パワーマネジメントチップ

パワーマネジメント集積回路（パワーマネジメント集積回路）は、電子機器システムにおける電気エネルギーの変換、分配、検出、およびその他の電力管理の責任を担うチップです。主に、 CPUと対応する短いモーメント波を生成します。電力出力のために後続の回路を促進します。一般的に使用される電力管理チップには、LMG3410R050 [1]、UCC12050 [2]、BQ25790 [3]、HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494などがあります。
使用する
CPU電源の振幅を特定する
一般的に使用されるチップ
LMG3410R050、UCC12050、BQ25790、HIP6301、IS6537、RT9237など。
ベーシックタイプ
主な電力管理チップの一部はデュアルインラインチップであり、一部は表面実装パッケージです。HIP630xシリーズのチップは、有名なチップ設計会社Intersilによって設計されたより古典的な電力管理チップです。 2/3/4相電源をサポートし、VRM9.0仕様をサポートし、電圧出力範囲は1.1V-1.85V、出力は0.025V間隔で調整可能、スイッチング周波数は最大80KHz、大電力電源、小リップル、内部抵抗小などの特性により、CPU電源電圧を正確に調整できます。
基本的な定義
電力管理集積回路（IC）は、電子機器システムの電気エネルギーの変換、配電、検出、およびその他の電力管理を担当するチップです。主に、ソースの電圧と電流を、マイクロプロセッサやセンサーなどの負荷で使用できる電力に変換する役割を果たします。
1958年、テキサスインスツルメンツ（TI）のエンジニアであるジャックキルビーが集積回路を発明しました。チップと呼ばれるこの電子部品は、信号処理と電力電子機器の新時代を切り開きました。キルビーも2000年にこれに依存しました。この発明は、ノーベル物理学賞を受賞しました。 。 [7]
製品型
電力管理の範囲は比較的広く、電力変換（DC-DC、AC-DC、およびDC-AC）、配電と検出、および電力変換と電力管理を組み合わせたシステムが含まれます。同様に、電力管理チップの分類には、線形電力チップ、電圧リファレンスチップ、スイッチング電源チップ、LCDドライブチップ、LEDドライブチップ、電圧検出チップ、バッテリ充電管理チップ、ゲートドライバ、負荷スイッチなどのこれらの側面も含まれます。 、広帯域ギャップスイッチなど。
適用範囲
電力管理チップの適用範囲は非常に広く、電力管理チップの開発は、マシン全体のパフォーマンスを向上させるために非常に重要です。電力管理チップの選択は、システムのニーズと開発に直接関係しています。デジタル電力管理チップは、コストの問題を克服する必要があります。
今日の世界では、人々の生活はすでに瞬間であり、電子機器なしでは実現できません。電力管理チップは、電子機器システムにおける電気エネルギーの変換、分配、検出、およびその他の電力管理を担当します。パワーマネジメントチップは電子システムに不可欠であり、その性能は機械全体の性能に直接影響します。
性能を上げる
すべての電子機器には電源が​​ありますが、システムごとに電源の要件が異なります。電子システムの最高のパフォーマンスを発揮するために、最適な電力管理方法を選択する必要があります。
まず第一に、電子機器の中核は半導体チップです。回路の密度を上げるために、チップのフィーチャサイズは常に減少傾向に向かって進んでいます。電界強度は距離の減少とともに直線的に増加します。電源電圧が元の5Vのままである場合、発生する電界強度は、チップを破壊するのに十分です。したがって、このようにして、電源電圧に対する電子システムの要件が変更されました。つまり、異なる降圧電源が必要になります。降圧しながら高効率を維持するために、一般的に降圧スイッチング電源が使用されます。
同時に、多くの電子システムは、電源電圧よりも高い電源を必要とします。たとえば、バッテリー駆動の機器では、液晶ディスプレイを駆動するためのバックライト電源、通常の白色LEDドライバーなどすべてが必要です。システム電源をブーストします。これには、ブースト圧力タイプのスイッチング電源を使用する必要があります。
また、現代の電子システムは、高速、高利得、高信頼性の方向に発展しており、電源への干渉が少ないと、電子機器の性能に影響を与えます。リップル電源は、電圧安定化やフィルタリングなどの処理を実行しますが、これには線形電源を使用する必要があります。
上記のさまざまな電力管理方法は、対応するパワーチップをごくわずかな周辺コンポーネントと組み合わせることで実現できます。電力管理チップの開発は、マシン全体のパフォーマンスを向上させるために不可欠な手段であることがわかります。 [8]
選択係数
電力管理の範囲は比較的広く、個別の電気エネルギー変換（主にDCからDC、つまりDC / DC）、個別の電気エネルギーの分配と検出、および電気エネルギー変換と電気エネルギー管理を組み合わせたシステムが含まれます。同様に、電力管理チップの分類には、線形電源チップ、電圧リファレンスチップ、スイッチング電源チップ、LCDドライブチップ、LEDドライブチップ、電圧検出チップ、バッテリ充電管理チップなどのこれらの側面も含まれます。以下に、電力管理チップの主なタイプとアプリケーションを簡単に紹介します。
設計された回路が高いノイズとリップル抑制を備えた電源を必要とし、小さなPCBボード領域（携帯電話やその他のハンドヘルド電子製品など）を必要とする場合、回路電源はインダクタ（モバイルなど）の使用を許可しませんステータスセルフチェック機能は、電圧レギュレータの低電圧降下と低消費電力、低回路コストと簡単なソリューションを必要とするため、リニア電源が最も適切な選択です。 。この電源には、正確な電圧リファレンス、高性能、低ノイズのオペアンプ、低ドロップアウトレギュレータ、および低静止電流のテクノロジが含まれています。
低電力電源、オペアンプの負電源、LCD / LEDドライブなどの場合、コンデンサベースのスイッチング電源チップがよく使用されます。これは一般にチャージポンプ（チャージポンプ）と呼ばれます。 AAT3113など、チャージポンプの動作原理に基づいた多くのチップ製品があります。これは、低ノイズの定周波数チャージポンプDC / DCコンバータで構成された白色LEDドライバチップです。 AAT3113は、効率を改善するために分数時間（1.5x）変換を使用します。デバイスは4つのLEDを並列に駆動します。入力電圧範囲は2.7V〜5.5Vで、各出力に約20mAの電流を供給できます。このデバイスには、出力ピンで発生する短絡を保護するための熱管理システム機能もあります。その組み込みソフトスタート回路は、起動時の電流オーバーシュートを防ぎます。 AAT3113は、シンプルなシリアル制御インターフェースを使用して、チップの32レベルの対数目盛輝度制御を有効、オフ、およびオフにします。
インダクタンスベースのDC / DCチップには、最も幅広い用途があります。用途には、ハンドヘルドコンピューター、カメラ、予備バッテリー、携帯機器、マイク、モーター速度制御、ディスプレイバイアス、カラーアジャスターなどがあります。主な技術には、BOOST構造電流モードループ安定性分析、BUCK構造電圧モードループ安定性分析、BUCK構造電流モードループ安定性分析、過電流、過熱、過電圧およびソフトスタート保護機能、同期整流技術が含まれます。分析、基準電圧技術分析。
基本的な電力変換チップに加えて、電力管理チップには、電力を合理的に使用するための電力制御チップも含まれています。 NiHバッテリーインテリジェント急速充電チップ、リチウムイオンバッテリー充電および放電管理チップ、リチウムイオンバッテリー過電圧、過電流、過熱、短絡保護チップ、ライン電源とバックアップバッテリー間の切り替え管理用チップ、USB電源管理チップ、充電など。ポンプ、複数のLDO電源、電源オンシーケンス制御、複数の保護、バッテリーの充電および放電管理用の複雑な電源チップなど。
特に家庭用電化製品で。たとえば、ポータブルDVD、携帯電話、デジタルカメラなどは、システムのパフォーマンスを最大化するために、ほぼ1つまたは2つの電源管理チップを備えた複雑なマルチチャネル電源を提供できます。
関連する利点
電子機器の機能と性能が高いほど、その構造、技術、およびシステムは複雑になります。従来のアナログパワーマネジメントICがシステムの全体的なパワーマネジメント要件を満たすことは難しく、コストも高くなります。デジタルコントローラーのコアは、主に3つの特別なモジュールで構成されています。アンチエイリアシングフィルター、アナログ-デジタルコンバーター（ADC）、デジタルパルス幅変調器（DPWM）です。アナログ制御アーキテクチャと同じパフォーマンスインジケータを実現するには、高解像度、高速、線形ADC、および高解像度、高速PWM回路設計が必要です。 ADCの分解能は、誤差が出力電圧の許容変動よりも小さい範囲を満たすことができなければなりません。必要な出力電圧リップルが小さいほど、ADCの分解能要件は高くなります。同時に、アンチエイリアシングフィルターとパイプラインまたはSARアナログ-デジタルコンバーターはループ遅延を引き起こすため、高サンプリングレートのアナログ-デジタルコンバーターが緊急に必要です。アナログコントローラには、生成できるパルス幅に固有の制限がありますが、DPWMは離散的で制限されたPWM幅のセットを生成できます。定常状態での出力の観点からは、1セットのディスクリート出力電圧のみが可能です。 DPWMはフィードバックループの一部であるため、出力に既知のリミットサイクル値が表示されないように、DPWMの分解能を十分に高くする必要があります。制限値を表示しないために必要な最小桁数は、トポロジー、出力電圧、およびADC分解能によって異なります。同時に、システムのループ安定性は、PIまたはPIDコントローラーによって調整されます。
今後の動向
将来的には、電力管理チップには幅広い展望があります。新しいプロセス、パッケージング、回路設計技術の開発を通じて、電力密度の向上、バッテリー寿命の延長、電磁干渉の低減、電力と信号の完全性の向上、システムの安全性の向上を実現できる優れたデバイスが増えます。世界中のエンジニアが達成できるように支援してください。革新。