摘要：随着社会经济不断发展，电源管理作为半导体领域中的主要部分，增长的速度高出其半导体的整个市场发展的速度。就消费者电子产品手机、多媒体播放器、数字相机。便携式的视频游戏机等等，这些受到了消费者喜爱地便携式产品基本问题在于其电池的能量密度提升，速度也远远跟不上复杂的程度，不断的提升便携式设备功耗的需求，人们希望在充电时间间隔较长地情况下，利用其轻薄短小地便携式消费电子，享受移动娱乐、移动通讯。尤其是其产品功能融合的趋势，在一定程度上加剧其问题严重性。下面就结合作者实际工作经验，简要的分析电子产品设计中电源管理，以供借鉴参考。
关键词：电子产品；设计；便携式充电器；电源管理
前言：
便携式的电子产品常用电源主要是采用了锂电池进行供电，就电源设计需要系统级的思维，在开发电池供电设备的时候，若是电源系统的设计不合理，将对其整个体系构架、产品特点组合、元件选择、软件设计、功率的分配构架及其电池使用时间等等。在系统的设计阶段，应该就节省电池能量方面进行入手，比如说：现代的便携式产品处理器，通常设有几个不同工作的状态，经过其一系列不同节能的模式，有效的减少电池容量消耗。
1 便携式产品电源设计时的注意事项
1.1 便携式产品电源管理芯片的单元
低压差线性的稳定；基于电感器储能的DC/DC 转换器；基于电容器储能地电荷泵；电源管理单元；电池充电管理；锂电池的保护等等。
1.2 设计时需要选用地要点
第一，电源芯片的选择过程中，需要充分的考虑到其低成本、高性能、多芯集成和产品上市的时间。
第二，便携式产品的日趋小型和薄型化，应该考虑到电源芯片体积小、重量轻的问题。
第三，在进行电源管理芯片的选择过程中，需要充分注重集成化高、可靠性高、噪声低及其延长电池使用的寿命等因素。
1.3 便携式产品的电源芯片发展
第一，多种功能芯片的电源整合集成，比如说：PMU、LMU；第二，提升其芯片工作的频率，进而使用了更小地周边电路器件。第三，把周边电路无源件的整合集成在芯片中，促使其产品设计的选用十分便利，成本低、使用面积小。第四，抗干扰性及其噪声低的性能，多芯片可编程控制其工作和睡眠的模式。第五，芯片的封装逐渐向超薄和体积小的方向发展。第六，追求高效率的方式。第七，对散热解决方案的要求相对较高。
以上三个方面能够看出便携式的产品发展就电源要求相对较高，在满足便携式电子产品设计的电源管理技术中，提升对其电源需求，我公司就给便携式电子产品的电源设计出全面的解决方案。下面就开发出一系列电源管理的IC。公司主要的产品有下面几点：
第一，线性的稳压器(CYT8117、CYT78L05)。第二，基准的稳压源(CYT431、CYT432)。第三，低压拆线性的稳压器系列(CYT6118,CYT6119,CYT6619,CYT6167, CYT6168, CYT6218, CYT6508, CYT6603, CYT6606, CYT6169, CYT6121, CYT6802),。第四，LED背光和照明驱动器(CYT2506,CYT1916,CYT9910,CYT7135,CYT7150)。第五，电压检测器(CYT809)。第六，DC-DV直流转换器(CYT2606,CYT2700,CYT2708,CYT3400, CYT3406, CYT34063A)。第七，锂电池的充电管理(CYT5026)。第八，音频功率的放大器(CYT4990)。第九，触摸屏(CYT2046)。第十，ESD保护(CYT3205)。第十一，恒压恒流控制器(CYT1051)。
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本文主要结合了其公司产品，重点探讨便携式电子产品的电池充电管理IC、LDO、DC/DC转换器，音频功放，LED背光驱动IC等电源管理技术解决的方案。
2 单节锂电池充电IC---CYT5026
锂电池的充电IC作为一个片上系统，其主要因为读取使得能微控制器，2倍涓流充电器，电流环保差的放大器，电压环保误差的放大器，温度感测比较器，电压比较器等不同功能的IC整合在芯片上，作为高端集中的智能化芯片。锂电池的智能充电流程主要是：涓流充-->恒流充-->恒压充-->电压检测。所以，在电路设计过程中，我们必须充分做好其充分保护、充分的充电、自动化的监测和自动的控制。
CYT5026是一颗能够有效的位单节锂电池制造出高精度、线性充电管理地芯片，需要一个外围的元件，实现对电池充电问题有效的解决。另外，CYT5026的设计必须严格按照USB产品设计的规范要求，由USB端口供电给电池充电的USB类产品，CYT5026还可使用在单独给锂电池的充电器中。
3 400mA低压差稳压器――CYT6119
LDO的内部拓扑结构主要是电流主通道的MOSFET，作为反向保护肖特基的二极管，作为输出电流大小的检测敏感器电阻，过温及其过压地保护电路，输出的电压在取样反馈电路、比较放大器，使得电路和基准电源的有效的组成，新LDO包含开机系统的自检Power OK。尤其是手机上选用地LDO的四大要素：噪音、压差、静态电源、共模抑止比，这些是LDO四大关键的数据，其产品设计师主要按照产品的负载，对电性能要求结合了四大要素选择出LDO。在手机上使用LDO要求了尽可能小的噪音，没有RF地便携式产品需要静态电流小的LDO。
4 电源管理的芯片--DC/DC
在输入和输出电压差相对较高的时候，开关稳定器有效的避开所有线性稳压器效率，经过适用低电阻开关、磁存储单元，实现高达百分之九十六地效率，所以有效的降低转换阶段功率的损失。选用开关频率较高的DC/DC能够充分缩短外部电感器、电容器尺寸、容量。开关稳定器缺点通常较小，经过应用好地设计技术进行克服，但是电感器频率的外泄干扰难以进有效的避免，设计过程中可以充分考虑EMI辐射进行考虑。
CYt3400主要是采用6引脚ThinSOT封装高效、固定频率同步升压型的DC/DC转换器，其器件主要包含一个内部的NMOS开关、PMOS同步的整流器，采用了单节AA电池输入提供出3.3V/100mA输出，1.2MHz开关频率允许采用了外型小巧、扁平的电感器、陶瓷电容器，有效的减少了方案中占位的面积。PWM电流模式中设立了补偿，使得外部的元件得到有效的减少，CYT3400在轻负载的条件下，进行连续开关模式的操作，抗振铃的控制电路经过在不连续第模式中，实现电感阻尼对EMI的控制。
5 音频功率放大器(CYT4990)
CYT4990主要适用在移动电源、便携式通讯设备地音频功率放大器，5V电压的过程中，最大驱动的功率是2w，音频的范围中总谐波的失真噪小于了 0.1％（1～20KHz)。 CYT4990应用的电路十分简单，只是需要极少数的外围器件，CYT4990输出是不需要任何外界耦合电容，采用了MSOP、CSP封装，有效的节约了电路的面积，比较适用移动电话、各种移动设备等使用低电压和低功耗的应用方案。
6 触摸屏控制电路（CYT2046）
结束语：
总而言之，电源管理是美国半导体的核心业务，电源管理的工作将对电子产品的设计工作有着重要的影响。我们在个客户提供出解决方案的时候，并不是推荐一些固定电源的管理技术，针对其客户设计、要求提供出有针对性、灵活性强的方案，进一步的保证最终的设计实现最佳电源使用的效率。
参考文献
[1]习林茂.一种SOI CMOS电压转换电路的设计[D].西安电子科技大学,2011.
[2]张培剑.基于智能IC卡的小型电源管理模块设计[D].山东大学,2013.
论文作者:何斌
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年4月上
论文发表时间:2018/10/8
标签：电源论文; 芯片论文; 产品论文; 锂电池论文; 电压论文; 电路论文; 电感器论文; 《新材料·新装饰》2018年4月上论文;