一、PMU简介
电子产品都离不开高效可靠的电源供应和管理,电源管理芯片通常可划分为AC-DC(交流转直流)、DC-DC(直流转直流)、驱动IC、保护芯片、LDO、负载开关、PMU等,这里主要介绍PMU电路。
PMU(电源管理芯片)是一种高度集成化的电源管理方案,它集成多路的LDO和DC-DC,以及相应的检测和控制电路,其核心结构通常是PWM控制器和MOSFET。高集成度的PMU器件可以有效减小电路板占用面积和器件数量,因此特别适合应用在便携电子产品中。而且随着PMU对电源组控制的细分程度越高,PMU对系统各模块的供电控制更加精准,能够有效地降低电路系统的整体功耗。
PMU电源模组的内部电路组成部分通常包括:
(1)Buck结构DC-DC电源(降压型稳压器);
(2)LDO低压差线性稳压电源;
(3)控制电路和过压、欠压、过温等有额外的保护电路;
(4)电流检测和电池管理;
(5)电路所需要的电阻、小容量电容、电感等。
PMU能有效担负起电子设备所需的电能变换、分配、检测等管理功能,是电子设备中的关键器件,其性能优劣对电子产品的性能和可靠性有着直接影响。一个有效的电源管理系统可以延长电池寿命、提高设备效率,并确保设备在各种复杂工作条件下都能够保持稳定可靠运行。
二、PMU的核心LDO和DC-DC电路
LDO线性降压电路在PMU中很常见,它的电路结构简单,通过电阻分压实现降压,工作过程中会将降下的电压转化为热量,因此当输入输出压差和负载电流越大,芯片发热会越明显,造成较大的能量损耗。目前高性能LDO通常采用电压驱动型P沟道MOSFET作为调整管,不仅可以将静态电流能做到微安级,输入输出电压降也可以做到100mV水平。
在大电流或输入/输出压降较大,以及需要进行升压的应用场景时,LDO无法满足电路要求,此时就需要选择更高效率的DC-DC转换器。DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等类型电路,采用PWM数字控制方式。其优点很多,包括高效率、大电流输出、低静态电流、低发热量、封装小巧等。而且随着集成度的提高,许多