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為了滿足設(shè)備對電源提出的持續(xù)縮小尺寸、降低成本等苛刻的要求，電源管理芯片廠商正嘗試把線性穩(wěn)壓器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、PWM控制器、LDO和充電IC 等不同元件集成到單個(gè)器件上，例如可在DC-DC上集成LDO或MOSFET以提供完整的電源解決方案。更多的集成就意味著更少的元件數(shù)量，這對工程師來說減少了外部元件的變數(shù)，帶來更高的可靠性，并可以使設(shè)計(jì)更加簡化。
功率器件被廣泛的集成已經(jīng)成為電源管理芯片領(lǐng)域一個(gè)必然的發(fā)展趨勢。因?yàn)槟壳安粌H像安森美半導(dǎo)體這樣的領(lǐng)先國際廠商推出了此類產(chǎn)品，很多中國本土廠商也陸續(xù)推出了類似的產(chǎn)品。在AC-DC轉(zhuǎn)換器中集成PFC或PWM，可以有效減少電網(wǎng)污染并提高轉(zhuǎn)換效率，已經(jīng)得到廣泛普及。此外，MOSFET、二極管等功率器件也與PWM控制器一起實(shí)現(xiàn)了在單一芯片內(nèi)的集成。
為了預(yù)防難以預(yù)測、具有潛在危害的瞬態(tài)電源尖峰和過熱環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)并增強(qiáng)系統(tǒng)保護(hù)能力，一些標(biāo)準(zhǔn)功能，如外部保護(hù)功能可以被集成到電源管理芯片里。電源管理芯片應(yīng)該集成過流、過壓、過溫、開環(huán)等多種保護(hù)功能。集成不同的工作模式便于客戶根據(jù)不同的要求靈活選擇，外圍的電阻、電容、功率開關(guān)都可以集成在一起。
任何事物都有兩方面，集成更多器件的優(yōu)點(diǎn)是功率器件和控制器件的集成度越高，一致性就越好、應(yīng)用就越簡單、外圍器件就越少、成本也就越低。不過缺點(diǎn)在于集成會使產(chǎn)品的應(yīng)用面變窄、擴(kuò)展性變差。因?yàn)檫@樣一來基本上產(chǎn)品就是為某個(gè)功率范圍而特別設(shè)計(jì)的，工程師用起來有一種束手束腳的感覺。從損壞率來講，功率器件的比例還是比較高的，維修時(shí)成本也較高，而如果將功率器件和控制器件分開，維修時(shí)更換功率器件基本上就夠了。此外，功率器件和控制器件集成后，由于散熱的關(guān)系，功率不可能做得太大。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員目前面臨的新挑戰(zhàn)是必須滿足新能效規(guī)范和具有成本效益的解決方案的要求，同時(shí)縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。集成了控制器件和安全功能的功率器件能夠通過大幅簡化設(shè)計(jì)加快產(chǎn)品的上市速度、減少總體材料清單(BOM)以及提高制造可靠性來滿足上述要求。
要避免在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中增加額外的安全元件以節(jié)省寶貴的電路板空間和減少客戶的設(shè)計(jì)時(shí)間，就必須集成安全功能。有兩種保護(hù)功能對集成非常重要。一種是靜態(tài)保護(hù)，即當(dāng)感測到過流或其他情況時(shí)會關(guān)斷器件；第二種是動(dòng)態(tài)保護(hù)，如果器件感測到異常情況，它會自行糾正并重新啟動(dòng)。 |
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