تقوم شرائح IC لإدارة الطاقة بشكل أساسي بإدارة تحويل الطاقة الكهربائية وتوزيعها واكتشافها وإدارة الطاقة الأخرى في أنظمة المعدات الإلكترونية.إدارة الطاقة أشباه الموصلات من الأجهزة الواردة، والتركيز الصريح على موقف ودور الدائرة المتكاملة لإدارة الطاقة (إدارة الطاقة IC، يشار إليها باسم رقاقة إدارة الطاقة).يتضمن أشباه الموصلات لإدارة الطاقة جزأين، وهما الدائرة المتكاملة لإدارة الطاقة وجهاز أشباه الموصلات المنفصل لإدارة الطاقة.
هناك العديد من أنواع الدوائر المتكاملة لإدارة الطاقة، والتي يمكن تقسيمها تقريبًا إلى دوائر تنظيم الجهد ودوائر الواجهة.يشتمل مُعدِّل الجهد على منظم انخفاض الجهد المنخفض الخطي (أي LOD)، ودائرة سلسلة الإخراج الإيجابية والسلبية، بالإضافة إلى ذلك، لا توجد دائرة تبديل من نوع تعديل عرض النبض (PWM)، وما إلى ذلك.
نظرًا للتقدم التكنولوجي، أصبح الحجم المادي للدائرة الرقمية في شريحة الدائرة المتكاملة أصغر فأصغر، وبالتالي يتطور مصدر الطاقة العامل نحو الجهد المنخفض، وتظهر سلسلة من منظمات الجهد الجديدة في اللحظة المناسبة.تشتمل دائرة واجهة إدارة الطاقة بشكل أساسي على مشغل الواجهة، ومشغل المحرك، ومشغل MOSFET، ومشغل عرض الجهد العالي/التيار العالي، وما إلى ذلك.
ثمانية أنواع شائعة من تصنيف شرائح IC لإدارة الطاقة
تشتمل أجهزة أشباه الموصلات المنفصلة لإدارة الطاقة على بعض أجهزة أشباه موصلات الطاقة التقليدية، والتي يمكن تقسيمها إلى فئتين، إحداهما تتضمن المقوم والثايرستور؛والآخر هو نوع الصمام الثلاثي، بما في ذلك الترانزستور ثنائي القطب للطاقة، الذي يحتوي على ترانزستور تأثير مجال الطاقة بهيكل MOS (MOSFET) وترانزستور ثنائي القطب للبوابة المعزولة (IGBT).
ويرجع ذلك جزئيًا إلى انتشار أنظمة إدارة الطاقة، وتمت إعادة تسمية أشباه موصلات الطاقة إلى أشباه موصلات إدارة الطاقة.هذا على وجه التحديد لأن العديد من الدوائر المتكاملة (IC) في مجال إمدادات الطاقة، فإن الناس أكثر ميلا إلى إدارة الطاقة لاستدعاء المرحلة الحالية من تكنولوجيا إمدادات الطاقة.
يمكن تلخيص أشباه الموصلات لإدارة الطاقة في الجزء الرئيسي من IC لإدارة الطاقة تقريبًا على النحو التالي 8.
1. تعديل التيار المتناوب/تيار مستمر IC.أنه يحتوي على دائرة التحكم في الجهد المنخفض وترانزستور تبديل الجهد العالي.
2. تعديل تيار مستمر/تيار مستمر IC.يشتمل على منظمات التعزيز/التنحي، ومضخات الشحن.
3. التحكم في عامل الطاقة PFC IC المضبوط مسبقًا.تزويد دائرة إدخال الطاقة بوظيفة تصحيح معامل القدرة.
4. تعديل النبض أو تعديل سعة النبض PWM/ PFM التحكم IC.تعديل تردد النبض و/أو وحدة تحكم تعديل عرض النبضة لقيادة المفاتيح الخارجية.
5. التعديل الخطي IC (مثل منظم الجهد المنخفض الخطي LDO، وما إلى ذلك).يتضمن منظمات أمامية وسلبية، وأنابيب تعديل LDO منخفضة الجهد.
6. شحن البطارية وإدارتها IC.وتشمل هذه العناصر شحن البطارية، والحماية، ودائرة عرض الطاقة، بالإضافة إلى دائرة متكاملة للبطارية "ذكية" لتوصيل بيانات البطارية.
7. التحكم في لوحة التبديل السريع IC (معفاة من تأثير إدخال أو إزالة واجهة أخرى من نظام العمل).
8. وظيفة تبديل MOSFET أو IGBT IC.
من بين هذه الأنظمة المتكاملة لإدارة الطاقة، تعد أنظمة تنظيم الجهد الكهربي هي الأسرع نموًا والأكثر إنتاجية.ترتبط أنظمة إدارة الطاقة المختلفة عمومًا بعدد من التطبيقات ذات الصلة، لذلك يمكن إدراج المزيد من أنواع الأجهزة لتطبيقات مختلفة.
الاتجاه الفني لإدارة الطاقة هو الكفاءة العالية، وانخفاض استهلاك الطاقة والذكاء.يتضمن تحسين الكفاءة جانبين مختلفين: من ناحية، يتم الحفاظ على الكفاءة الإجمالية لتحويل الطاقة مع تقليل حجم المعدات؛من ناحية أخرى، حجم الحماية لم يتغير، مما يحسن الكفاءة بشكل كبير.
تلبي المقاومة المنخفضة على الحالة في تحويلات التيار المتردد/المستمر الحاجة إلى محولات وإمدادات طاقة أكثر كفاءة في تطبيقات الكمبيوتر والاتصالات.في تصميم دائرة الطاقة، تم تقليل استهلاك الطاقة الاحتياطية العامة إلى أقل من 1 وات، ويمكن زيادة كفاءة الطاقة إلى أكثر من 90%.لمزيد من تقليل استهلاك الطاقة الاحتياطية الحالي، هناك حاجة إلى تقنيات تصنيع IC جديدة وتحقيق اختراقات في تصميم الدوائر منخفضة الطاقة.
وقت النشر: 20-مايو-2022