電源管理芯片（PMIC）在現(xiàn)代電子設(shè)備中扮演著至關(guān)重要的角色，它們負(fù)責(zé)管理和分配電源，確保設(shè)備正常運(yùn)行并提供高效能源管理。在選擇適合的PMIC時(shí)，需要考慮多種因素，以確保設(shè)備性能和功耗的最佳平衡。以下是選用PMIC的準(zhǔn)則，幫助您做出明智的選擇。

了解電源使用環(huán)境

要選擇適當(dāng)?shù)?a href="http://m.iuzn.cn/dyglxp/" target="_self" title="電源管理芯片">電源管理芯片，首先應(yīng)了解應(yīng)用環(huán)境條件，如系統(tǒng)的輸入和輸出參數(shù)等，這些考慮因素包括：

電源輸入是交流（AC）、直流（DC）？

直接電源時(shí)，是USB供電，還是電池供電？

輸入電壓是高于或低于所需的輸出電壓？

所需的負(fù)載電流是多少？

負(fù)載是否對(duì)噪聲敏感，或需恒流（如LED的應(yīng)用），又或是變化較大的電流？

安裝空間？在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大的功率。

不同的應(yīng)用有各自特殊需求，需要采用對(duì)應(yīng)的電源轉(zhuǎn)換方案和相匹配的電源管理IC，這些常見(jiàn)的IC有低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）、DC/DC開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器等。其中，DC/DC開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器包括降壓轉(zhuǎn)換器（Buck）、升壓轉(zhuǎn)換器（Boost）、升/降壓轉(zhuǎn)換器（Buck-boost）三種。

電路設(shè)計(jì)時(shí)，首先考慮的是輸入 - 輸出的電壓差（VIN - VOUT）。其次，根據(jù)應(yīng)用的特殊需求，如效率、散熱限制、噪聲、復(fù)雜度和成本等都必要條件，選擇最適合的電源管理芯片（IC）。

當(dāng)VOUT小于VIN時(shí)有個(gè)選項(xiàng)

當(dāng)VOUT小于VIN，所需輸出電流和VIN / VOUT比是考慮選擇LDO或Buck的重要因素。

（1）低VIN / VOUT應(yīng)用選擇LDO

LDO線性穩(wěn)壓器（Low Dropout Linera Regulator）以線性方式控制導(dǎo)通元件的導(dǎo)通，以調(diào)節(jié)輸出電壓，提供準(zhǔn)確且無(wú)噪聲的輸出電壓，能快速因應(yīng)輸出端的負(fù)載變化。因此，非常適合需要低噪聲、低電流及低VIN / VOUT應(yīng)用。

在選擇LDO時(shí)，須考慮輸入和輸出電壓的范圍、LDO的電流大小和封裝的散熱能力。LDO電壓差是指在可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，VIN - VOUT的最小電壓。

在微功率應(yīng)用中，如需靠單一電池供電很多年之應(yīng)用，LDO靜態(tài)電流IQ必須夠低，以減少電池不必要的消耗；而這類(lèi)應(yīng)用就需要特殊的、具低靜態(tài)電流IQ之低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）。

然而，線性調(diào)節(jié)意謂著輸入輸出的電壓差乘上平均負(fù)載電流就是線性穩(wěn)壓器導(dǎo)通元件所消耗的功率。高VIN / VOUT比與高負(fù)載電流都會(huì)導(dǎo)致過(guò)多額外的功率損耗。而功率消耗較高的低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）需要較大的封裝尺寸，這會(huì)增加成本、PCB板空間和熱能消耗。

LDO基本電路示意圖

當(dāng)LDO功耗超過(guò)~0.8W時(shí)，較明智的作法是改采Buck降壓轉(zhuǎn)換器作為替代方案。

（2）VIN / VOUT較高時(shí)選擇Buck降壓轉(zhuǎn)換器

Buck降壓轉(zhuǎn)換器（buck regulator）是一種開(kāi)關(guān)式降壓轉(zhuǎn)換器，可在較高的VIN / VOUT比和較高的負(fù)載電流之下，提供高效率和高彈性的輸出。由于用途廣泛，降壓轉(zhuǎn)換器（Buck）還有降壓穩(wěn)壓器（buck regulator）、步降開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器（DC-DC step-down switching regulator）兩個(gè)別稱(chēng)，三者本質(zhì)上指的是同一產(chǎn)品。

大多數(shù)降壓轉(zhuǎn)換器包含一個(gè)內(nèi)部高側(cè)MOSFET和一個(gè)低側(cè)作為同步整流器的MOSFET，借著內(nèi)部占空比控制電路來(lái)控制兩者的交替開(kāi)、關(guān)（ON/OFF）以調(diào)節(jié)平均輸出電壓。切換造成的噪聲可由外部LC濾波器來(lái)過(guò)濾。

Buck轉(zhuǎn)換器基本電路示意圖

由于兩個(gè)MOSFET是交替開(kāi)關(guān)（ON或OFF），功率消耗非常小。通過(guò)控制占空比，可以產(chǎn)生較大VIN / VOUT比的輸出。內(nèi)部MOSFET的導(dǎo)通電阻RDS（ON）決定了降壓轉(zhuǎn)換器的電流處理能力，而MOSFET的額定電壓決定最大輸入電壓。開(kāi)關(guān)切換頻率與外部LC濾波器元件共同決定輸出端的紋波電壓大小；較高開(kāi)關(guān)切換頻率之降壓轉(zhuǎn)換器所用之濾波元件可較小，但開(kāi)關(guān)切換造成的功耗則會(huì)增加。

具脈沖跳躍模式（PSM）的降壓轉(zhuǎn)換器會(huì)在輕載時(shí)降低其開(kāi)關(guān)切換頻率，從而提高輕載時(shí)的效率，此特性對(duì)需低功耗待機(jī)模式之應(yīng)用是非常重要的。

有些特殊降壓型架構(gòu)，如ACOT具有非常快的回路響應(yīng)，非常適合需要非常快速的負(fù)載瞬態(tài)反應(yīng)，如DDR、Core SoC、FPGA和SIC等的電源應(yīng)用。

VOUT高于VIN時(shí)選擇升壓轉(zhuǎn)換器

升壓轉(zhuǎn)換器（boost regulator）用于VOUT高于VIN應(yīng)用，可將輸入電壓升至較高的輸出電壓。其操作原理是經(jīng)由內(nèi)部MOSFET對(duì)電感器充電，而當(dāng)MOSFET斷路時(shí)，透過(guò)至負(fù)載端之整流器將電感放電。電感充電轉(zhuǎn)為放電會(huì)使電感電壓變?yōu)榉聪颍瑥亩咻敵鲭妷菏怪哂赩IN。

升壓轉(zhuǎn)換器典型電路包括：電感器、功率MOSFET、整流二極管、控制IC、輸入和輸出電容器。常見(jiàn)的改進(jìn)型配置一般使用兩個(gè)MOSFET，第二個(gè)MOSFET替換整流二極管，在電源開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)打開(kāi)。MOSFET具有較低的電壓降，這大幅減少了功耗，同時(shí)提高了穩(wěn)壓器的效率。

MOSFET開(kāi)關(guān)的ON/OFF占空比將決定升壓比VOUT / VIN，并且反饋回路也控制占空比以維持穩(wěn)定的輸出電壓。輸出電容是緩沖元件，用來(lái)減小輸出電壓紋波。MOSFET電流絕對(duì)最大額定值和升壓比一起決定最大負(fù)載電流，而MOSFET電壓絕對(duì)最大額定值決定最大輸出電壓。有些升壓轉(zhuǎn)換器則會(huì)將整流器以MOSFET整合于內(nèi)部，達(dá)到同步整流之功效。

升壓轉(zhuǎn)換器基本電路示意圖

輸入電壓不確定時(shí)選擇升-降壓轉(zhuǎn)換器

升-降壓轉(zhuǎn)換器（boost-buck regulator）用于輸入電壓可能會(huì)改變，可低于或高于輸出電壓之應(yīng)用。當(dāng)VIN高于VOUT時(shí)，四個(gè)內(nèi)部的MOSFET開(kāi)關(guān)將自動(dòng)配置成降壓轉(zhuǎn)換器，而當(dāng)VIN低于VOUT時(shí)則轉(zhuǎn)為升壓操作模式。這使得升-降壓轉(zhuǎn)換器非常適合以電池作為供電之應(yīng)用，特別是當(dāng)電池電壓低于調(diào)節(jié)輸出電壓值時(shí)，得以延長(zhǎng)電池使用時(shí)間。因?yàn)樗拈_(kāi)關(guān)升-降壓轉(zhuǎn)換器是完全同步的操作模式，故可達(dá)較高的效率。降壓模式時(shí)的輸出電流能力比升壓模式時(shí)高；因?yàn)樵谙嗤呢?fù)載條件下，升壓模式需要較高的開(kāi)關(guān)電流。

MOSFET的電壓絕對(duì)最大額定值將決定最大輸入和輸出電壓范圍。在輸出電壓不需要參考接地的應(yīng)用中，如LED驅(qū)動(dòng)器，可使用只有單開(kāi)關(guān)和整流器的升-降壓轉(zhuǎn)換器。在大多數(shù)情況下，輸出電壓參考VIN。

有四個(gè)內(nèi)部開(kāi)關(guān)的升降壓轉(zhuǎn)換器

多數(shù)電源管理元件都是使用上述四個(gè)轉(zhuǎn)換器架構(gòu)其中一種。針對(duì)一些特殊應(yīng)用，如需要非常大開(kāi)關(guān)電流（如>10A），可考慮外部MOSFET模式。如需要監(jiān)控電源過(guò)壓或欠壓等情形，可使用專(zhuān)用電源監(jiān)控IC。

不同的應(yīng)用有各自特殊需求，需要采用對(duì)應(yīng)的電源轉(zhuǎn)換方案和相匹配的電源管理IC，這些常見(jiàn)的IC有低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）、DC/DC開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器等。其中，DC/DC開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器包括降壓轉(zhuǎn)換器（Buck）、升壓轉(zhuǎn)換器（Boost）、升/降壓轉(zhuǎn)換器（Buck-boost）三種。

供貨穩(wěn)定性是選擇PMIC的另一個(gè)重要考量因素

確保選擇來(lái)自有信譽(yù)和穩(wěn)定供貨鏈的廠商，以避免供貨中斷對(duì)生產(chǎn)和維護(hù)帶來(lái)的影響。

總之，選擇合適的PMIC需要綜合考慮功耗效率、集成度、穩(wěn)定性和可靠性、溫度范圍和環(huán)境適應(yīng)性、保護(hù)功能以及供貨穩(wěn)定性等多個(gè)方面。只有在全面考慮這些準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，才能選擇到最適合設(shè)備需求的PMIC，為設(shè)備的性能和穩(wěn)定性提供最佳保障。如需采購(gòu)電源管理芯片、申請(qǐng)樣片測(cè)試、BOM配單等需求，請(qǐng)加客服微信：13310830171。