直流電源晶片是電子產品中所必須使用的元器件，如在使用市電的設備中，必須使用開關DC電源或線性電源，則需要使用開關電源晶片或穩壓晶片：如在使用電池供電的設備中，必須使用電池管理晶片和電壓管理晶片。
基本介紹
- 中文名：直流電源晶片
- 外文名：DC power chip
- 最大輸出電流：最大值的70％～80％
- 類型：線性電源等
- 套用：攜帶型計算機、照相機等
技術現狀,性能參數,主要類型,套用,
技術現狀
所有電子設備都有電源，但是不同的系統對電源的要求不同，為了發揮電子系統的最佳性能，需要選擇適合的電源管理方式。為了提高電路的密度，晶片的特徵尺寸始終朝著減小的趨勢發展，從最初的幾十微米發展到目前的0.5nm、0.35nm、0.25nm、0.18nm乃至90nm。由於在相同的電壓下，電場強度隨距離的減小而線性增加，如果電源電壓還是原來的5V，則產生的電場強度足以把晶片擊穿。所以，晶片工作電壓已經從以前的5V降低到3.3V、2.5V、1.8V，甚至更低。這樣，電子系統對電源電壓的要求就發生了變化，也就是需要不同的降壓型電源。為了在降壓的同時保持高效率，一般會採用降壓型開關電源。同時，許多電子系統還需要高於供電電壓的電源，比如電池供電設備、驅動液晶顯示的背光電源、普通的白光LED驅動等，都需要對系統電源進行升壓，這就需要用到升壓型開關電源。此外，現代電子系統正在向高速、高增益、高可靠性方向發展，電源上的微小干擾都對電子設備的性能有影響，這就需要在噪聲、紋波等方面有優勢的電源；對系統電源進行穩壓、濾波等處理，就需要用到線性電源。上述不同的電源管理方式通過相應的電源晶片，結合極少的外圍元器件，就能夠實現。可見，使用電源管理晶片是提高整機性能的必不可少的手段。
性能參數
(1)電壓輸入範圍，即電源晶片可承受的輸入電壓的範圍。如果是電池供電或者穩定的直流電源供電，那么這個參數不用過多考慮。如果輸入電壓範圍有一定的變化，那么就要慎重了，儘量選電壓輸入範圍寬的晶片。
(2)最大可輸出電流，即一款電源晶片可持續輸出的最大電流。首先要根據原理圖估算出該電子設備的耗電量，然後根據耗電量去選擇電源晶片。而且電流的使用儘量不要接近它的最大值，一般用到70%～80%就差不多了。例如，MCPl790這款電源晶片最大輸出70mA電流，但是實際套用時最多用到50mA。
(3)負載調整率，即電源負載的變化引起電源輸出的變化。例如，一個5V電源外接50mA的負載，輸出電壓穩定在5V左右，但是當負載電流突然增大到100mA的時候，它的電壓會有一定的跌落，可能會降到4.7V或者4.8V。當設計輸出穩定電流的電路時，該參數無須過多考慮；但是當電路中有較大電流變化時，就要認真對待這個參數了。
(4)電源噪聲。這裡說的噪聲不是耳朵聽到的噪聲，而是指電源晶片的輸出不恆定，會有一定的紋波。這些紋波有的是有規律的，有的是無規律的。一般來說，LDO的紋波會比DC-DC的紋波小。當進行一些簡單的開關控制時，可以接受噪聲大的電源；當進行一些語音、通信或其他精密方面的設計時，儘量選擇噪聲小的電源。
主要類型
如果所設計的電路要求電源有高的噪聲和紋波抑制，要求占用PCB的面積小，電路電源不允許使用電感器，電源需要具有瞬時校準和輸出狀態自檢功能，要求穩壓器壓降及自身功耗低，線路成本低且方案簡單，那么線性電源是最恰當的選擇。這種電源包括如下的技術：精密的電壓基準，高性能、低噪聲的運算放大器，低壓降調整管，低靜態電流。在小功率供電、運算放大器負電源、LCD/LED驅動等場合，常套用基於電容的開關電源晶片，也就是通常所說的電荷泵(Charge Pump)。基於電荷泵工作原理的晶片產品很多，如AAT3113，這是一種由低噪聲、恆定頻率的電荷泵DC/DC轉換器構成的白光LED驅動晶片，其採用分數倍(1.5×)轉換以提高效率。該器件採用並聯方式驅動4路LED，輸入電壓範圍為2.7～5.5V，可為每路輸出提供約20mA的電流。該器件還具備熱管理系統特性，以保護任何輸出引腳所出現的短路，其嵌入的軟啟動電路可防止啟動時的電流過沖。AAT3113利用簡單串列控制接口對晶片進行使能、關斷和32級對數刻度亮度控制。基於電感的DC/DC晶片的套用範圍最廣泛，套用包括攜帶型計算機、照相機、備用電池、攜帶型儀器、微型電話、電動機速度控制、顯示偏置和顏色調整器等。主要的技術包括：BOOST結構電流模式環路穩定性分析，BUCK結構電壓模式環路穩定性分析，BUCK結構電流模式環路穩定性分析，過電流、過熱、過電壓和軟啟動保護功能，同步整流技術分析，基準電壓技術分析。
套用
除了基本的電源變換晶片，電源管理晶片還包括以合理利用電源為目的的電源控制類晶片，如NiH電池智慧型快速充電晶片，鋰離子電池充電、放電管理晶片，鋰離子電池過電壓、過電流、過熱、短路保護晶片；線上路供電和備用電池之間進行切換管理的晶片，USB電源管理晶片；電荷泵，多路LDO供電，加電時序控制，多種保護，電池充放電管理的複雜電源晶片等。目前的很多產品都在朝這個方向發展，因為這類產品的套用更加廣泛，特別是在消費類電子方面，如攜帶型DVD、手機、數位照相機等，幾乎用一、二塊電源管理晶片就能夠提供複雜的多路電源，使系統的性能發揮到最佳。
