正確選擇電源的IC(07-100)

　　首先，我們要檢查各電源軌的功率要求，以確定應采用何種DC/DC轉換器(如感應式轉換開關、線性調節器或充電泵)。

　　通常情況下，感應式轉換開關是獲取最高效率的最佳選擇。而感應式轉換開關電路需要一個轉換組件、一個整流器、一個電感器以及若干輸入和輸出電容器。在很多應用中，可通過選用IC轉換組件和整流器均可實現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，具體數值要視負載情況而定。由于電感器的尺寸所致，因此開關轉換器通常需要更大的空間，而且其價格一般也比較昂貴。另外，由于轉換的存在，開關轉換器也會從電感器和輸出端的噪聲中產生電磁干擾(EMI)輻射。

　　低壓降線性調節器(LDO)通過降低旁路組件兩端的輸入電壓來降低直流電壓。這種拓撲結構的優點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，而且產生的噪聲比感應式轉換開關低得多。由于該器件的輸入電流和負載電流相同，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輸入/輸出電壓的比值較大時，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，對于輸入/輸出差額懸殊的大電流應用而言，LDO并非是上佳之選。因為在大功率的應用中，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(作為存儲組件)來提高/降低直流電壓或改變其極性，同時采用內部開關來連接電容器，使其能夠進行所需的DC/DC轉換。一般而言，充電泵要比感應式轉換開關的成本低，而且不會產生電磁干擾。但是，充電泵的輸出紋波通常比感應式轉換開關大，充電泵在輸出功率方面也受到限制。同時，其瞬態響應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的應用中，充電泵的效率通常相當低。于是，為了進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場效應晶體管(MOSFET)，同時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，通過減少生產過程中必須安裝到位的外部組件數量所獲得的收益，往往會抵消前期付出的高昂成本。

　　采用何種拓撲結構呢？

　　在如圖1所示的實際應用中，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，需要選用一個開關轉換器。在這種情況下，一個LDO的功耗為14W，功耗顯然過高。然而，對這種電源軌而言，感應式降壓轉換器將是最佳選擇。

　　接下來，我們將對電池充電器進行分析。該電池通過5V的電源軌完成充電。我們采用的是充電電壓為4.2V的單體鋰離子電池。但是，由于實際應用中空間的局限性，因此，線性充電器將是一個不錯的選擇。因為只有當12V電源適配器正常工作時，電池充電器才能起作用，因此，其對充電效率的考慮并不多。然而，當所選擇的電池峰值充電電流深度放電后，電壓降至3V時，必須引起足夠的重視，并限制電池充電器的散熱。
　　·對于1.5V 的電源軌來說，選用開關降壓轉換器和LDO都行得通。但是，如果選用后者，效率將維持在25%左右的范圍，而且需要100mA的輸入電流。如果替換為降壓轉換器，效率將超過90%，而且需要的輸入電流僅為30mA。另外，有許多外形非常小巧的開關轉換器解決方案，而這些解決方案能夠提供所需的輸出功率。因此，LDO電路的大小是不可估量的。為了最大程度的延長電池的使用壽命，降壓轉換器當屬理想之選。

　　·對于2.5V的電源軌而言，上述兩種拓撲結構都可以發揮作用。由于需要的電流小、輸入/輸出差值較低，所以LDO堪稱最小封裝器件的上佳選擇。

　　·對于1.25V的電源軌而言，開關轉換器為最佳之選。由于所要求的負載高(300mA)、輸入/輸出差值大，所以LDO的功耗將非常大，而且效率極低。

　　·對于1.65V的電源軌而言，上述兩種拓撲結構都行之有效。通過采用與1.5V電源軌相同的邏輯分析方法，我們得出了這樣一個結論—選用開關轉換器。但是，之后探討的其他因素表明，應選用LDO。

　　·對于圖1底部的3.3V電源軌而言，由于要求輸出電流大，因此，選用開關轉換器當屬上佳之選。