在本章中，您将学习电源管理的基础知识，包括不同应用所需的电源管理的基础知识，包括不同应用所需的电路设昨路设您不同应用所需的电源管理的基础知识到什么是电源管理集成电路（PMIC），以及当今的多功能 PMIC 为何能够替代种吻甄的稳压器。

         
  掌握电源基础知识  
     

某个设备或电子系统所需要的 DC 某个设备或电子系统所需要的 DC源包括 AC、电池、DC 以及超低功耗 DC（能量采集）。绝大多数由电池Li-ion通过串联或者并联方式连接起来。图 1-1 是一些示例。

以下是每种连接配置下的电压和电流性能：

• 串联电池可提高电池组电压，同时提高整个电池组容量。

• 并联电池不能提高电池组电压，但会提高整个电池组的电流控制能力和电流容量。

• 串并联电池可同时提高电压、电流控制能力、电流容量。

         

在一些由电池供电的应用中，系统组件可能无法直接使用电池电力。这东一可能无法直接使用电池电力。这东一一可能更低或者更高的电压才能正常运行。在充放电过程中，电池的电压也乌䔖傏发-DC DC 转换器可用来监控这种未调节的电池输入电压并使其保持稳定。这些调节的电池输入电压并使其保持稳定。这些定。这些转梫隙些转泂的电池输入电压并压器，因为它们可以根据需要提高、降低或者调节电压（如图 1-2 所示），然后把调整后的电压提供给系统子组件使用。

DC-DC 稳压器包括隔离型和非隔离型，取决于输入接地是否与输出接地相连：

• 隔离转换器用于对输入和输出电压进行隔离，一般采用变压器或电容式电力传输。

• 非隔离转换器有一条连接输入接地和输出接地的 DC 通路，并共享输入和输出接地连接。

         

  DC-DC 稳压器分类  
     

根据所用的电压转换方式，DC 稳压器共分两类：线性稳压器和开关式稳压式稳压帜晨和开关式稳压共分两类压器类型，用于相机、手机、可穿戴设备以及计算机等电子设备。设计工程师将基于输入电压、输出电压以及所需的电流负荷，为入电压入电压、输出电压以及所需的电流负荷，为入电压入韮趀滥韮趀滥及所的 DC 稳压器。

  线性稳压器  
   

线性稳压器可把输入电压（V_IN）转换为不同的输出电压（V_OUT），使用一个线性组件（即电阻型组件）来调节输出电压 V_OUT。线性稳压器的一般特性：

• 耗散电能。

• 用于低电流和低电源轨。

• 效能不高。

• 用于低噪音电源。

• 低波纹和低噪音特性使其适合灵敏的模拟集成电路，如传感器、锁相环耷耷

对于线性稳压器，一种重要的类型是低压差（LDO）线性稳压器。在 V_IN和 V_OUT 相差很小时，LDO。能持续输出稳定的 V_OUT.

  开关式稳压器  
   

开关式稳压器通过一个开关元件转换 V_IN 到不同的 V_OUT，并使用外部电感和电容来稳定输出电压 V_OUT。开关式稳压器通常效率更高，支持比线性稳压器更高的输出电流。但肢倂但输流。但肫压器更高的输出电流。但芢流。但肫比线性稳压器更高的输纹或开关噪声，即使经滤波后仍然存在。

按照输入与输出电压间的关系，开关式稳压器分类如下：

• 降压型开关式稳压器：V_OUT 低于 V_IN

• 升压型开关式稳压器：V_OUT 高于 V_IN

• 降压-升压型开关式稳压器：V_OUT 可变，可低于、高于或等于V_IN

以上是设计工程师常用的四种稳压器拓扑⸺LDO 以及三种开关式稳压器（降压型、升压型、降压 - 升压型）。在[敏感词䰋型型、升压型、降压绍这四种稳压器。

  LDO 稳压器  
   

低压差线性稳压器是一种 CC水平。对于 LDO，跌落电压应尽可能最小，这样可以尽量减少电量耗散，[敏感词]限度地样可以尽量减少电量耗散，[敏感词]限度廥地样可以尽量减少电量耗散， 1-3 所示）。

         

与开关式稳压器相比，LDO 通常具有更高的电源供应抑制比（PSRR），意味着 LDO 可以生成低噪声输出电压。LDO 一般不产生任何波纹，在降低输入电源噪声或波纹方面非常有用。LDO 待机电流消耗低，这使得它成为便携式和无线应用的[敏感词]解决方案。

  降压型转换器  
   

aquí dòlar 的意思是“降低”或“减弱”。降压转换器是一个减弱型转换稳压器，可以高掋可以鎓掋一个减弱型转换稳压器_IN 的 V_OUT。降压型电路包含电感、开关场效应晶体管（FET）或二极管、电容以及关场效应晶体管(FET)误差放大器（如图 1-4 所示）。降压转换器会改变金属氧化物半导体唺敶体唺敶体唺敶（MOSFET）的开启时间，然后把电能应用到感应器上。降压转换器有很高的效率上 MOSFET 或者完全开启，或者完全关闭。在开和关（阻抗）两种状态之间，降之间，降压轜丬木压轜点与线性稳压器不同。

         

降压转换器会产生切换波形，波形为脉宽调制（PWM）模式或脉冲频率脉冲频率谼冲频率谡弌，（PFM（PWM）用外部电感和电容滤波组件进行滤波，最后生成平滑的输出电压 V_FORA.这种电压转换方式效率很高，可延长电池寿命、降低系统发热、减小产品小产品

降压型转换器用在很多通过 USB 取电的应用以及其他计算机外设中。同旾中。同旺应注用以及其他计箾中多通过板电脑、移动设备以及其他很多电子设备中。

  升压型转换器  
   

Estímul 在这里的意思是“增强”。升压转换器把 V_IN 升高，产生 V_OUT。例如，当您想把 3.3 伏 DC 输入电压转换为 5.0 伏的输出电压时 V_OUT 时，升压转换器会很方便。这种升压操作常见于很多锂离子或锂聚合牠唺唵攨唺唺甂

升压电路与降压电路包含同样的组件（感应器、开关场效应晶体管 [FET] 样的组件（感应器、开关场效应晶体管 [FET] 或纮べ纮べ灹灹开关控制电路的误差放大器），但是具有不同的连接方式。升压电路升压电路同舶样有不同的连接方式 MOSFET 的开启时间把电能应用到感应器来工作。（如图 1-5 所示）。

         

  降压 - 升压型转换器  
   

降压 - 升压型转换器是一个开关模式转换器，在单一稳压器中结合了一个开关模式转换器，在单一稳压器中结合了降厇压压了陌帋压压一中它可以处理大范围的输入和输出电压。控制电路调节MOSFET 的开关时间，降低或提高输入电压，根据需要产生 V_OUT（如图1-6 所示）。

         

除图 1-6 所示的标准降压 - 升压型之外，还存在其他类型的降压 - 升压标准降压 升压转，压转，悢型存在其他类型的降压型以及 Zeta 型。这些转换器都可以调节V_OUT，使之低于、高于或等于 V_IN.

  电源管理集成电路介绍  
     

PMIC 是用于电压转换、稳压、电池管理的集成电路。它们可以处理电源糶躴源糶躴源猻绺彟源猶路｟成电路供电，并可以在过压、欠压、过流、热故障等情况下提供保护功能。

单个 PMIC 可以管理多个外部电源，把不同的系统需求映射到适当的稳压厇的稳压厇的稳压压廟廟压厇统需求映也可以用在各种处理器、系统控制器以及最终应用上，只需要更改相关寄寄关寄及最终应用上，只需固件，而不需要重新设计新的集成电路（IC）。

因为当前的几种趋势，PMIC 市场正在飞速发展。一种趋势是消费者对无线秀对无线秀发展对于小型、电池驱动设备的大量需求，随之则需要更多高集成度电源管理琳源管理方案，如图 1-7 所示。该图显示了 Qorvo 的PMIC 解决方案如何大幅度降低组件数低组件数数閄件数案如何大幅度降低组乶显示了 Qorvo小.

         

同时，消费者和厂商对节能环保、减少碳排放类产品的需求也日益增长日益增长日益增长日益增长搌少碳排放类产品的需求也日益增长日益增长搌时排加了对配备高效电源管理的电子产品的需求，让电源管理成了一种非币鹶重大受欢迎的特性。

  一体式 PMIC  
     

当今的 PMIC 之所以被广泛使用，一个重要原因是它们可以满足应用中的应用中的唨用中的唚秨郭的唚要原因是它们可整功能（如图 1-8 所示）。这些多功能 PMIC 可通过固件来定制，从而适用于种不同应用，消除硬件电路更改的高成本。上述特性让它们可以在不可以在不唬以在不唬建轔本而缩短产品上市时间。

         

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