CPU、現(xiàn)場可編程門陣列 （FPGA）、數(shù)字信號處理器 （DSP） 和其他處理器現(xiàn)在正在處理便攜式電子設(shè)備中的繁重計(jì)算負(fù)載。消費(fèi)者越來越希望他們的小型電池供電電子設(shè)備能夠在兩次充電之間提供較長的運(yùn)行時(shí)間。這篇博文重點(diǎn)介紹了降壓轉(zhuǎn)換器（電源的關(guān)鍵組件）中的動(dòng)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(gè)系統(tǒng)提高能源效率電池。

緊湊型便攜式設(shè)備的設(shè)計(jì)人員必須應(yīng)對高功耗和散熱方面的挑戰(zhàn)。因此，處理器電源應(yīng)具有高電壓精度、高負(fù)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(shè)備不需要或只需要一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器來為其不同的功能塊供電。設(shè)計(jì)人員可以使用多個(gè)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(nèi)；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(dāng)使用單節(jié)或多節(jié)鋰離子電池工作時(shí)，它們也往往會(huì)散發(fā)大量熱量。

在這種新的便攜式設(shè)計(jì)環(huán)境中，降壓轉(zhuǎn)換器已經(jīng)成為解決效率難題的答案。在評估小型消費(fèi)電子應(yīng)用的降壓轉(zhuǎn)換器時(shí)，需要考慮以下一些功能：

高轉(zhuǎn)換效率為負(fù)載提供最大的電池功率。低靜態(tài)電流也有助于實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，同時(shí)還能延長待機(jī)時(shí)間。

跳躍/輕載模式可降低低輸出電流下的開關(guān)損耗。

電壓縮放和定位以優(yōu)化輸出電壓工作點(diǎn)。

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

多通道支持，單個(gè)設(shè)備可以提供多個(gè)軌道。

轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)控制能力以優(yōu)化其各種參數(shù)是另一個(gè)有用的特性。例如，考慮一個(gè)系統(tǒng)，其傳感器需要 3.3V 電源軌，而藍(lán)牙組件僅需要 2.7V 電源軌。系統(tǒng)的降壓轉(zhuǎn)換器將支持最高電壓要求。但是，這種設(shè)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(jīng)常運(yùn)行的情況下。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)通過動(dòng)態(tài)降低降壓轉(zhuǎn)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(guān)閉時(shí)滿足較低電壓組件的要求。

靈活的負(fù)載點(diǎn)調(diào)節(jié)

市場上的一些多相降壓轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器，專為需要高電流和低工作電壓的應(yīng)用處理器而設(shè)計(jì)：

對于 1 節(jié)電池供電的電子設(shè)備、FPGA 和數(shù)字信號處理器 （DSP），MAX77812降壓轉(zhuǎn)換器提供靈活的負(fù)載點(diǎn)調(diào)節(jié)、快速瞬態(tài)響應(yīng)和內(nèi)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(shè)備的理想選擇 。

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

MAX8973A三相、降壓開關(guān)穩(wěn)壓器旨在滿足下一代智能手機(jī)設(shè)計(jì)的性能和尺寸要求。

便攜式電子產(chǎn)品繼續(xù)變得更小，同時(shí)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(dòng)態(tài)電壓縮放和低靜態(tài)電流等特性的降壓轉(zhuǎn)換器如何滿足需求。

審核編輯：郭婷