----隨著筆記本電腦、移動電話、PDA等移動設備的不斷發(fā)展,其電源IC的品種也因追求設備高性能化的緣故而日漸繁多。CPU、微控制器、DSP等各自需要固有的工作電壓,使得設備中的工作電壓至少已達5種之多,并會隨所用器件版本的不同而發(fā)生變化。另外,為了實現移動設備的體小量輕和更長的電池使用壽命,少數半導體芯片的功耗反而會增加。在這種情況下,采用標準化的電源IC或定制電源已呈落伍之勢,而具有高靈活性和高性能的小型通用電源IC則漸成新寵。本文以美國凌特公司（Linear Technology）推出的幾款產品為例對近期移動設備用電源IC的發(fā)展動向做概要介紹。

---- 一、面向中等功率電池驅動型應用的開關穩(wěn)壓器IC
--1．同步整流開關穩(wěn)壓器控制器IC
--在50W左右的中等功率應用（例如筆記本電腦的電池驅動）中,同步整流型開關穩(wěn)壓器可以說已經成為一種主流產品。同步整流型架構大約是在10年之前作為開關穩(wěn)壓器控制器而實現IC化的。當時,它使得降壓操作的效率從原先的70%～80%提高到了90%以上,從而大幅度地延長了筆記本電腦的運行時間。隨著CPU性能的提高,功率要求也變得越來越高,凌特公司最近推出的LTC1778通過用功率晶體管的接通電阻來替換會產生損耗的檢測電阻的方法獲得了超過95%的效率。
--在追求高效率的同時,人們還為能夠提供更高的功率而引入了多相架構。LTC1628是凌特公司于4年前推出的兩通道、兩相開關穩(wěn)壓器控制器IC。它采用使兩個通道異相工作的時鐘來進行驅動,使得輸入電容器的容許電流減小了50%,輸入噪聲和電容器的數目也有所減少（圖1）,主要用于個人電腦等的5V/3.3V系統(tǒng)電源。為了與更高的功率要求相對應,凌特公司又開發(fā)出了LTC1629,它利用級聯連接實現了12相（最大）操作和200A的供電電流,可用于功率超過100W的服務器電源。


--目前,隨著器件的設定振蕩頻率的提高,凌特公司推出了電感器及電容器外形尺寸更加小巧的LTC3728、LTC3729以及可用于為CPU內核等提供大功率的單通道、三相同步降壓型開關穩(wěn)壓器控制器LTC3731產品系列。這些IC主要應用于筆記本電腦的系統(tǒng)電源和I/O等,此外還可在諸如車載導航、PDP、LCD電視和數字家電等具有計算機型內部結構的眾多產品中得到廣泛應用。
--2．同步整流單片穩(wěn)壓器IC
--在同步整流型IC的發(fā)展歷程中一直都是以外部功率MOSFET作為控制器,不過,具有約10W最高功率的內置功率MOSFET的穩(wěn)壓器IC已開始呈上升之勢（圖2）。

以LTC3411（1.25A）、LTC3412（2.5A）和LTC3414（4A）為代表的降壓型轉換器不僅結構非常簡單而且節(jié)省占用空間。另外,還可采用高達4MHz的振蕩頻率以及外形纖巧的電感器等外部元件。預計采用同步整流 + 功率FET + 小外形封裝的升壓及升壓/降壓型穩(wěn)壓器IC的面市已經為期不遠了。

二、便攜式終端用電源
--1．單節(jié)鋰離子電池至3.3V
--出于性能的考慮,移動設備一般采用可再充電型鋰離子電池。單節(jié)鋰離子電池能夠提供2.8～4.3V 的可用電壓,對于要求3.3V系統(tǒng)電壓的場合,當輸入低于3.3V時需要進行升壓操作,而當輸入高于3.3V時則需進行降壓操作。過去采用的是由開關電源來升壓、而由線性穩(wěn)壓器來降壓的效率非常低的方法以及需要使用兩個電感器的開關電源SEPIC電路,結果,當輸入低于3.3V時電池電壓會出現不穩(wěn)定,從而引發(fā)諸多問題。
--LTC3440是可利用高于、低于或等于輸出電壓的輸入電壓進行固定頻率操作的高效同步整流升壓/降壓型DC/DC轉換器（圖3）。該器件可在上述條件下提供穩(wěn)定的3.3V輸出。與SEPIC電路不同的是它只需一個電感器就能夠進行升壓/降壓操作,并利用同步整流實現了高達96%的效率（圖4）。另外,這款器件無需使用肖特基二極管,并內置了輸出FET。
--LTC3440的輸入輸出范圍為2.5～5.5V（最適合采用單節(jié)鋰離子電池）,可設置振蕩頻率范圍為300kHz～2MHz,并內置軟啟動、熱關斷和限流保護功能,封裝型式為熱特性增強型10引腳MSOP,可廣泛應用于各種手持式設備、移動設備和數碼相機等。
--2．CPU、DSP用低壓電源IC
--作為要求2.5V或1.8V工作電壓的CPU內核及DSP等的降壓專用IC,LTC3405和LTC3406得到了用戶很高的評價。這兩款輸出電流分別為300mA和600mA的同步整流型DC/DC轉換器能夠利用單節(jié)鋰離子電池或穩(wěn)定的3.3V輸入獲得2.5V、1.8V和最小0.8V的輸出。所需的元件基本上都內置于高度為1mm的ThinSOT封裝中,僅需的外部元件是兩個電容器和一個電感器（固定電壓器件版本）。由于可采用1.5MHz振蕩頻率和陶瓷電容器,因而能夠使用體積更小的元件（圖5）。
--3．LCD用電源
--目前,移動電話所使用的彩色液晶屏有兩個主要發(fā)展趨勢,一是屏幕尺寸變大,二是屏幕數量增多。另外,越來越多的移動電話開始配備照相功能。與LCD畫面相關的電源包括偏壓用、背光源用和照相機用等等。
--用于LCD偏壓的新產品——微功率升壓型轉換器LT3464采用ThinSOT封裝,內置肖特基二極管并安裝了輸出斷接電路。該器件可分別由3.6V和5V輸入來提供16V/8mA和12V/20mA輸出,最大輸出電壓為34V。升壓型轉換器在電路結構上存在這樣一個問題,就是即使在輸出被切斷的時候輸出端上也會出現與輸入電壓相近的電壓,因此短路保護不能簡單從事。但LT3464內置了輸出斷接用PNP晶體管,即便在器件關斷狀態(tài)下也不會產生電壓,因此除了LCD偏壓之外還可應用于許多其他升壓用途（圖6）。
--適合于驅動LCD背光源（串聯LED）并能夠防止LED亮度不均的開關穩(wěn)壓器IC——LT1618（最多可驅動32個白光LED）、LT1932（最多可驅動16個白光LED）、LT1937（最多可驅動3個白光LED）、將外部肖特基二極管內置的LT3465（最多可驅動6個白光LED）以及具有上佳的噪聲性能且所需元件數目較少的LTC3200、LTC3201、LTC3202（最多可驅動6個并聯白光LED）系列器件均已由凌特公司推向市場,它們適合用作根據紛繁復雜的條件來對多個LED進行驅動的器件。由于便攜式設備的LCD光源會消耗一定的功率,因而對驅動器的效率也有著很高的要求（圖7）。
--參考文獻
--1 Linear Technology Data Sheet
--2 《今日電子》2003年電源增刊