正確選擇電源的集成電路(IC)表面上看似易如反掌。然而，隨著需要多電源電壓軌的消費(fèi)類電子產(chǎn)品的推出，這項(xiàng)工作變得愈發(fā)復(fù)雜。當(dāng)選擇實(shí)際工作中所需的IC時(shí)，必須考慮成本、解決方案的外形尺寸、電源、占空比以及所需的輸出功率等諸多因素。另外，必須根據(jù)重要性和相應(yīng)選擇的電源，對(duì)這些因素進(jìn)行排序。在本文中，我們將確定圖1所示電源的最佳解決方案。

示例應(yīng)用中采用的是便攜式電源，同時(shí)要求最大程度地降低功耗以及減小封裝尺寸、并由一塊單體鋰離子電池供電(12V供電電源對(duì)其進(jìn)行不間斷充電)。我們想最大限度的降低成本，但是，這種成本的降低只能以犧牲空間的方式為代價(jià)，而空間是最重要的要求條件。其次，就是最大限度的提高效率來延長(zhǎng)電池的使用壽命。

選擇最佳的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

首先，我們要檢查各電源軌的功率要求，以確定應(yīng)采用何種DC/DC轉(zhuǎn)換器(如感應(yīng)式轉(zhuǎn)換開關(guān)、線性調(diào)節(jié)器或充電泵)。

通常情況下，感應(yīng)式轉(zhuǎn)換開關(guān)是獲取最高效率的最佳選擇。而感應(yīng)式轉(zhuǎn)換開關(guān)電路需要一個(gè)轉(zhuǎn)換組件、一個(gè)整流器、一個(gè)電感器以及若干輸入和輸出電容器。在很多應(yīng)用中，可通過選用IC轉(zhuǎn)換組件和整流器均可實(shí)現(xiàn)器件的高度集成以此來縮小解決方案的尺寸。而且，上述電路的效率通常介于80%至96%之間，具體數(shù)值要視負(fù)載情況而定。由于電感器的尺寸所致，因此開關(guān)轉(zhuǎn)換器通常需要更大的空間，而且其價(jià)格一般也比較昂貴。另外，由于轉(zhuǎn)換的存在，開關(guān)轉(zhuǎn)換器也會(huì)從電感器和輸出端的噪聲中產(chǎn)生電磁干擾(EMI)輻射。

低壓降線性調(diào)節(jié)器(LDO)通過降低旁路組件兩端的輸入電壓來降低直流電壓。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于只需配置三種部件(旁路組件、輸入/輸出電容器)。 通常來說，LDO比較便宜，而且產(chǎn)生的噪聲比感應(yīng)式轉(zhuǎn)換開關(guān)低得多。由于該器件的輸入電流和負(fù)載電流相同，因此采用該解決方案的效率等同于輸出/輸入電壓的比值。然而，該方案的不足之處就是當(dāng)輸入/輸出電壓的比值較大時(shí)，則其效率較低。而且，所有的功率都被旁路組件消耗掉了，這也就是說，對(duì)于輸入/輸出差額懸殊的大電流應(yīng)用而言，LDO并非是上佳之選。因?yàn)樵诖蠊β实膽?yīng)用中，需要配置散熱裝置，所以這將增大解決方案的尺寸。

充電泵通過采用“快速”電容器(作為存儲(chǔ)組件)來提高/降低直流電壓或改變其極性，同時(shí)采用內(nèi)部開關(guān)來連接電容器，使其能夠進(jìn)行所需的DC/DC轉(zhuǎn)換。一般而言，充電泵要比感應(yīng)式轉(zhuǎn)換開關(guān)的成本低，而且不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。但是，充電泵的輸出紋波通常比感應(yīng)式轉(zhuǎn)換開關(guān)大，充電泵在輸出功率方面也受到限制。同時(shí)，其瞬態(tài)響應(yīng)受到快速電容器充電速率的限制。另外，在輸入電壓和輸出電壓相當(dāng)?shù)膽?yīng)用中，充電泵的效率通常相當(dāng)?shù)汀Ｓ谑?，為了進(jìn)一步減小解決方案的尺寸，有許多多輸出IC可供選擇。這些IC通常包括集成的MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，同時(shí)至少要求配置有外部組件。而且，單就這些IC而言，其成本或許更為昂貴。但是，通過減少生產(chǎn)過程中必須安裝到位的外部組件數(shù)量所獲得的收益，往往會(huì)抵消前期付出的高昂成本。

采用何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呢?

在如圖1所示的實(shí)際應(yīng)用中，由于空間的限制，所以LDO將成為我們的首選。然而，由于功耗和效率的限制，實(shí)際情況并非總是如此。就拿5V、2A的電源軌來說吧，顯而易見，需要選用一個(gè)開關(guān)轉(zhuǎn)換器。在這種情況下，一個(gè)LDO的功耗為14W，功耗顯然過高。然而，對(duì)這種電源軌而言，感應(yīng)式降壓轉(zhuǎn)換器將是最佳選擇。