演绎高效的电源设计

——ADI公司电源管理部门市场工程师张洁萍谈保证信号链的信号完整性

ADI公司一直以优异的电源管理解决方案著称，其设计的电源管理产品可以提供高效的电源设计，保证信号链的信号完整性。公司提供的实验室电路和ADIsimPOWER工具可简化电源电路的选择和设计工作。日前，在与ADI公司电源管理部门市场工程师张洁萍的交流中，我们更领略到该公司在这一领域的优势所在。

产品丰富，传统优良

张洁萍介绍说，ADI公司电源管理产品线涵盖电池充电器、LED驱动器、线性稳压器、多路输出调节器、电压监测器和监控器、开关控制器、数字电源管理、热插拔控制器、MOSFET 驱动器、便携式电源解决方案、电源时序控制器、开关电容变换器和变换调节器等电源管理产品。公司也在不断扩充的线性和开关调节器、控制器、电源监控器、时序控制和热插拔产品，这些都沿袭了ADI公司45年以来在信号处理IC领域可靠、创新、追求卓越性能和价值的优良传统。

应对低功耗高能效挑战

张洁萍表示，目前，电源管理IC的集成度越来越高，功率密度越来越高，在制造工艺方面有哪些挑战。随着电源技术的逐步成熟，优秀的电源IC以独特的制造工艺和特殊的功能取胜。ADI和制造工艺商保持紧密的联系，对前沿的工艺大胆尝试，使得集成度及功率密度等方面优于竞争对手，比如将多DIE集成封装，集成MOS采用特殊的沟道方式等。

同时，ADI公司通过改进功率器件工艺进而提高电源管理产品的效率。另外，从系统角度出发，符合系统应用及工作状态的控制方式极大的提高了系统效率。控制器件通过检测系统的工作状态，动态的调节输出电压来达到效率优化的目的。随着系统容量的不断扩充及空间的考量、电源的通道数有所增加、控制器件通过检测输出功率、调节输出通道的开通与关断来达到提升系统效率的目的。

高效、节能、环保是未来产品发展的趋势，如何提高系统电源的效率是厂商们所关心的问题之一。在现今节能环保的大趋势中，采用先进工艺的ADI的电源管理产品可以帮助客户实现低功耗高能效。

电源管理技术供应商已不仅仅局限在电源技术本身，从而形成了对更多的系统级知识的要求，比如对系统级信号处理技术的把握，以及电源管理和信号处理的结合，因此，实现在整个信号链上管理功耗和效率变得越发关键。

ADI公司为当今低功耗应用提供高度集成、高能效、PCB面积需求更低的电源管理解决方案，可帮助系统架构师设计高能效电源系统。ADI产品的优势在于频率高、体积小、效率高、集成性强、噪声低、静态电流低，动态电压可调和灵活的接口。这些优势很好地解决了当今低功耗系统的电源挑战。

便携式设备更要优化电源

张洁萍认为，便携式产品集成的功能越来越多，集功能娱乐于一体。对于便携电源产品，由于空间的限制，要求芯片级产品具有更小的体积，更高的集成度，更少的外围器件。这就意味着电源管理IC要应对电池使用时间、高集成性、可靠性、外形因子以及成本等方面的挑战。而目前，便携式移动设备的电源管理系统还是存在一些技术上的难题，主要体现在以下三个方面：

第一，电源管理系统中较根本的问题是如何提高电源效率。

第二，平衡效率与尺寸，提高频率可以使用较小的电感，这样可以有效的减少PCB面积。但提高频率的同时，也会降低系统的效率，所以在工作频率和PCB面积间需要找到一个合理的平衡点。

第三，RF和音频线路则要求电源管理系统具有更低的噪音和更高的隔离。

针对便携式电源管理方案，ADI提供的解决方案为白光闪光灯驱动芯片，代表产品为ADP1650；LED并联或串联背光驱动芯片，代表产品有ADP8861、ADP8885；负载开关，可参考ADP19X系列；点负载降压调整器，ADP2147，ADP2138产品；同时，ADI提供的高频PMU，比如ADP2140等产品不仅减少了PCB尺寸，也提升了系统性能。

ADI在针对便携式电源管理系统方面，力求从客户的系统角度出发，为客户带来节能高效的电源管理系统。

LED应用的挑战与应对

在谈到LED应用给电源管理IC带来的主要挑战时，张洁萍认为，在汽车应用方面，随着LED照明在汽车的应用中逐渐增加，因此对高电流LED汽车应用中的LED驱动器IC产生了许多新的性能要求。首先，LED驱动器必须可提供恒定电流，以保持均匀的亮度。其次，LED驱动器必须实现高效运作。另外，这些应用还需要占板面积非常紧凑和散热效率很高的解决方案。

在便携设备应用方面，目前便携设备都具备高性能、高分辨率才能支持涵盖从互联网接入和移动电视到视频回放的整个范围的应用。然而，这些显示屏需要4个或更多用于背光的LED和驱动器。许多便携式电子设备都需要额外的电源电路来驱动辅助RGB状态灯和键盘背光。

ADI公司的主要解决方案包括：ADI公司提供的白光闪光灯驱动芯片，代表产品为ADP1650。该产品集成了I2C兼容接口的1.5A LED闪光驱动器。器件集成了1.5MHz或3.0MHz同步电感升压转换器，I2C兼容接口和1500mA电流源。火炬模式电流高达200mA，效率大于90%(峰值)，主要用在照相手机和智能手机以及数码相机,摄像机和PDA。

ADI公司提供的LED并联或串联背光驱动芯片，代表产品有ADP8861。ADP8861提供一个强大的电荷泵驱动器，可以独立控制多达7个LED。其中的6个LED可独立驱动至30 mA（典型值），第七个LED则可驱动至60 mA（典型值）。所有LED的较大电流和渐亮/渐暗时间，均可以通过I2C® 接口编程。这些LED也可以合并为若干组，以减少渐亮/渐暗期间的处理器指令。

未来创新是电源管理的精髓

张洁萍表示，未来几年，新能源领域将会成为电源管理的热点应用领域，并会促进电源管理产品的增长。绿色、环保、节能一直是这几年电源动力系统技术创新的重点。随着绿色技术在各行业的不断渗透，新的行业标准也在推动产品升级。照明、电信、智能电网、智能家电等领域同样具有巨大的增长空间，也是电源厂商重点关注的方向。

数字电源是目前电源管理产品发展的新方向，主要面向服务器、电信系统、有线/无线数据通讯等工业与医疗设备应用市场。数字控制器解决方案主要可以分为固定功能硬件和DSP，它们各自有优缺点：固定功能的硬件解决方案虽速度快、体积小、成本低，但缺乏弹性；DSP有不错的弹性，但体积大、成本高、软件学习过程需要很长的时间，而且速度慢。另外，模块化电源、网络化电源等也是目前的关注焦点，模块化电源，除了能提高电源供应的可靠性，企业自身还可根据用电负载选配模块。因此，厂商们如果想要在激烈的市场竞争中保持甚至提高市场占有率，持续技术和产品创新是重中之重。

因此，ADI一直在和客户紧密合作，了解系统的需求，较新的应用及技术发展的态势，将产品、技术和应用三者紧密结合，ADI致力于开发各种具有差异化的产品来满足客户的应用。

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