PMIC(Power Management IC)又稱電源管理IC,是一種特定用途的集成電路,其功能是為主系統(tǒng)作管理電源等工作。PMIC常用于以電池作為電源的裝置,例如移動(dòng)電話或便攜式媒體播放器。由于這類裝置一般有多于一個(gè)電源(例如電池及USB電源),系統(tǒng)又需要多個(gè)不同電壓的電源,加上要控制電池的充放電,以傳統(tǒng)方式滿足這樣的需求會(huì)占用不少空間,同時(shí)增加產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間,因此造就了PMIC的出現(xiàn)。
電源管理IC主要功能
PMIC的主要功用為控制電量流量及流向以配合主系統(tǒng)需要。在多個(gè)電源(例如,外部真流電源、電池、USB電源等),選取、分配電力給主系統(tǒng)各部分使用,例如提供多個(gè)不同電壓的電源,并負(fù)責(zé)為內(nèi)部電池充電。因?yàn)槭褂玫南到y(tǒng)多以電池為電源,其多使用高轉(zhuǎn)換效率的設(shè)計(jì),以減少功率損耗。PMIC的功能包括:
直流-直流轉(zhuǎn)換器
低壓差穩(wěn)壓器(LDO)
電池充電器
電源選擇
動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)
各電源開啟、關(guān)閉次序控制
各電源電壓檢測
溫度檢測
其他功能
由于需要與主系統(tǒng)協(xié)調(diào),因此需要與主系統(tǒng)溝通的訊號(hào)接口,一般會(huì)使用I2C或SPI等串聯(lián)接口,部分功能較簡單的PMIC會(huì)直接以獨(dú)立訊號(hào)接至MCU的GPIO。部分PMIC能夠接上后備電源作供應(yīng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘之用,有些會(huì)有簡單的電源狀態(tài)指示,例如使用LED顯示電池充放電狀態(tài)。有些PMIC是專為某特定系列的MCU而設(shè)計(jì),開發(fā)對(duì)應(yīng)MCU的公司會(huì)有現(xiàn)成的固件支援該P(yáng)MIC的工作。
電源管理IC分類:
電源管理半導(dǎo)體本的主導(dǎo)部分是電源管理IC,大致可以概括為以下8種。
1.AC/DC調(diào)制IC,包括低壓控制電路和高壓開關(guān)晶體管;
2.DC/DC調(diào)制IC,包括升壓/降壓調(diào)節(jié)器和電荷泵;
3.功率因數(shù)控制PFC預(yù)調(diào)制IC,提供具有功率因數(shù)校正功能的電源輸入電路;
4.脈沖調(diào)節(jié)或脈沖調(diào)節(jié)PWM/PFM控制IC,是脈沖頻率調(diào)節(jié)和/或脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器,用于驅(qū)動(dòng)外部開關(guān);
5.線性調(diào)制IC(如線性低壓降穩(wěn)壓器LDO等),包括正負(fù)調(diào)節(jié)器和低壓降LDO調(diào)制管;
6.電池充電和管理IC。包括電池充電、保護(hù)和電量顯示IC,以及電池?cái)?shù)據(jù)通信的智能電池IC;
7.熱插板控制IC(免除從工作系統(tǒng)中插入或拔除另一個(gè)接口的影響);
8.MOSFET或IGBT的開關(guān)功能IC。
電源管理IC主要應(yīng)用領(lǐng)域
電源管理芯片是所有電子產(chǎn)品和設(shè)備的電能供應(yīng)中樞和紐帶,其重要性使其成為模擬集成電路中最大的細(xì)分領(lǐng)域。電源管理芯片主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括:
1、LED 照明領(lǐng)域
LED 現(xiàn)已廣泛用于通用照明、景觀照明、汽車照明、背光應(yīng)用、信號(hào)及指示、顯示屏等領(lǐng)域;而驅(qū)動(dòng)芯片作為 LED 不可或缺的核心部件,控制著 LED 的發(fā)光線性度、功率、壽命等關(guān)鍵因素。憑借高效、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)勢,LED 在下游應(yīng)用市場不斷滲透,LED 驅(qū)動(dòng)芯片順應(yīng)市場趨勢得到快速發(fā)展;根據(jù)中國照明電器協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2010-2021 年中國照明電器全行業(yè)銷售額保持穩(wěn)定增長,2021 年銷售額約 6,800 億元人民幣,其中,外銷額約為 4,225 億元人民幣,同比增長 16.57%。
2、通用電源領(lǐng)域
通用電源廣泛運(yùn)用于智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、新能源汽車等領(lǐng)域。其中,在智能手機(jī)領(lǐng)域,根據(jù) IDC 的數(shù)據(jù),2021 年全年全球智能手機(jī)市場出貨量 13.548 億臺(tái),全球平板電腦總出貨量達(dá)到 1.68 億臺(tái);在筆記本電腦領(lǐng)域,StrategyAnalytics 最新發(fā)布的研究報(bào)告顯示,全球筆記本電腦出貨量為 2.68 億臺(tái)。同時(shí),據(jù) GIR(GlobalInfoResearch)調(diào)研,按收入計(jì),2021 年全球高清機(jī)頂盒(STB)收入大約 217.00 億美元,預(yù)計(jì) 2028 年達(dá)到 377.50 億美元。未來隨著東南亞等國家和地區(qū)網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒的不斷普及全球網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒市場規(guī)模仍將持續(xù)較快增長,預(yù)計(jì)將于 2022 年持續(xù)上漲至 3.37 億臺(tái)。龐大的終端應(yīng)用推動(dòng)通用電源管理芯片形成較大規(guī)模的市場需求;同時(shí),快充技術(shù)在智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用滲透也推動(dòng)通用電源芯片需求增長。
3、家電領(lǐng)域
家電市場主要包括各類生活家電、廚房家電、健康護(hù)理家電、白電(冰箱/空調(diào)/洗衣機(jī))、黑電(電視)等;同一臺(tái)家電中通常會(huì)使用多顆不同類型的電源管理芯片。近幾年,隨著中國家電業(yè)持續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)和技術(shù)創(chuàng)新,研發(fā)能力顯著提高,家電消費(fèi)升級(jí)態(tài)勢明顯,行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量總體健康;
根據(jù)全國家用電器工業(yè)信息中心發(fā)布的《中國家電行業(yè)報(bào)告》相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2017 年至 2019 年家電行業(yè)國內(nèi)市場零售額由 7,953 億元增至 8,032 億元;同時(shí),在出口方面,根據(jù)中國家用電器協(xié)會(huì)和海關(guān)總署數(shù)據(jù),2021 年中國家電行業(yè)全年出口額首次突破千億美元大關(guān),達(dá)到 1,044 億美元,同比增長 24.7%,2012-2021 年家電出口保持增長,復(fù)合增長率達(dá) 8.36%。
4、IoT 領(lǐng)域
近幾年來,物聯(lián)網(wǎng)概念加快與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用融合,成為智慧城市和信息化整體方案的主導(dǎo)性技術(shù)思維;DC研究數(shù)據(jù)顯示,2020年全球物聯(lián)網(wǎng)支出達(dá)到6,904.7億美元,其中中國市場占比23.6%;同時(shí),IDC 預(yù)計(jì)到 2025 年全球物聯(lián)網(wǎng)市場將達(dá)到 1.1 萬億美元,年均復(fù)合增長 9.76%,其中中國市場占比將提升到 25.9%,物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模全球第一。受物聯(lián)網(wǎng)市場增長的驅(qū)動(dòng),相關(guān)半導(dǎo)體應(yīng)用也將受益增長。