3. 1 各種電源芯片特點比較

　　表1 是4 種電源芯片的比較。

　　表1 4 種電源芯片的比較

?

　　注： LDO 為Low DropOut 的縮寫，即低壓差線性穩(wěn)壓器。

　　3. 2 選型注意事項

　　首先，必須要正確選擇電源芯片類型。要明確輸入電壓和所需要的輸出電壓，進而確定是升壓、降壓還是升/降壓。特別要注意的是，普通線性穩(wěn)壓器、LDO和Buck( 或Step-down) 型DC-DC 只能降壓，不能升壓，Boost( 或Step-up) 型DC-DC 只能升壓不能降壓。

　　強調這一點的原因是，一些芯片( LDO 或者降壓型DC-DC) 的手冊給出的輸入電壓范圍和輸出電壓范圍都很寬，很容易誤導沒有經(jīng)驗的設計者。手冊中的輸出電壓范圍，很多都是針對給出的輸入電壓范圍的，對于特定的輸入電壓，在很多情況下，實際的輸出是達不到給出的輸出電壓的。這一點十分關鍵，決定系統(tǒng)設計的成敗，應引起高度重視。

　　其次，手持設備的電源設計中，要注意芯片的靜態(tài)電流，這一點對系統(tǒng)的待機時間影響很大，好的電源芯片的靜態(tài)電流在μA 級，較差的芯片在mA 級，相差上千倍，靜態(tài)電流越小，電池的電能耗散就越少，壽命就越長。

　　再次，注意要從實際的負載來考察效率。電源效率與輸出電流是密切相關的，當輸出電流很小或很大時，效率都會變得較差，需要根據(jù)需要的電流來選擇電源芯片，以達到效率最大化。

　　4 方案選擇及芯片選型

　　4. 1 方案選擇

　　方案1: 3. 3 V 輸出采用LDO，5V 輸出采用電荷泵。

　　方案2: 3. 3 V 輸出采用Buck /Boost 型DC-DC，5V 輸出采用升壓型DC-DC。

　　由于鋰離子電池的電壓范圍變化較寬，在2. 5V ～ 4. 2 V( 4. 2 V 是滿充可以達到的電壓) 之間都應該有正常的電源輸出電壓，如果采用3. 3 V 輸出的LDO，由于要滿足輸入輸出的最小壓差的要求，當電池電壓降到3. 4 V 左右時，電源可能達不到輸出3. 3 V 電壓了。采用電荷泵輸出5 V，當輸入輸出電壓比較接近時電荷泵的效率不會很高。采用第二種方案可以最大限度地提高電源轉化效率，延長電池的使用時間。

　　綜合考慮以上的比較，選擇第二種方案。

　　4. 2 芯片選型

　　通過查詢，決定采用TI 的兩個芯片TPS63031 和TPS61240 分別作為3. 3 V 輸出和5 V 輸出的電壓轉換芯片，TPS63031 在輸入電壓在2. 4 ～ 5. 5 V 范圍內，通過升壓或者降壓工作模式輸出高達800 mA 的電流，在節(jié)能模式下，當輸出電流在100 ～ 500 mA 之間變化時，效率均在80 % 以上。TPS61240 是可以工作在3. 5 MHz 的升壓DC-DC，輸出電流可以達到450mA，具有PFM/PWM 工作模式，當負載電流在200 mA左右時，可以在電池的電壓范圍內提供80 %以上的效率。

　　由于微處理器對電源紋波要求較高，所以在3. 3V 輸出的后邊增加了一個LDO，以濾除DC-DC 輸出較大的紋波，提高輸出電壓的穩(wěn)壓精度。由于要滿足壓差和處理器可靠工作電壓的要求，選輸出電壓比3. 3V 低的TPS78320，可以輸出3. 2 V 電壓，最大可以輸出150 mA 的電流，這個電壓滿足微處理器LPC2142可靠工作電源電壓范圍( 3. 0 V ～ 3. 6 V) 和電流需求。

　　此外，該LDO 的靜態(tài)電流僅為500 nA，這正符合電池供電的手持系統(tǒng)節(jié)能的要求。