谁在负责你的电源管理？ 复杂系统, 电源

我是MT

作者：Bob Frostholm，JVD公司

如今，复杂系统都会用到各式各样的半导体技术。从最深亚纳米处理器(deepest sub nanometer processors)到模拟I/O，我们随处可见这样的需求，即在同一个封装内实现针对多个电压的电源管理，诸如1.0V、1.2V、1.5V、1.8V、2.2V、2.5V、2.8V、3.0V、3.3V等。

现在，许多公司提供数千种芯片来满足这些需求。数据手册、工艺设计套件(PDK)和应用笔记使实现变得更加容易。如果你的批量足够大的话，芯片公司的应用工程师会很乐意帮你做设计工作。舒舒服服地坐下来、看看网上视频、在Facebook上与朋友聊聊天，然后等着电子邮件将设计电路发送过来。虽然并没有说的这么简单，但实话讲，市场上确有大量免费资源可以提供帮助。

几十年前，刚从学校毕业的工程师都会被分配到电源小组，这是系统中最无聊最没挑战性的工作，也是最不需要什么经验就能上手的工作。现在还是这样吗？

不太可能了。不过你真的应该问问自己，谁在真正负责你的电源管理。是你自己还是你的供应商？谁真正理解你的电源管理需求？更重要的是，在你已实现的解决方案？你的7A 1.2V解决方案对于2.9A要求来说是不是过度了？可以用更低成本的LDO代替那种开关型器件吗？

“瞧，这得感谢半导体公司的应用工程师先生。用你所有高利润芯片来设计我系统，这在我的应用中肯定非常好使。”

电源管理不只是开发出工作起来不发热且节能的解决方案，还关乎管理成本。如果利用目前市场上充斥的大量15和20美分芯片，从经济成本方面看，会很容易认为你的设计是可行的。但确实是这样吗？

经济成本管理与电源管理不可避免地交织在一起。电源管理解决方案往往跨越数代产品。这是将成本从系统中刨出来。以获得更多长期利润最合理的地方。但基于某些理由，这也是最可能被忽视的地方。图1显示了典型消费应用中的电源管理架构图：

2013-12-20 16:33:52 上传
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图1：典型消费应用中的电源架构图。

根据总批量大小，低端系统的材料清单成本范围从1美元到1.5美元，高端的也许要到2美元。

然而，将这7颗芯片集成进所谓的iASIC?(集成了现有功能但不需要创建新IP的芯片)或集成式ASIC可以实现成本低得多的单芯片解决方案，同时还能保持原始设计的所有目标节能效果。iASIC很容易实现，并且开发时间短(如图2所示)。

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图2：JVD公司定义的iASIC单芯片解决方案架构。

满足上述要求的iASIC成本在每片0.6美元左右。

另外一个例子可以用工业电源应用来描述。原始设计使用5个控制器和10个功率MOSFET，如图3所示。

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图3：典型工业应用中的电源管理架构图。

材料清单成本很高，即使在大批量时也很高。通过精心挑选，将6个MOSFET和5个控制器(见图4中用红线框出来的区域)集成进iASIC设计，器件数量可以从15个减少到5个，iASIC的成本接近1.5美元。

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图4：JVD公司设计的典型工业应用iASIC电源管理方案。

在电源管理中功耗和财务一样重要。致力于节省能量和功耗需要与节省资金协调考虑。图5清楚地显示了使用iASIC一体化带来的财务经济好处。这些数字是典型值，包括了iASIC开发及投产所需的所有非重复工程(NRE)和加工成本的摊销。垂直刻度是iASIC估计生命期内的总数量，水平轴是集成进iASIC的元件的大致成本。在这张图上你的应用处于什么位置呢？

iASIC估计生命期内的总数量

iASIC一体化是极其有利的

iASIC是不经济的

集成进iASIC的元件的大致成本

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图5：iASIC一体化带来的经济效益。

得益于iASIC,定制模拟解决方案不再需要百万美元或百万单元去证明合理性。不要再用现成的解决方案浪费金钱了。你的独特的电源管理需求应该反映独特的低成本解决方案。

作者简介：

Bob Frostholm是模拟ASIC公司JVD(加州圣何塞)(www.jvdinc.com)的销售与营销总监。Bob已在成熟和新兴的模拟半导体公司工作了40多年，担任过销售、营销和首席执行官等要职。Bob是非常普及的555定时芯片背后的最初推广者。在Signetics-Phillips、飞兆和国家半导体公司工作了12年后，Bob和他人于1984年共同创办了首个新兴企业，即位于苏格兰的Integrated Power，并于1987年出售给了希捷。随后他加入了位于马萨诸塞州的Sprague公司半导体业务部门，并帮助独立出半导体部门，创立了如今大家知道的Allegro Microsystems公司。