电子电路的发展,电源体积趋于模块化和小型化

随着电子电路的发展，电源体积趋于模块化和小型化。管理电源的模块主电路集成在芯片中，集成度越来越高，可以实现隔离保护等功能。可以说，电源管理已经成为B-72-5电子产品质量的一个非常重要的因素。过去，高效的电源管理往往需要让位于其他设计因素中。但随着它的重要性越来越高，情况就不同了。

延长电池寿命，降低应用尺寸，提高系统安全性，满足消费者对系统更可靠、成本更低、充电更快的期望，使设计师需要更多的精力来解决关键的电源设计问题。突破电源极限只不过是从这些方向开发新技术、包装和电路设计技术。如果描述不够直接，我们可以更直观地看到功率密度、电磁干扰和电源信号完整性的增加。

空间小，功率大。

功率密度绝对是最重要的问题。第一个发展趋势是尽可能在较小的尺寸内实现更大的功率，从而以较低的系统成本增强系统功能。随着用户对电源的需求越来越明显，电路板的面积和厚度已成为提高功率密度的最大限制。电源设计师必须将更多的电路集成到其应用程序中，以实现芯片产品的差异化，提高效率。此外，它还将显著提高设备的散热性能，并实现更小的散热。

为了实现这一目标，首先需要更高的效率，然后需要更高的开关频率。氮化镓IC可以提供优异的开关性能。一些氮化镓IC将集成硅驱动器。与分立硅栅极驱动器相比，集成氮化镓IC驱动器可以实现更高的开关SOA。优异的开关性能对降低设备产热非常有效。电源节点电压处理是降低设备产热的另一种有效方法。在较小范围内控制电源处理节点电压可显著降低设备产热。目前，总体趋势往往小于100V。

另一个想法是通过包装创新实现更高的功率密度，这也非常重要。晶圆芯片级包装WCSP可以尽可能减少负载开关的占用空间，并使用硅芯片将焊球连接到底部。该包装最大限度地减少了外观尺寸，用于输入和输出引脚的焊球数量限制了负载开关可以支持的最大电流。采用导线键技术的塑料包装将管芯连接到导线上，使更多的电流从输入流向输出，为自热提供了良好的散热特性。然而，这种包装有一个问题。导线键塑料包装需要大量的关键线本身空间，比芯片尺寸本身更大。这需要在功率和尺寸上做出选择。不同的人有不同的观点。

优化静态电流，扩大电源功能，延长使用寿命。

我们总是希望电源能提高性能，提供更多的功能，而不影响电池寿命。这应该是许多应用程序希望实现的电源管理模式——多功能和低功耗。在不影响系统性能的情况下，通过芯片管理低静态电流是延长电池寿命和存储时间的有效方法。

简单地说，应用程序尽可能限制电流，然后在不使用时关闭电流。一般来说，优化后的低静态电流通常可以延长设备的使用寿命。即使没有连接到电池的应用程序，也需要降低静态电流，以降低所有模式下的功耗。

过滤噪声，提高精度。

噪声和精度之间的纠缠是一个常见的问题，如何降低噪声和提高精度是所有组件都必须面共同问题。

从系统级噪声消除的角度来看，通过高电源抑制比（PSR）低压降压器（LDO）和片式滤波器实现更高的系统级抗干扰和抗噪声性能是一种有效的方法。高PSR可以实现更好的滤波和更低的输出噪声。低噪声（5μVRMS）输出可以大大降低频率噪声，保持电路的信号完整性。

降低噪声的一种方法是通过降低LDO内部误差放大器的带宽来降低LDO带宽。然而，减少误差放大器的带宽将不可避免地降低LDO的瞬态响应速度。另一种方法是使用低通量滤波器。滤波器的截止频率越低越好，以过滤几乎所有的带间隙噪声。

该工艺在影响IC的主要误差源中也起着非常重要的作用。先进的集成电路设计和低应力包装可以减少集成电路的误差源。

小结

降低EMI是实现更高效电源管理的一个相对广泛但不可忽视的方向。没有电子系统希望被高电磁干扰，但只能尽可能抑制。有源EMI滤波器和双随机显示频率(DRSS)可能会给出一些有效电源管理的想法。

有源EMI滤波器检测输入总线上的噪声或纹波电压，并注入异相消除信号以减少干扰。DRSS将低频三角调制与高频随机调制相结合，分别在低频和高频带上降低EMI。

新技术、包装和电路设计技术不断的不断发展，更高效的电源管理无疑将在这些方向上下功夫。