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    便携产品电源系统设计要求

    便携产品电源设计需要系统级思维，在开发由电池供电的设备时，诸如手机、mp3、pda、pmp、dsc等低功耗产品，如果电源系统设计不合理，则会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计和功率分配架构等。同样，在系统设计中，也要从节省电池能量的角度出发多加考虑。例如现在便携产品的处理器，一般都设有几个不同的工作状态，通过一系列不同的节能模式（空闲、睡眠、深度睡眠等）可减少对电池容量的消耗。即当用户的系统不需要最大处理能力时，处理器就会进入电源消耗较少的低功耗模式。

    从便携式产品电源管理的发展趋势来看，需要考虑这样几个问题：

    1）电源设计必须要从成本、性能和产品上市时间等整个系统设计来考虑；

    2）便携产品日趋小巧薄型化，必需考虑电源系统体积小、重量轻的问题；

    3）选用电源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗、突破散热瓶颈，延长电池寿命；

    4）选用具有新技术的新产品电源芯片，将新的电源芯片应用于新的设计方案中去，是保证新产品先进性的基本条件，也是便携产品电源管理的永恒追求。

    便携产品常用电源管理芯片

    ? 低压差稳压器（ldo linear regulators ）

    ldo

    vldo；

    ? 基于电感器储能的dc/dc converters (inductor based switching regulators)

    buck

    boost

    buck-boost；

    ? 基于电容器储能的charge pumps (switched capacitor regulators); ；

    ? 电池充电管理 battery chargers;

    ? 锂电池保护 lithium battery protection;

    电源管理芯片选用思考

    ? 选用生产工艺成熟、品质优秀的生产厂家产品；

    ? 选用工作频率高的芯片，以降低成本周边电路的应用成本；

    ? 选用封装小的芯片，以满足便携产品对体积的要求；

    ? 选用技术支持好的生产厂家，方便解决应用设计中的问题；

    ? 选用产品资料齐全、样品和demo申请用易、能大量供货的芯片；

    ? 选用产品性能/价格比好的芯片；

    ldo线性低压差稳压器

    ldo线性低压差稳压器是最简单的线性稳压器，由于其本身存在dc无开关电压转换，所以它只能把输入电压降为更低的电压。它最大的缺点是在热量管理方面，因为其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值。例如，如果一个驱动图像处理器的ldo输入电源是从单节锂电池标称的3.6v，在电流为200ma时输出1.8v电压，那么转换效率仅为50%，因此在手机中产生了一些发热点，并缩短了电池工作时间。虽然就较大的输入与输出电压差而言，确实存在这些缺点，但是当电压差较小时，情况就不同了。例如，如果电压从1.5v降至1.2v，效率就变成了80%。

    当采用1.5v主电源并需要降压至1.2v为dsp内核供电时，开关稳压器就没有明显的优势了。实际上，开关稳压器不能用来将1.5v电压降至1.2v，因为无法完全提升mosfet(无论是在片内还是在片外)。标准低压差(ldo)稳压器也无法完成这个任务，因为其压差通常高于300mv。理想的解决方案是采用一个非常低压差(vldo)稳压器，输入电压范围接近1v，其压差低于300mv，内部基准接近0.5v。这样的vldo稳压器可以很容易地将电压从1.5v降至1.2v，转换效率为80%。因为在这一电压上的功率级通常为100ma左右，那么30mw的功率损耗是可以接受的。vldo的输出纹波可低于1mvp-p。将vldo作为一个降压型开关稳压器的后稳压器就可容易地确保低纹波。

    开关式dc/dc升降压稳压器

    ? 当输入与输出的电压差较高时，开关稳压器避开了所有线性稳压器的效率问题。它通过使用低电阻开关和磁存储单元实现了高达96%的效率，因此极大地降低了转换过程中的功率损失。

    ? 选用开关频率高的dc/dc可以极大地缩小