近年來(lái)，在下游電子產(chǎn)品整機(jī)產(chǎn)高速增長(zhǎng)的帶動(dòng)下，中國(guó)電源管理芯片市場(chǎng)保持穩(wěn)定的增長(zhǎng)。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2019年中國(guó)電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到736億元，同比增長(zhǎng)8%。2020年達(dá)790億元，2015-2020年復(fù)合增長(zhǎng)率為7%。下游應(yīng)用領(lǐng)域廣闊且相關(guān)應(yīng)用終端發(fā)展繁榮，未來(lái)強(qiáng)勁的下游需求將是帶動(dòng)整個(gè)電源管理芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)的強(qiáng)勁動(dòng)力。

　　電源管理 IC(Power Management IC) 是一種用于管理電源的集成電路，它可以幫助減少功耗、提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性，并被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和系統(tǒng)中。在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，PMIC 已經(jīng)成為必不可少的芯片之一。

　　電源管理 IC 芯片選型，主要是根據(jù)以下參數(shù)進(jìn)行：

　　功耗：電源管理 IC 芯片的功耗是一個(gè)重要的參數(shù)，它反映了芯片的能源消耗。電源管理 IC芯片的功耗通常分為靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗兩種。靜態(tài)功耗是指在芯片待機(jī)狀態(tài)下的功耗，而動(dòng)態(tài)功耗是指在芯片運(yùn)行狀態(tài)下的功耗。

　　轉(zhuǎn)換效率：轉(zhuǎn)換效率是電源管理 IC 芯片的另一個(gè)重要參數(shù)，它反映了芯片將輸入電能轉(zhuǎn)換為輸出電能的效率。電源管理 IC 芯片的轉(zhuǎn)換效率通常分為輸入效率、輸出效率和應(yīng)用效率三種。

　　電壓調(diào)節(jié)精度：電壓調(diào)節(jié)精度是指電源管理 IC 芯片對(duì)輸入電壓的調(diào)節(jié)精度。電壓調(diào)節(jié)精度越高，芯片的輸出電壓就越穩(wěn)定。

　　電流控制精度：電流控制精度是指電源管理 IC 芯片對(duì)輸出電流的控制精度。電流控制精度越高，芯片的輸出電流就越穩(wěn)定。

　　溫度控制精度：溫度控制精度是指電源管理 IC 芯片對(duì)芯片溫度的控制精度。溫度控制精度越高，芯片的溫度就越穩(wěn)定。

　　響應(yīng)速度：響應(yīng)速度是指電源管理 IC 芯片響應(yīng)輸入信號(hào)的速度。響應(yīng)速度越快，芯片的控制就越精準(zhǔn)。

　　可靠性：可靠性是指電源管理 IC 芯片在長(zhǎng)時(shí)間使用和頻繁開(kāi)關(guān)時(shí)的性能表現(xiàn)。可靠性越高，芯片的使用壽命就越長(zhǎng)。

　　電源管理芯片競(jìng)爭(zhēng)格局

　　了解了選型參數(shù)指標(biāo)后，認(rèn)識(shí)電源管理芯片的生產(chǎn)廠家也很重要。

　　目前，中國(guó)電源管理芯片市場(chǎng)仍由歐美企業(yè)主導(dǎo)，中國(guó)廠商市占率較低。根據(jù)芯朋微招股書(shū)，截至2020年5月歐美企業(yè)在中國(guó)占據(jù)80%以上市場(chǎng)份額，中國(guó)企業(yè)尚無(wú)法在產(chǎn)銷規(guī)模上與TI、ADI、英飛凌等歐美廠商競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)市場(chǎng)份額前五中國(guó)廠商為芯朋微、士蘭微、上海貝嶺、富滿電子、圣邦股份和晶豐明源，其中晶豐明源市占率最高達(dá)1.13%。 產(chǎn)品品類上，國(guó)內(nèi)廠商的產(chǎn)品品類數(shù)均在1000上下，其中圣邦微電子以超過(guò)1000的產(chǎn)品數(shù)量小幅領(lǐng)先其他企業(yè)電源管理芯片。同步子產(chǎn)品技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域升級(jí)， 產(chǎn)品種類繁多，導(dǎo)致行業(yè)集中度較低。行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域越多、產(chǎn)品品類越多的公司競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)，如電源管理芯片市場(chǎng)份額最高的龍頭廠商德州儀器(15%),根據(jù)芯朋微招股說(shuō)明書(shū)可以知道其產(chǎn)品品類超10萬(wàn)，斷崖式領(lǐng)先中國(guó)廠商，中國(guó)電源管理芯片企業(yè)跨產(chǎn)品線及跨行業(yè)能力較為薄弱，所以產(chǎn)品品類和市場(chǎng)份額與歐美企業(yè)相比都相對(duì)較少。

　　什么是電源芯片?它有什么作用?在選擇電源芯片的時(shí)候，應(yīng)該考慮那些地方?輸入電壓線性調(diào)整率、輸入電壓線性變化時(shí)對(duì)輸出電壓的相對(duì)影響?下面先來(lái)了解幾個(gè)概念問(wèn)題：

　　1、輸出電壓負(fù)載調(diào)整率：負(fù)載電流變化時(shí)輸出電壓相對(duì)變化情況

　　2、輸出電壓精度：器件輸出電壓的誤差范圍

　　3、負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)：負(fù)載電流從一個(gè)小值到最大流快速變化時(shí)，輸出電壓的波動(dòng)。

　　4、電源芯片選擇DC/DC還是LDO?

　　這個(gè)取決于你的應(yīng)用場(chǎng)合。比如用在升壓場(chǎng)合，當(dāng)然只能用DC/DC，因?yàn)長(zhǎng)DO是壓降型，不能升壓。

　　另外看下各自的主要特點(diǎn)：

　　DC/DC：效率高，噪聲大;

　　LDO：噪聲低，靜態(tài)電流小;

　　所以如果是用在壓降比較大的情況下，選擇DC/DC，因?yàn)槠湫矢?，而LDO會(huì)因?yàn)閴航荡蠖陨頁(yè)p耗很大部分效率;

　　如果壓降比較小，選擇LDO，因?yàn)槠湓肼暤?，電源干凈，而且外圍電路?jiǎn)單，成本低。

　　LDO是lowdropoutregulator，意為低壓差線性穩(wěn)壓器，是相對(duì)于傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō)的。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器，如78xx系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓高出2v~3V以上，否則就不能正常工作。但是在一些情況下，這樣的條件顯然是太苛刻了，如5v轉(zhuǎn)3.3v，輸入與輸出的壓差只有1.7v，顯然是不滿足條件的。針對(duì)這種情況，才有了LDO類的電源轉(zhuǎn)換芯片。

　　LDO線性降壓芯片：原理相當(dāng)于一個(gè)電阻分壓來(lái)實(shí)現(xiàn)降壓，能量損耗大，降下的電壓轉(zhuǎn)化成了熱量，降壓的壓差和負(fù)載電流越大，芯片發(fā)熱越明顯。這類芯片的封裝比較大，便于散熱。

　　LDO線性降壓芯片如：2596，L78系列等。

　　DC/DC降壓芯片：在降壓過(guò)程中能量損耗比較小，芯片發(fā)熱不明顯。芯片封裝比較小，能實(shí)現(xiàn)PWM數(shù)字控制。

　　DC/DC降壓芯片如：TPS5430/31，TPS75003，MAX1599/61，TPS61040/41

　　LDO是lowdropoutregulator，意為低壓差線性穩(wěn)壓器，是相對(duì)于傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō)的。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器，如78xx系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓高出2v~3V以上，否則就不能正常工作。

　　但是在一些情況下，這樣的條件顯然是太苛刻了，如5v轉(zhuǎn)3.3v，輸入與輸出的壓差只有1.7v，顯然是不滿足條件的。針對(duì)這種情況，才有了LDO類的電源轉(zhuǎn)換芯片。生產(chǎn)LDO芯片的公司很多，常見(jiàn)的有ALPHA，Linear(LT)，Micrel，Nationalsemiconductor，TI等。

　　電源管理芯片是電子產(chǎn)品中負(fù)責(zé)電源管理和保護(hù)的核心器件之一。選用適合的電源管理芯片能夠提高系統(tǒng)效率，延長(zhǎng)電池壽命，并避免系統(tǒng)損壞。

　　1.電源管理芯片的選擇方法

　　1.1 確定功率需求：首先需要確定所需電源的電壓和電流值，以此來(lái)選擇適合的電源管理芯片。

　　1.2 芯片功耗：考慮芯片的功耗，從而避免選擇導(dǎo)致過(guò)熱、短壽命和穩(wěn)定性差等問(wèn)題的芯片。

　　1.3 封裝類型：封裝類型對(duì)于電源管理芯片的使用環(huán)境至關(guān)重要。常見(jiàn)的封裝類型有QFN、WLCSP和BGA，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇。

　　2.電源芯片發(fā)燙的原因及處理措施

　　2.1 原因：電源芯片發(fā)燙的原因主要是功率過(guò)大、散熱不良和環(huán)境溫度過(guò)高等。過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致電源芯片的性能下降或甚至損壞。

　　2.2 處理措施：可采用散熱設(shè)計(jì)或添加散熱片等方式來(lái)提高散熱效果，還可以通過(guò)調(diào)整輸入電壓或頻率等參數(shù)來(lái)減少功率消耗。

　　作為電子系統(tǒng)中必不可少的部分，電源模塊極最常見(jiàn)，同時(shí)也是極考驗(yàn)硬件工程師功力的部分之一。電源模塊是電子系統(tǒng)中對(duì)電能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換、分配、控制和監(jiān)測(cè)等功能的子系統(tǒng)，整個(gè)電子系統(tǒng)的功耗、性能、成本和體積都與電源模塊設(shè)計(jì)直接相關(guān)?，F(xiàn)代大型電子系統(tǒng)正在向高集成、高速、高增益、高可靠性方向發(fā)展，電源上的微小干擾都會(huì)對(duì)電子設(shè)備性能產(chǎn)生影響，這就需要設(shè)計(jì)出低噪聲、抗紋波能力強(qiáng)的電源模塊;而在便攜式設(shè)備中，電池供電情況越來(lái)越多，這就對(duì)續(xù)航時(shí)間提出了高要求，這通常對(duì)應(yīng)著其電源模塊高效、高可靠和低靜態(tài)電流的極致要求。

　　總之，電源模塊設(shè)計(jì)是電子系統(tǒng)性能發(fā)揮的基礎(chǔ)，只有做好系統(tǒng)的電源模塊設(shè)計(jì)之后，才有機(jī)會(huì)去追求性能和穩(wěn)健地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的所有功能。而電源模塊設(shè)計(jì)極為重要的就是如何選合適的芯片和技術(shù)方案。通常，根據(jù)電源模塊中各個(gè)支路的情況，確定輸入和輸出電壓差，然后根據(jù)應(yīng)用需求，在效率指標(biāo)、散熱限制、噪聲要求、系統(tǒng)復(fù)雜性和成本等多個(gè)條件約束下，就能選出最合適的電源芯片，然后根據(jù)選定的電源芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電源轉(zhuǎn)換與分配的功能。