[硬件电路-145]：模拟电路 - 常见的电源芯片、用途、管脚定义
一、电源管理芯片类型与用途
电源管理芯片是电子设备的核心组件，负责电能转换、分配、监测和保护。根据功能可分为以下类型：
- AC/DC调制IC
- 用途：将交流电（如市电）转换为直流电，用于电源适配器、电视、电脑等设备。
- 特点：内部集成低电压控制电路和高压开关晶体管，通过开关模式电源技术实现高效能量转换。
- DC/DC调制IC
- 用途：将直流电转换为不同电压等级的直流电，用于手机、平板电脑等便携式设备。
- 特点：支持升压（Boost）、降压（Buck）或升降压（Buck-Boost），满足多级电压需求。
- 线性低压降稳压器（LDO）
- 用途：为噪声敏感电路（如音频、射频、传感器）提供稳定电压。
- 特点：以较低效率换取极低噪声和纹波，输出电压精度高。
- 电池充电和管理IC
- 用途：管理电池充电过程（恒流、恒压、涓流），优化充电速度和电池寿命。
- 特点：支持过充、过放、短路保护，延长电池使用寿命。
- PWM/PFM控制IC
- 用途：通过脉冲频率调制或脉冲宽度调制控制外部开关，实现精确电源管理。
- 特点：适用于电机控制、照明等需要精确输出控制的场景。
二、电源管理芯片典型管脚定义
电源管理芯片的管脚功能因型号而异，但通常包含以下核心引脚：
- 电源输入引脚
- VIN/VCC/VBAT：连接外部电源适配器或电池，为芯片提供输入电压。
- VBUS：特指USB供电输入（如USB-C接口）。
- 电源输出引脚
- VOUTx/SWx/LDOx_OUT：输出稳定电压，需连接输出滤波电容（电感）以减少纹波。
- PGOOD/PWRGDx：电源正常指示引脚（开漏输出），当输出电压稳定时输出高电平。
- 控制与反馈引脚
- ENx（Enable）：控制芯片启用或禁用，高电平（或低电平，依规格书而定）有效。
- FBx（Feedback）：电压反馈输入，连接输出端分压电阻网络中点，用于精确设定输出电压。
- COMPx：误差放大器补偿网络引脚，连接外部RC网络以稳定控制环路。
- 保护与监测引脚
- OVP（Over Voltage Protection）：过压保护输入，当输出电压超过设定值时触发保护。
- OCP（Over Current Protection）：过流保护输入，当输出电流超过设定值时触发保护。
- THERM：温度监测引脚，当芯片温度超过设定值时触发保护。
- 通信与配置引脚
- SCL/SDA（I2C）：I2C通信时钟线和数据线，用于与主控器（如MCU）通信。
- ALERT：中断引脚，通知主控器发生事件（如故障）。
- MODE/FPWM：工作模式选择（如PWM模式效率高但纹波稍大）。
- 接地与散热引脚
- GND/PGND：信号地和功率地引脚，需分别良好接地并在单点连接。
- Exposed Pad/Thermal Pad：芯片底部裸露焊盘，用于散热，需连接到系统地。
三、典型应用场景
- 消费电子
- 手机/平板电脑：使用DC/DC调制IC和电池管理IC，实现高效电源转换和电池优化。
- 电视/电脑：采用AC/DC调制IC和PWM控制IC，提供稳定电源并降低能耗。
- 汽车电子
- 电池管理系统（BMS）：使用电池管理IC监测电池状态，确保安全运行。
- 电机控制：通过PWM控制IC实现精确电机调速，提升能效。
- 工业控制
- PLC/传感器：采用LDO和DC/DC调制IC，为噪声敏感电路提供稳定电压。
- 电源适配器：使用AC/DC调制IC实现高效电能转换，减少能量损耗。
- 新能源领域
- 太阳能逆变器：通过PWM控制IC优化电能转换效率，提升系统性能。
- 电动汽车充电桩：采用电池管理IC和过压/过流保护，确保充电安全。