----随着笔记本电脑、移动电话、PDA等移动设备的不断发展,其电源IC的品种也因追求设备高性能化的缘故而日渐繁多。CPU、微控制器、DSP等各自需要固有的工作电压,使得设备中的工作电压至少已达5种之多,并会随所用器件版本的不同而发生变化。另外,为了实现移动设备的体小量轻和更长的电池使用寿命,少数半导体芯片的功耗反而会增加。在这种情况下,采用标准化的电源IC或定制电源已呈落伍之势,而具有高灵活性和高性能的小型通用电源IC则渐成新宠。本文以美国凌特公司(Linear Technology)推出的几款产品为例对近期移动设备用电源IC的发展动向做概要介绍。
---- 一、面向中等功率电池驱动型应用的开关稳压器IC
--1.同步整流开关稳压器控制器IC
--在50W左右的中等功率应用(例如笔记本电脑的电池驱动)中,同步整流型开关稳压器可以说已经成为一种主流产品。同步整流型架构大约是在10年之前作为开关稳压器控制器而实现IC化的。当时,它使得降压操作的效率从原先的70%~80%提高到了90%以上,从而大幅度地延长了笔记本电脑的运行时间。随着CPU性能的提高,功率要求也变得越来越高,凌特公司最近推出的LTC1778通过用功率晶体管的接通电阻来替换会产生损耗的检测电阻的方法获得了超过95%的效率。
--在追求高效率的同时,人们还为能够提供更高的功率而引入了多相架构。LTC1628是凌特公司于4年前推出的两通道、两相开关稳压器控制器IC。它采用使两个通道异相工作的时钟来进行驱动,使得输入电容器的容许电流减小了50%,输入噪声和电容器的数目也有所减少(图1),主要用于个人电脑等的5V/3.3V系统电源。为了与更高的功率要求相对应,凌特公司又开发出了LTC1629,它利用级联连接实现了12相(最大)操作和200A的供电电流,可用于功率超过100W的服务器电源。
--目前,随着器件的设定振荡频率的提高,凌特公司推出了电感器及电容器外形尺寸更加小巧的LTC3728、LTC3729以及可用于为CPU内核等提供大功率的单通道、三相同步降压型开关稳压器控制器LTC3731产品系列。这些IC主要应用于笔记本电脑的系统电源和I/O等,此外还可在诸如车载导航、PDP、LCD电视和数字家电等具有计算机型内部结构的众多产品中得到广泛应用。
--2.同步整流单片稳压器IC
--在同步整流型IC的发展历程中一直都是以外部功率MOSFET作为控制器,不过,具有约10W最高功率的内置功率MOSFET的稳压器IC已开始呈上升之势(图2)