的输入电流基本上是等于输出电流的，如果压降太大，耗在LDO上能量太大，效率不高，所以DC/DC很合适。DC/DC虽然效率高，可以输出大电流，但同时输出干扰较大，体积也相对较大，成本稍高。

总结下，升压时一定要选DC/DC，而降压，是选择DC/DC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性能上比较再做分析。

电源管理芯片的选择因素

电源管理的范畴比较广，既包括单独的电能变换(主要是直流到直流，即DC/DC)，单独的电能分配和检测，也包括电能变换和电能管理相结合的系统。相应的，电源管理芯片的分类也包括这些方面，比如线性电源芯片、电压基准芯片、开关电源芯片、LCD驱动芯片、LED驱动芯片、电压检测芯片、电池充电管理芯片等。下面简要介绍一下电源管理芯片的主要类型和应用情况。

如果所设计的电路要求电源有高的噪音和纹波抑制，要求占用PCB板面积小(如手机等手持电子产品)，电路电源不允许使用电感器(如手机)，电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能，要求稳压器压降及自身功耗低,线路成本低且方案简单，那么线性电源是最恰当的选择。这种电源包括如下的技术：精密的电压基准，高性能、低噪音的运放，低压降调整管，低静态电流。

在小功率供电、运放负电源、LCD/LED驱动等场合，常应用基于电容的开关电源芯片，也就是通常所说的电荷泵(Charge Pump)。基于电荷泵工作原理的芯片产品很多，比如AAT3113。这是一种由低噪声、恒定频率的电荷泵DC/DC转换器构成的白光LED驱动芯片。AAT3113采用分数倍(1.5×)转换以提高效率。该器件采用并联方式驱动4路LED。输入电压范围为2.7V～5.5V，可为每路输出提供约20mA的电流。该器件还具备热管理系统特性，以保护任何输出引脚所出现的短路。其嵌入的软启动电路可防止启动时的电流过冲。AAT3113利用简单串行控制接口对芯片进行使能、关断和32级对数刻度亮度控制。

而基于电感的DC/DC芯片的应用范围最广泛，应用包括掌上电脑、相机、备用电池、便携式仪器、微型电话、电动机速度控制、显示偏置和颜色调整器等。主要的技术包括：BOOST结构电流模式环路稳定性分析，BUCK结构电压模式环路稳定性分析，BUCK结构电流模式环路稳定性分析，过流、过温、过压和软启动保护功能，同步整流技术分析，基准电压技术分析。

除了基本的电源变换芯片，电源管理芯片还包括以合理利用电源为目的的电源控制类芯片。如NiH电池智能快速充电芯片，锂离子电池充电、放电管理芯片，锂离子电池过压、过流、过温、短路保护芯片；在线路供电和备用电池之间进行切换管理的芯片，USB电源管理芯片；电荷泵，多路LDO供电，加电时序控制，多种保护，电池充放电管理的复杂电源芯片等。

特别是在消费类电子方面。比如便携式DVD、手机、数码相机等，几乎用1块-2块电源管理芯片就能够提供复杂的多路电源，使系统的性能发挥到最佳。