幾乎所有電子設備中都能找到電源積體電路 (IC)。這些晶片主要分為幾大類，例如線性穩壓器、開關穩壓器、電荷泵、AC/DC 轉換器、DC/DC 轉換器和功率因數控制 IC。電源 IC 為電路提供適當的電壓和電流。在許多領域，電源 IC 有助於確保設備的安全性和良好運作。
電源管理IC市場規模可能從2025年的35.87億美元成長到2026年的38.29億美元，複合年增長率為6.8%。
到 2030 年，其市場規模可能達到 48.63 億美元，年複合成長率為 6.2%。
關鍵要點
電源積體電路在電子設備中至關重要。它們提供適當的電壓和電流，確保設備安全穩定地運作。
線性穩壓器易於使用且噪音低，但會消耗能量。開關穩壓器更節能，效率更高，但噪音可能更大。
電荷泵和DC/DC轉換器適用於小型設備。它們有助於節省空間，還能延長電池壽命。
交流/直流轉換器用於將牆壁電源轉換為直流電源。電腦和充電器等設備需要這種轉換器才能運作。
選擇合適的電源IC取決於你的設備。你需要考慮它能節省多少電力、產生的噪音有多大以及你有多少空間可用。
電源積體電路的類型
線性穩壓器
線性穩壓器透過將多餘的電壓轉化為熱量來保持電壓穩定。如果您需要低雜訊和簡單的安裝方式，可以選擇這種類型的穩壓器。
標準線性穩壓器
標準線性穩壓器只能降低電壓。它們常見於音訊設備和感測器。在這些應用中，純淨的電源至關重要。這類穩壓器雜訊很小，但如果輸入電壓遠高於輸出電壓，就會造成能量浪費。
LDO（低壓差穩壓器）
低壓差線性穩壓器 (LDO) 是一種特殊的線性穩壓器。即使輸入電壓接近輸出電壓，它也能正常工作。 LDO 常用於電池供電的裝置中，它們能在電池電量下降時保持輸出穩定。
提示：線性穩壓器結構簡單且價格低廉，但其性能不如開關穩壓器。
獨特之處 | 線性穩壓器 | 開關穩壓器 |
|---|---|---|
複雜 | 一般看板 | 複雜 |
Noise | 低 | 高 |
效率 | 低 | 高 |
開關穩壓器
開關穩壓器利用開關、電感器和電容器來改變電壓。這類穩壓器能夠節省電能並減少發熱量。
降壓轉換器（降壓型直流-直流轉換器）
降壓轉換器用於降低電壓。它常用於電腦和手機中，為電池供電的晶片供電。
升壓轉換器（升壓直流-直流轉換器）
升壓轉換器用於提升電壓。它應用於LED驅動器和揚聲器。
降壓-升壓轉換器
升降壓轉換器可以升高或降低電壓。當輸入電壓可能高於或低於所需電壓時，可以使用它。
開關穩壓器的效率非常高，有時甚至超過 95%。智慧型手機、電動車和各種機器中都能看到它們的身影。
隔離式電源控制器
隔離式控制器將輸入和輸出隔離，以確保安全。它們廣泛應用於醫療設備和電子產品。
反激式轉換器
反激式轉換器適用於低功率電源，常見於充電器和小家電。
正激轉換器
正激式變頻器可以處理更大的功率。它常用於工業控制系統。
LLC諧振轉換器
LLC諧振變換器高效且噪音低，常見於伺服器和電信設備。
獨特之處 | 隔離電源 | 非隔離式電源 |
|---|---|---|
安全指引 | 高 | 低 |
效率 | 降低 | 更高 |
應用類型 | 醫療、消費者 | 工業，緊湊型 |
充電泵
電荷泵利用電容器來移動電荷並改變電壓。電荷泵應用於RS-232電平轉換器、LCD驅動器和微處理器。它們也應用於手機、筆記型電腦和醫療設備。
RS-232電平轉換器
LCD 或白色 LED 驅動器
NMOS記憶體和微處理器
AC/DC 轉換器
交流/直流轉換器可以將牆上的交流電轉換成直流電，供您的設備使用。您會在電源轉接器和充電器中看到它們。它們使用整流器和濾波器來確保電源安全穩定。
AC-DC電源積體電路
AC-DC電源積體電路遵循嚴格的安全規則，例如UL 60950-1和RoHS。它們廣泛應用於電腦、電視和各種機器。
DC / DC轉換器
直流-直流轉換器可以將一種直流電壓轉換為另一種直流電壓。它們常用於便攜式電子設備。它們可以節省空間並延長電池壽命。良好的設計能夠保持輸出穩定並降低雜訊。
功率因數控制積體電路
功率因數控制積體電路有助於更好地利用能源。它們可以減少功率損耗，並使工廠、電信和綠色能源等行業的設備運作得更好。
電源管理 IC (PMIC)
電源管理積體電路（PMIC）負責電壓調節、電池管理和溫度控制。手機和筆記型電腦中都使用PMIC來確保各項功能正常運作。
電池管理積體電路
電池管理積體電路（IC）能夠保障電池安全並延長其使用壽命。它們監控電壓和溫度，控制充電，並防止過熱。
電池充電器積體電路
電池充電器積體電路有助於安全快速地為電池充電。
電池保護積體電路（BMS）
電池保護積體電路（BMS）可防止過充和過熱，從而保護設備安全和電池健康。
電壓基準積體電路
電壓基準積體電路可提供穩定的電壓，用於精確測量。帶隙基準和齊納二極體則用於測試設備和感測器中。
電源監控/監控積體電路
電源監控和管理晶片能夠找到問題並幫助阻止故障。它們廣泛應用於資料中心和重要係統中，以確保系統的可靠性。
電源積體電路的應用
計算
電源積體電路（IC）廣泛應用於各種電腦。這些晶片能夠幫助筆記型電腦和平板電腦高效運作。合適的IC可以確保設備安全並節省能源。以下是電源IC幫助電腦運作的一些方式：
AC/DC調變積體電路將牆插電源轉換為直流電。
DC/DC調製積體電路用於控制筆記型電腦和手機的電壓。
功率因數控制積體電路有助於節省能源。
PWM 和 PFM 控制 IC 控制電源開關。
線性調變積體電路用於低壓差穩壓器。
電池充電積體電路可確保電池良好運作。
熱插拔板控IC在連接元件時提供保護。
開關功能積體電路有助於改變功率。
提示：在電腦中，使用開關穩壓器可以提高效率。如果需要降低噪聲，請選擇線性穩壓器。
醫療器械
電源積體電路廣泛應用於醫療設備中，例如監視器和輸液幫浦。這些積體電路提供純淨穩定的電源。低噪音和高可靠性對於醫療設備至關重要。低壓差線性穩壓器 (LDO) 和隔離控制器有助於保障病患安全。電池管理積體電路則有助於延長便攜式設備的續航時間並確保安全充電。
軍工設備
軍工和工業設備都需要電源積體電路。這些積體電路需要在惡劣環境和極端高溫或低溫下工作。因此，需要堅固耐用的元件和良好的絕緣性能。下表列出了所需元件：
需求類型 | 產品說明 |
|---|---|
熱管理 | 利用冷卻技術防止積體電路過熱。 |
加固型組件 | 能承受衝擊、震動以及冷熱天氣。 |
高可靠性組件 | 運行時間長，但會以已知的方式失效。 |
先進的絕緣系統 | 可承受高壓，並在惡劣環境下持續工作。 |
注意：請根據您的應用選擇合適的電源積體電路。工業機械需要可靠的積體電路，軍用設備需要堅固耐用的零件。
電信
電源積體電路廣泛應用於電信設備中，例如路由器和基地台。這些積體電路確保訊號清晰，系統正常運作。直流/直流轉換器節省空間，發熱量低。隔離式控制器保護敏感部件。電源監控積體電路有助於及早發現問題，確保網路穩定運作。
提示：在電信設備中使用電源 IC 之前，請務必檢查其效率和雜訊狀況。
電源IC類型比較
效率和噪音
選擇電源IC時，請考慮其性能和噪音水平。線性穩壓器易於使用且雜訊極低，非常適合音訊設備和感測器。它能提供純淨的電源，但會以熱的形式損耗能量。當輸入電壓遠高於輸出電壓時，這種情況尤其明顯。開關穩壓器的工作原理則不同。它利用快速開關來節省能量，效率可超過90%。這意味著更少的熱量和更長的電池壽命。但由於開關穩壓器工作速度極快，因此雜訊也可能更大。你需要根據專案需求，在節能和降低噪音之間做出選擇。
類型 | 效率 | 噪音水平 | 複雜 | 價格 |
|---|---|---|---|---|
線性穩壓器 | 低 | 非常低 | 一般看板 | 低 |
開關穩壓器 | 高 | 中度 | 複雜 | 媒材 |
電荷泵 | 媒材 | 低 | 一般看板 | 低 |
DC-DC轉換器 | 高 | 中度 | 媒材 | 媒材 |
交流/直流調變積體電路 | 高 | 中度 | 複雜 | 媒材 |
電源管理芯片 | 高 | 低/中 | 複雜 | 高 |
提示：對於需要安靜供電的敏感電路，請選擇線性穩壓器。如果想要節能，請使用開關穩壓器或直流電轉換器。
選擇合適的電源IC
你需要選擇一款適合你設備的電源IC。首先，檢查你的電路需要多大的電壓控制能力。如果你製作的是便攜式設備，可以使用DC/DC調製IC或電荷泵晶片。這些晶片可以節省空間並延長電池壽命。對於電腦和電信設備，可以使用電源管理IC或電源來管理半導體晶片。這些晶片可以控制多個電源軌。如果你需要將交流電轉換為直流電，可以選擇AC/DC調變IC。對於電池供電設備，電池管理和DC-DC轉換晶片可確保設備的安全性和良好運作。
問問自己這些問題：
您的設備需要高效率還是低噪音？
你們有多少空間放置積體電路？
你的電源積體電路預算是多少？
您是否需要監控或保護等額外功能？
注意：選擇合適的積體電路有助於您的設備獲得穩定的電壓並正常工作。
現在您已經了解了電源積體電路的主要類型。每種類型都適用於不同的應用場景。 線性穩壓器 噪音小但能耗高。 開關穩壓器 節能但可能噪音較大。 充電泵 以及 直流/直流轉換器 非常適合方便攜帶的小型設備。 交流/直流轉換器 以及 電源管理IC 最適合大型系統。
提示：選擇電源IC前，請務必先考慮設備的實際需求。想想設備需要消耗多少能量、噪音有多大，以及使用起來是否方便。
常見問題
電源積體電路的主要功能是什麼？
電源積體電路 (IC) 為您的設備提供適當的電壓和電流。這有助於電子設備安全運行，並延長其使用壽命。
如何選擇線性穩壓器和開關穩壓器？
選擇線性穩壓器可以降低噪聲，適用於簡單的電路設計。選擇開關穩壓器可以提高效率，且發熱量更低。
一個積體電路能否為設備的多個零件供電？
是的，您可以使用 電力管理 積體電路（電源管理積體電路，PMIC）。它在單一晶片上控制多個電源軌，並控制其他功能。這節省了空間，簡化了設計。
為什麼有些設備需要隔離式電源控制器？
為了確保安全，隔離是必不可少的。隔離式控制器可以保護使用者免受高壓傷害，也能保護敏感部件免受故障影響。它們廣泛應用於醫療設備和工業設備。
