除了鋰和鎳電池，多種移動手持式設(shè)備通常由于安全、便利性和成本原因，會采用不可再充電或可再充電的兩節(jié)AA或AAA堿性電池供電。這些AA和AAA電池也用鎳氫金屬或新的圓柱型鋰化學(xué)材料制造。很多這些移動設(shè)備還通過USB和/或交流適配器供電。不過，管理多個進(jìn)入手持式設(shè)備的輸入電源通路是一個日益復(fù)雜的任務(wù)，因?yàn)橛卸鄠€具有排序要求的電源電壓、需要最佳效率以及空間非常有限。這些因素已經(jīng)促進(jìn)了面向空間受限型電池供電設(shè)備的高度集成電源管理IC(pMIC)的開發(fā)，這類設(shè)備的例子包括個人導(dǎo)航設(shè)備(pND)、數(shù)碼相機(jī)(DSC)、手持式計(jì)算機(jī)、媒體播放器、超小型錄像機(jī)和便攜式醫(yī)療設(shè)備。

使用由兩節(jié)AA/AAA電池和一個5V交流適配器/USB端口供電的手持式設(shè)備時，最大的難題之一是，能夠?yàn)橹麟娫窜壧峁┮粋€固定的3V或3.3V輸出，并為給一個微處理器或DSp內(nèi)核電壓以及存儲器供電提供兩個低壓(1.Xv)輸出。如果該設(shè)備用一個5V交流適配器/USB端口供電時，那么只需要降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換。然而，如果該設(shè)備由兩節(jié)堿性電池供電，那么就需要一個降壓-升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，以提供3V或3.3V主電源軌，同時還需要降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器為低壓(1.xV)軌供電。這是因?yàn)?，兩?jié)AA電池(鎳或堿性)的放電曲線從約3.25V開始并下降至約1.8V。不過，如果使用新的圓柱型鋰AA和AAA電池，這一范圍向上移動約0.3V(高壓端移動至約3.6V)，從而進(jìn)一步導(dǎo)致需要一個降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器在整個電池放電電壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)3.0V/3.3V軌。

此外，自主管理和優(yōu)化諸如USB、交流適配器和電池等輸入電源之間的選擇同時最大限度降低便攜式手持產(chǎn)品中產(chǎn)生的熱量帶來了極大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)師們傳統(tǒng)上一直用MOSFET和運(yùn)算放大器等分立組件來執(zhí)行這一功能，但是也一直面臨著熱插拔、產(chǎn)生過多熱量、至負(fù)載的大浪涌電流和大電壓瞬態(tài)等問題，所有這些問題對系統(tǒng)可靠性都有負(fù)面影響。

減少熱量

很多模擬pMIC提供多種片上線性穩(wěn)壓器。不過，線性穩(wěn)壓器如果沒有用充足的銅走線布線、散熱器或良好設(shè)計(jì)的輸入/輸出電壓和輸出電流恰當(dāng)?shù)毓芾恚涂赡茉诋a(chǎn)品中產(chǎn)生局部熱點(diǎn)?；蛘撸?dāng)輸入和輸出電壓之差大和/或如果輸出電流大時，開關(guān)穩(wěn)壓器提供更高效率的降壓方式。它們的使用在今天功能豐富和具有片上低壓微處理器的器件中很普遍。結(jié)果，為大多數(shù)電壓軌實(shí)現(xiàn)基于開關(guān)模式的電源成為必然之事。既然線性電池充電器是一個熱源，那么它們也帶來熱量問題。

由多節(jié)AA/AAA電池供電型電子設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的關(guān)鍵挑戰(zhàn)包括：

•用兩節(jié)或3節(jié)AA/AAA外型尺寸(一次性電池)的電池為IC供電；

•在整個電池放電電壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)3V或3.3V

•有效地提供額外的系統(tǒng)電壓軌

•最大限度減小任何作為熱量耗散的功率

•管理多個輸入電源之間的電源選擇

•為多個電壓軌提供正確的加電排序

•最大限度減小從電池抽取的備用或無負(fù)載電流

•最大限度減小解決方案占板面積和高度

一個簡單的解決方案具低損耗電源通路控制的pMIC

凌力爾特公司的pMIC具有電源通路(powerpath™)控制和其它最佳集成功能構(gòu)件，如高效率可編程降壓-升壓型和降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器，簡單且非常容易地解決了這些設(shè)計(jì)難題。這是因?yàn)榱枇柼毓疽呀?jīng)采取了不同的pMIC開發(fā)方法，運(yùn)用更加嚴(yán)格篩選的集成度提供一個緊湊型解決方案，而且沒有任何性能折中。

凌力爾特公司很多pMIC的關(guān)鍵功能是電源通路控制。這種自動負(fù)載優(yōu)先處理能夠自主和無縫地管理諸如USB端口、交流適配器和電池等多個輸入電源之間的電源通路，而且在有些情況下(線性和開關(guān)模式)可以控制向負(fù)載的供電。低損耗開關(guān)電源通路控制不控制到負(fù)載的功率，但是確實(shí)比傳統(tǒng)工業(yè)pMIC控制方法有很多優(yōu)勢。輸入功率從兩個輸入電源(諸如兩節(jié)AA或AAA電池或一個USB/交流適配器電源輸入)中的任意一個饋送到IC，而且電源通路是自動選擇的。輸出軌從任意一個使用高效率開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入電壓源產(chǎn)生。降壓型穩(wěn)壓器有3個而不是典型的兩個開關(guān)FET。其優(yōu)點(diǎn)是在輸入端去除了一個串聯(lián)電源控制組件(降壓型穩(wěn)壓器或線性穩(wěn)壓器)，從而提高了效率并降低了產(chǎn)生的熱量。從本質(zhì)上講，它是一個零損耗或低損耗的開關(guān)電源通路。

此外，在傳統(tǒng)的電池饋電充電系統(tǒng)中，用戶必須等待，直到提供充足的電池充電和電壓，以獲得系統(tǒng)功率。因此，低損耗(和其它類型)電源通路控制的一個附加好處是，不管電池的充電狀態(tài)，在加上USB輸入時，都能即時接通工作，所有輸出將立即有效。

LTC3101的推出
技術(shù)專區(qū)慕展上，世強(qiáng)帶來的SiC、GaN、三電平讓你的效率直達(dá)最high點(diǎn)如何利用二級輸出濾波器防止開關(guān)電源噪聲陶瓷垂直貼裝封裝(CVMp)的焊接注意事項(xiàng)及布局DC-DC轉(zhuǎn)換器的平均小信號數(shù)學(xué)建模及環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì)常用基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源產(chǎn)生辦法有哪些？