多樣化、集成化已經(jīng)是電源管理芯片產(chǎn)品的發(fā)展的主要趨勢。隨著(zhù)便攜式手持設備對外形小型化、功能全面化不斷提出更高的要求，易用性和集成度更好的集成電源管理單元(PMU)逐漸受到青睞，原本在便攜式電子設備中扮演重要角色的DC-DC轉換器愈來(lái)愈多地被集成到PMU中�？梢灶A見(jiàn)，PMU將在下一代便攜式設備市場(chǎng)中獲得廣闊的發(fā)展空間。而另一方面，對于傳統的分立器件DC-DC轉換器來(lái)說(shuō)，無(wú)疑失去了一個(gè)相當重要的市場(chǎng)。有人開(kāi)始擔憂(yōu)，隨著(zhù)PMU的快速發(fā)展，今后分立式DC-DC轉換器還有多大的市場(chǎng)空間？帶著(zhù)這樣的疑問(wèn)，本刊記者采訪(fǎng)了幾位來(lái)自一線(xiàn)原廠(chǎng)的專(zhuān)家，讓我們一起來(lái)聽(tīng)聽(tīng)他們的看法。
德州儀器中國區高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展工程師潘靖認為，PMU是一款具有多組輸出及不同系統電源管理方案的高集成器件，它不是多軌DC-DC與LDO的簡(jiǎn)單組合，這意味著(zhù)PMU與系統將有非常緊密的關(guān)系。
對于智能手機或平板電腦等高集成應用，目前確實(shí)看到有越來(lái)越多的平臺開(kāi)始將PMU用作電源管理解決方案。但總會(huì )有新技術(shù)或新需求出現在現有平臺或全新應用中，需要某種當前PMU解決方案尚未集成或在當前硅技術(shù)工藝水平上難以集成的新東西。對于某些高功率應用，分立式DC-DC轉換器在散熱、分布、靈活性以及效率等方便都更占優(yōu)勢。
ADI電源管理部門(mén)市場(chǎng)工程師張潔萍 |
集成化并不能解決全部問(wèn)題。ADI電源管理部門(mén)市場(chǎng)工程師張潔萍指出，通常情況下，PMU的擴展應用性不如分立式解決方案，而且分立式解決方案可以根據用戶(hù)需求選擇最適合的電源管理芯片，以達到最高的能效。PMU在有限的體積內集成若干電源通道，節約系統板尺寸，針對性強，應用簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)是若所供電的電源通道相隔較遠，對PCB布局不夠方便；而DC-DC設計靈活，較少存在這樣的問(wèn)題。
實(shí)際上，PMU和DC-DC轉換器在電子設備中扮演不同的角色，兩者各有優(yōu)勢及特點(diǎn)，相互補充，并不能相互代替。也就是說(shuō)，今后PMU和DC-DC轉換器將各自針對兩類(lèi)不同市場(chǎng)。PMU會(huì )在便攜式電子設備中站穩腳跟，而DC-DC轉換器同樣還有很大的發(fā)展空間。
適用于分立式DC-DC轉換器的新需求
當今電子系統如高端處理器及存儲器，對電源的需求趨向更低電壓、更高電流的應用，并且要求更細小、價(jià)廉但高效率，同時(shí)對負載的反應速度也提高。而這些要求都不是傳統功率架構能夠完全滿(mǎn)足的。
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Vicor公司亞太區地區業(yè)務(wù)經(jīng)理譚裕輝
Vicor公司亞太區地區業(yè)務(wù)經(jīng)理譚裕輝指出，DC-DC轉換器大多應用于“四高要求”：高可靠性、高功率(50W-2KW或以上)、高功率密度和高效率。因其簡(jiǎn)單易用性、高靈活性、芯片設計周期相對較短且在短缺時(shí)易于替換等優(yōu)勢，分立式DC-DC轉換器仍將普遍使用。
潘靖表示：“對于便攜式應用中出現的新需求，我們可以看到現在客戶(hù)需要為USB OTG功能以及更大電流快閃LED驅動(dòng)器實(shí)現更大的電流提升，或者為新一代ARM內核處理器提供甚至更大的電流。這些是現階段適用于分立式DC-DC轉換器的所有新需求。”
潘靖介紹，TI可為低功耗DC-DC轉換器及高Vin DC-DC轉換器提供極其豐富的產(chǎn)品組合。低功耗DC-DC轉換器已實(shí)施最新專(zhuān)利DCS控制技術(shù)，支持極佳的瞬態(tài)性能、極小的輸出紋波與整個(gè)負載范圍內極高且極其平穩的效率曲線(xiàn)，以及極低的靜態(tài)電流與小型封裝尺寸。此外，TI還可提供開(kāi)關(guān)頻率高達6MHz的高頻率DC-DC轉換器，可將所需電感降至470nH。而Micro-SIP模塊將包括電感器與電容器在內的全部DC-DC外部組件高度集成在7mm2的極小總體解決方案中。據悉，此方案已經(jīng)獲得來(lái)自不同客戶(hù)的大量Design-Win項目。中興和華為都是TI的客戶(hù)，平均交貨期為8-12周。
ADI則推出了一系列具有競爭力的高效DC-DC產(chǎn)品，包括ADP2118、ADP2323以及ADP2303。ADP2118是一款高效率同步降壓型DC-DC穩壓器，廣泛應用在DSP/FPGA/ASIC內核電源、通信和網(wǎng)絡(luò )設備、PDA和掌上電腦以及音頻/視頻消費類(lèi)電子產(chǎn)品中；ADP2323是一款雙通道DC-DC調節器，主要用在通信基礎設備、網(wǎng)絡(luò )和服務(wù)器、工業(yè)和儀表、醫療保健等領(lǐng)域；ADP2303是一款固定頻率、電流模式控制、降壓DC-DC調節器，集成功率MOSFET，適合于消費電子、工業(yè)及通訊基礎設備等各種負載點(diǎn)應用。ADI通常的交貨期控制在4至10周。
集中式、分布式、中轉式和分比式架構都是DC-DC轉換器中的佼佼者。Vicor公司開(kāi)發(fā)的分比式功率架構DC-DC提供了更小巧、具有成本效益、高性能電源系統的新方法，高效率可達95%，把電源系統的優(yōu)勢發(fā)揮極致。據悉，目前創(chuàng )新架構開(kāi)發(fā)出的V.I芯片已經(jīng)成功推廣至IBM等企業(yè)。
分比功率架構(FPA)，分比功率的意義是令負載點(diǎn)節省更多空間，可把隔離和穩壓功能分別配置到所需要的位置。PRM把不穩定的輸入轉換為穩壓的輸出，可放在附近或遠端運作；VTM則配置到負載點(diǎn)提供隔離及倍增電流功效；而B(niǎo)CM母線(xiàn)轉換器模塊，適用于多路輸出的中轉母線(xiàn)架構及需要為負載點(diǎn)供電的設計。Vicor公司的最新產(chǎn)品IBC就由BCM組成，理念是把母線(xiàn)電壓降至一個(gè)稍稍高于負載點(diǎn)的電壓，再由較便宜的降壓器(niPoL)來(lái)完成余下的工作，再進(jìn)一步大大減低成本。
譚裕輝透露，Vicor目前主要的批量客戶(hù)群體包括通信、工業(yè)、鐵路、國防，近年亦一直在向其它領(lǐng)域延伸，如照明、高端計算機、電動(dòng)/混能汽車(chē)等。量產(chǎn)之交貨期一般為6-8星期。 |
