CPU、現場可編程門陣列 （FPGA）、數字信號處理器 （DSP） 和其他處理器現在正在處理便攜式電子設備中的繁重計算負載。消費者越來越希望他們的小型電池供電電子設備能夠在兩次充電之間提供較長的運行時間。這篇博文重點介紹了降壓轉換器（電源的關鍵組件）中的動態(tài)電源管理功能如何為由 1 節(jié)、2 節(jié)和 3 節(jié)鋰離子電池供電的整個系統(tǒng)提高能源效率電池。

緊湊型便攜式設備的設計人員必須應對高功耗和散熱方面的挑戰(zhàn)。因此，處理器電源應具有高電壓精度、高負載瞬態(tài)性能和高效率，以支持可靠的處理器性能。

在不久的過去，手持電子設備不需要或只需要一個降壓轉換器來為其不同的功能塊供電。設計人員可以使用多個低壓差 （LDO） 線性穩(wěn)壓器。流行的處理器通常在 3V-3.3V 范圍內；LDO 使用單節(jié)鋰離子電池輸入以合理的效率工作。然而，隨著處理能力需求的持續(xù)上升，核心電壓和典型 I/O 電壓一直在下降。LDO 在低輸出電壓下效率低下。此外，當使用單節(jié)或多節(jié)鋰離子電池工作時，它們也往往會散發(fā)大量熱量。

在這種新的便攜式設計環(huán)境中，降壓轉換器已經成為解決效率難題的答案。在評估小型消費電子應用的降壓轉換器時，需要考慮以下一些功能：

高轉換效率為負載提供最大的電池功率。低靜態(tài)電流也有助于實現這一點，同時還能延長待機時間。

跳躍/輕載模式可降低低輸出電流下的開關損耗。

電壓縮放和定位以優(yōu)化輸出電壓工作點。

多相支持更低的輸入和輸出電容（多相設備減少了輸入和輸出電容器的數量）。對于基于微控制器的設計，多相設計可提供更快的瞬態(tài)響應，這對微控制器的操作很重要。

多通道支持，單個設備可以提供多個軌道。

轉換器的動態(tài)控制能力以優(yōu)化其各種參數是另一個有用的特性。例如，考慮一個系統(tǒng)，其傳感器需要 3.3V 電源軌，而藍牙組件僅需要 2.7V 電源軌。系統(tǒng)的降壓轉換器將支持最高電壓要求。但是，這種設置對于較低電壓的組件來說效率很低，尤其是在較高電壓的組件不經常運行的情況下。動態(tài)電壓調節(jié)通過動態(tài)降低降壓轉換器的電壓來優(yōu)化系統(tǒng)效率，從而在較高電壓組件（在本例中為主傳感器）關閉時滿足較低電壓組件的要求。

靈活的負載點調節(jié)

市場上的一些多相降壓轉換器需要更大的電感器和更大的硅面積，而另一些則不提供支持最新 CPU 和 GPU 的電流水平。Maxim 提供多種高效降壓轉換器，專為需要高電流和低工作電壓的應用處理器而設計：

對于 1 節(jié)電池供電的電子設備、FPGA 和數字信號處理器 （DSP），MAX77812降壓轉換器提供靈活的負載點調節(jié)、快速瞬態(tài)響應和內部電源排序。

MAX77874 16A四相降壓穩(wěn)壓器，適用于多核CPU和GPU處理器，是單節(jié)電池供電的便攜式電子設備的理想選擇 。

MAX77503 1.5A、 14VIN高效降壓轉換器采用2節(jié)和3節(jié)電池或USB-C供電，可直接轉換為負載點電壓。

MAX8973A三相、降壓開關穩(wěn)壓器旨在滿足下一代智能手機設計的性能和尺寸要求。

便攜式電子產品繼續(xù)變得更小，同時需要更多的處理器。這些處理器需要高效的電源。這篇文章解釋了具有動態(tài)電壓縮放和低靜態(tài)電流等特性的降壓轉換器如何滿足需求。

審核編輯：郭婷