电源及电源管理领域的几个创新

　　提高开关频率的方法探讨

　　在实现过程中，是否不再需要采用谐振的电源架构?Thomas认为，准谐振要求不能太高，如果是二三百瓦就不推荐了。当输出功率越高，电流就越大，导通损耗则越高。如果没有一个低导通电阻的MOS，导通损耗会很大。由于CoolMOS的导通电阻较低，可以降低导通损耗。另外，CoolMOS里面的输出电容很低，该参数是影响开关损耗最大的因素。如果输出电容量低，累计损耗就低。采用谐振的设计，也需要通过对输出电容进行通电放电，也会产生一定的损耗。因此，如果是用传统的MOS进行设计，损耗会很高。

　　输出电容对电路本身有影响，那么输出电容降低后是否对线路性能也有影响?Thomas说，将输出电容降低不会影响电路的性能。但开关频率提高，输出电容会和PCB(印制电路板)寄生的电感等参数会产生谐振，会产生些尖峰。工程师应该关注这一点，不管提高还是降低，都需要知道寄生参数的影响。所以，在做PCB布板的时候，需要了解如何将其优化。如果没有这些配合，不可能把开关频率提高。仅仅改变参数，是不会对电路产生影响的。

　　而且C6的开关频率由用户自行设定。MOS的开关频率是从PWM来确定的，100kHz、150kHz或200kHz都可以。

　　如果频率到了100kHz以上，那总体损耗是否由开关损耗来决定?其实，工程师选多大的开关频率去做设计主要基于以下几点：成本、效率和大小。只要将开关频率提高，诸如电容等被动器件的体积就可以变小。但导通损耗一定会存在，永远是越低越好。对于功率半导体来说，导通电阻和寄生电容是成反比的，一个高，另一个势必就低，但我们可以将两者达到一个优化点。

　　英飞凌的方向是在降低导通损耗的同时又降低开关损耗。公司提倡的FOM参数就是体现这个方向。导通电阻越小的开关管，由越多的MOS胞元并成。寄生出来的电容也就越多，也就会增加越多的开关损耗。这就要工程师在开关损耗与导通损耗间找个平衡点。

　　那么，以开关损耗为主时，器件的总体损耗会高出很多吗?答案是由于寄生参数变低，就会降低其开关损耗，每一次充电放电的能量损耗和每一个开关的损耗都会降低。但如果将开关频率继续提高，还是要考虑很多方法去控制其损耗。

　　电源管理的发展趋势

　　电子设备的电源从模拟改成开关已经迈出了一大步，今后只能略微提高一点效率[2]。不过，负载的用电效率也大有潜力可挖，这些负载包括各种处理器、存储器、背光源甚至电动马达等，电源管理集成电路(PMIC)在此大显身手。

　　电源管理系统实现了将电源电压和电流转换成所需电压和电流的功能，同时管理这些电压在相关负载上的分配。电源管理系统可以由一些次级模块，如降压转换器、升压转换器和LDO组成，但是电源管理系统的智能化将其与分立化的解决方案区分开来。

　　在绝大多数情况下，将由PMIC或电源管理单元(PMU)为一个复杂的器件供电，如一个应用处理器，为了满足这个处理器的各种需求，PMIC将需要某些形式的智能来实现供电，且无需任何来自于处理器的“帮助”，所需的基本功能之一是按照一个特定序列提供各种电压的能力;PMIC的另外一个重要功能是能够使处理器转换到低功耗状态的能力，从而节省电池/电源能量，加以迅速唤醒处理器的能力，确保用户体验质量。