전원 관리 칩

전력 관리 집적 회로(전력 관리 집적 회로)는 전자 장비 시스템에서 전기 에너지의 변환, 분배, 감지 및 기타 전력 관리 책임을 담당하는 칩으로, 주로 전력 공급 진폭을 식별하는 역할을 합니다. CPU 및 해당 단시간 파동 생성 전원 출력을 위해 후속 회로를 승격합니다. 일반적으로 사용되는 전원 관리 칩에는 LMG3410R050[1], UCC12050[2], BQ25790[3], HIP6301, IS6537, RT9237, ADP3168, KA7500, TL494 등이 있습니다.
사용하기위한
CPU 전원 공급 장치 진폭 식별
일반적으로 사용되는 칩
LMG3410R050, UCC12050, BQ25790, HIP6301, IS6537, RT9237 등
기본형
주요 전원 관리 칩 중 일부는 이중 인라인 칩이고 일부는 표면 실장 패키지입니다.HIP630x 시리즈 칩은 유명한 칩 설계 회사 Intersil에서 설계한 보다 고전적인 전원 관리 칩입니다. 그것은 2 / 3 / 4 상 전원 공급 장치를 지원하고 VRM9.0 사양을 지원하며 전압 출력 범위는 1.1V-1.85V이며 출력은 0.025V 간격으로 조정할 수 있으며 스위칭 주파수는 최대 80KHz이며 큰 전력을 공급합니다. 공급, 작은 리플 및 내부 저항 작고 기타 특성은 CPU 전원 공급 장치 전압을 정확하게 조정할 수 있습니다.
기본 정의
전력 관리 집적 회로(IC)는 전자 장비 시스템에서 전기 에너지의 변환, 전력 분배, 감지 및 기타 전력 관리를 담당하는 칩입니다. 주로 소스 전압과 전류를 마이크로 프로세서 및 센서와 같은 부하에서 사용할 수 있는 전력으로 변환하는 역할을 합니다.
1958년 TI(Texas Instruments) 엔지니어 Jack Kilby가 집적 회로를 발명했습니다. 칩이라고 하는 이 전자 부품은 신호 처리 및 전력 전자 장비의 새 시대를 열었습니다. Kilby도 2000년 이 기술을 기반으로 노벨 물리학상을 받았습니다. . [7]
상품 유형
전력 관리의 범위는 전력 변환(DC-DC, AC-DC 및 DC-AC), 전력 분배 및 감지, 전력 변환과 전력 관리를 결합한 시스템을 포함하여 비교적 광범위합니다. 이에 따라 전원 관리 칩의 분류에는 선형 전원 칩, 전압 기준 칩, 스위칭 전원 공급 장치 칩, LCD 드라이브 칩, LED 드라이브 칩, 전압 감지 칩, 배터리 충전 관리 칩, 게이트 드라이버, 부하 스위치와 같은 측면도 포함됩니다. , 와이드 밴드 갭 스위치 등
적용 범위
전원 관리 칩의 응용 범위는 매우 넓습니다.전원 관리 칩의 개발은 전체 기계의 성능을 향상시키는 데 큰 의미가 있습니다.전원 관리 칩의 선택은 시스템의 요구 및 발전의 발전과 직접 관련이 있습니다. 디지털 전력 관리 칩은 비용 문제를 극복해야 합니다.
현대 사회에서 사람들의 삶은 이미 순간이며 전자 장비 없이는 할 수 없습니다. 전력 관리 칩은 전자 장비 시스템에서 전기 에너지의 변환, 분배, 감지 및 기타 전력 관리를 담당합니다. 전력 관리 칩은 전자 시스템에 없어서는 안될 요소이며 그 성능은 전체 기계의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
성능 향상
모든 전자 장치에는 전원이 있지만 시스템마다 전원에 대한 요구 사항이 다릅니다. 전자 시스템의 최상의 성능을 발휘하려면 가장 적합한 전원 관리 방법을 선택해야 합니다.
먼저 전자기기의 핵심은 반도체 칩이다. 회로의 밀도를 증가시키기 위해 칩의 피처 크기는 항상 감소하는 추세로 발전해 왔습니다.전계 강도는 거리가 감소함에 따라 선형적으로 증가합니다.전원 공급 장치 전압이 여전히 원래의 5V인 경우, 생성된 전계 강도는 칩을 분해하기에 충분합니다. 따라서 이러한 방식으로 전원 전압에 대한 전자 시스템의 요구 사항이 변경되었습니다. 즉, 다른 강압 전원 공급 장치가 필요합니다. 강압하면서 높은 효율을 유지하기 위해 강압 스위칭 전원 공급 장치가 일반적으로 사용됩니다.
동시에 많은 전자 시스템은 전원 전압보다 높은 전원 공급 장치를 필요로 합니다.예를 들어 배터리로 구동되는 장비에서 액정 디스플레이를 구동하기 위한 백라이트 전원, 일반 백색 LED 드라이버 등은 모두 전원 공급 장치 전압보다 높은 전원 공급 장치가 필요합니다. 부스트 압력 유형 스위칭 전원 공급 장치를 사용해야 하는 시스템 전원 공급 장치를 부스트합니다.
또한, 현대의 전자 시스템은 고속, 고이득, 고신뢰성의 방향으로 발전하고 있으며, 전원에 대한 작은 간섭은 전자기기의 성능에 영향을 미치고 있으며, 이를 위해서는 노이즈 및 고신뢰성의 장점이 있는 전원이 필요합니다. 리플 전원 공급 장치는 선형 전원 공급 장치를 사용해야 하는 전압 안정화 및 필터링과 같은 처리를 수행합니다.
위에서 언급한 다양한 전원 관리 방법은 해당 전원 칩과 아주 적은 수의 주변 부품이 결합되어 실현될 수 있습니다. 전원 관리 칩의 개발은 전체 기계의 성능을 향상시키는 데 없어서는 안될 수단임을 알 수 있습니다. [8]
선택 요소
전력관리의 범위는 전기에너지를 별도로 변환(주로 DC to DC, 즉 DC/DC), 별도의 전기에너지 분배 및 감지, 전기에너지 변환과 전기에너지 관리를 결합한 시스템 등 비교적 광범위하다. 이에 따라 전원 관리 칩의 분류에는 선형 전원 공급 장치 칩, 전압 참조 칩, 스위칭 전원 공급 장치 칩, LCD 드라이브 칩, LED 드라이브 칩, 전압 감지 칩, 배터리 충전 관리 칩 등과 ​​같은 측면도 포함됩니다. 다음은 전원 관리 칩의 주요 유형 및 응용 프로그램을 간략하게 소개합니다.
설계된 회로가 높은 노이즈와 리플 억제를 위한 전원 공급 장치를 요구하고 작은 PCB 기판 영역(예: 휴대폰 및 기타 휴대용 전자 제품)이 필요한 경우 회로 전원 공급 장치는 인덕터(예: 모바일 전화) 및 전원 공급 장치는 즉각적인 교정 및 출력이 필요합니다. 상태 자체 검사 기능은 전압 조정기의 낮은 전압 강하 및 낮은 전력 소비, 낮은 회로 비용 및 간단한 솔루션이 필요하므로 선형 전원 공급 장치가 가장 적합한 선택입니다. . 이 전원 공급 장치에는 정밀 전압 레퍼런스, 고성능, 저잡음 연산 증폭기, 저드롭아웃 레귤레이터, 낮은 대기 전류와 같은 기술이 포함되어 있습니다.
저전력 전원 공급 장치, 연산 증폭기 음극 전원 공급 장치, LCD/LED 드라이브 등의 경우 커패시터 기반 스위칭 전원 공급 장치 칩이 자주 사용되며 일반적으로 차지 펌프(Charge Pump)라고 합니다. AAT3113과 같은 차지 펌프의 작동 원리를 기반으로 하는 많은 칩 제품이 있습니다. 저잡음, 정주파수 차지 펌프 DC/DC 컨버터로 구성된 백색 LED 드라이버 칩입니다. AAT3113은 효율성을 향상시키기 위해 분수(1.5배) 변환을 사용합니다. 이 장치는 4개의 LED를 병렬로 구동합니다. 입력 전압 범위는 2.7V~5.5V이며 각 출력에 대해 약 20mA의 전류를 제공할 수 있습니다. 이 장치에는 출력 핀에서 발생하는 모든 단락을 보호하는 열 관리 시스템 기능도 있습니다. 내장된 소프트 스타트 회로는 스타트업 중 전류 오버슈트를 방지합니다. AAT3113은 간단한 직렬 제어 인터페이스를 사용하여 칩의 32레벨 대수 규모 밝기 제어를 활성화, 비활성화 및 활성화합니다.
인덕턴스 기반 DC/DC 칩은 휴대형 컴퓨터, 카메라, 예비 배터리, 휴대용 기기, 마이크, 모터 속도 제어, 디스플레이 바이어스 및 색상 조정기 등의 응용 분야에서 가장 광범위한 응용 분야를 보유하고 있습니다. 주요 기술: BOOST 구조 전류 모드 루프 안정성 분석, BUCK 구조 전압 모드 루프 안정성 분석, BUCK 구조 전류 모드 루프 안정성 분석, 과전류, 과열, 과전압 및 소프트 스타트 보호 기능, 동기화 정류 기술 분석, 기준 전압 기술 분석.
전력관리칩에는 기본적인 전력변환칩 외에 전력의 합리적 사용을 위한 전력제어칩도 포함된다. NiH 배터리 지능형 고속 충전 칩, 리튬 이온 배터리 충전 및 방전 관리 칩, 리튬 이온 배터리 과전압, 과전류, 과열, 단락 보호 칩, 라인 전원 공급 장치와 백업 배터리 간 스위칭 관리용 칩, USB 전원 관리 칩, 충전 펌프, 다중 LDO 전원 공급 장치, 전원 켜기 시퀀스 제어, 다중 보호, 배터리 충방전 관리를 위한 복합 전원 공급 장치 칩 등
특히 가전제품에서요. 예를 들어, 휴대용 DVD, 휴대폰, 디지털 카메라 등은 시스템 성능을 최대화하기 위해 거의 하나 또는 두 개의 전원 관리 칩이 있는 복잡한 다중 채널 전원 공급 장치를 제공할 수 있습니다.
관련 이점
전자 장비의 기능과 성능이 높을수록 구조, 기술 및 시스템이 복잡해지며 기존의 아날로그 전력 관리 IC가 시스템의 전체 전력 관리 요구 사항을 충족하기가 더 어렵고 더 비쌉니다. 디지털 컨트롤러의 핵심은 주로 안티 앨리어싱 필터, 아날로그-디지털 변환기(ADC) 및 디지털 펄스 폭 변조기(DPWM)의 세 가지 특수 모듈로 구성됩니다. 아날로그 제어 아키텍처와 동일한 성능 지표를 달성하려면 고해상도, 고속 및 선형 ADC와 고해상도, 고속 PWM 회로 설계가 필요합니다. ADC 분해능은 오류가 허용 가능한 출력 전압 변동보다 작은 범위를 충족할 수 있어야 하며, 필요한 출력 전압 리플이 작을수록 ADC의 분해능 요구 사항이 높아집니다. 동시에 앤티앨리어싱 필터와 파이프라인 또는 SAR 아날로그-디지털 변환기가 루프 지연을 도입하므로 높은 샘플링 속도의 아날로그-디지털 변환기가 시급히 필요합니다. 아날로그 컨트롤러는 생성할 수 있는 가능한 펄스 폭에 고유한 제한이 있는 반면 DPWM은 개별적이고 제한된 PWM 폭 세트를 생성할 수 있습니다. 정상 상태에서 출력의 관점에서 개별 출력 전압 세트는 하나만 가능합니다. DPWM은 피드백 루프의 일부이기 때문에 DPWM의 분해능은 잘 알려진 한계 사이클 값이 출력에 표시되지 않도록 충분히 높아야 합니다. 한계값을 표시하지 않는 데 필요한 최소 자릿수는 토폴로지, 출력 전압 및 ADC 분해능에 따라 다릅니다. 동시에 시스템의 루프 안정성은 PI 또는 PID 컨트롤러에 의해 조정됩니다.
미래 트렌드
미래에 전력 관리 칩은 광범위한 전망을 가지고 있습니다. 새로운 프로세스, 패키징 및 회로 설계 기술의 개발을 통해 전력 밀도를 높이고 배터리 수명을 연장하며 전자기 간섭을 줄이고 전력 및 신호 무결성을 향상하고 시스템 안전성을 향상할 수 있는 더 뛰어난 장치가 있을 것입니다. 혁신.