电源管理芯片行业技术特点及未来趋势
思瀚产业研究院    2024-04-28

近年来，随着物联网、智能设备的应用和普及以及国家对节能环保的要求，电子整机产品对电源的效率、能耗和体积，以及电能管理的智能化水平提出了更高的要求，整个电源市场呈现出需求多样化、应用细分化的特点。

因此，高可靠性、节能环保、集成化、高频化、高功率密度和低噪声的技术特点成为新一代电源管理芯片技术发展的趋势。

1、高可靠性

电子产品的质量是技术性和可靠性两方面的综合，现代电子系统正在向高速、高可靠性方向发展，电源上的微小干扰都对电子设备的性能有影响，这就需要在噪声、纹波等方面有优势的电源，需要对系统电源进行稳压、滤波等处理，电源作为一个电子系统中重要的部件，其可靠性决定了整个系统的可靠性。业界通过研发更加先进的电路拓扑技术、更低导阻的功率器件技术、更高耐压器件开发技术等实现电源管理芯片及其电源系统对可靠性的要求。

2、节能环保

能量转换效率是衡量节能的重要指标，即输出与输入功率的比值。转换效率越高，能量损失越少。提高电源的转换效率可通过控制待机、休眠和空闲等不同模式下的能效来实现降低电源功耗不仅可以节能，其温度也会相应降低，从而延长电源及整机产品的使用寿命。

3、高集成度

随着人们对电子设备便携度要求的不断提高，产品外形及体积变得更轻更薄。这些日益增长的需求对便携式设备的电源管理系统提出了更高的要求，既要减小设备的尺寸，又要保持较高的转换效率。对于新功率器件、分布式电源管理以及产品在更小空间的应用和更小尺寸的终端产品下，可以满足同等功率甚至更高功率的需求，已成为行业发展的方向。

4、高频化

高频化是电源管理芯片轻、小、薄的关键技术，开关频率的提高，可以有效地减小电容、电感及变压器无源器件的体积，无源器件的体积往往在电源系统中占比最大，第三代半导体氮化镓由于其高频高效的性能加快了电源高频化的进程。

5、高功率密度

功率密度是指在给定空间内可以处理的功率大小的指标，提高功率密度可以在降低系统成本的同时实现更多的系统功能，高功率密度电源已成为整个行业的发展趋势。当前限制功率密度提升的主要因素是转换器的功率损耗（包括导通和关断损耗）以及系统的热性能，因此要克服功率损耗和热性能挑战，就需要在开关性能、IC 封装、电路设计和系统集成等方面进行创新与融合。

6、低噪声

噪声是电源管理芯片不能避免的问题，多为电磁噪声和可闻噪声。如果芯片的电磁噪声没有达到规范要求，就会影响芯片稳定性和产品的性能，乃至整机可靠性。随着电源芯片高频化和数字化的发展，这一问题愈加凸显。因此，在电源管理芯片设计中，有必要降低芯片自身的噪声并提高其噪声抑制能力。

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