在更多地考慮電源管理方面問(wèn)題的情況下，便攜式電子產(chǎn)品的構(gòu)架可用圖1表示。今天，大部分便攜式電子產(chǎn)品都采用鋰電池為系統(tǒng)提供供電，而電源管理在整個(gè)系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用主要包括三個(gè)方面：電池管理，充電、保護(hù)、剩余電量測(cè)量；功率轉(zhuǎn)換，利用電池的供電為負(fù)載提供適當(dāng)?shù)碾妷杭半娏?；?fù)載管理，提高用電效率，充分發(fā)揮能源效益。
　　通常，便攜式電子產(chǎn)品的負(fù)載可分為兩大類(lèi)：一種是屬于數(shù)字子系統(tǒng)(核心及輸入/輸出)的負(fù)載，而另一種則是信號(hào)路徑(模擬或射頻信號(hào))的負(fù)載。由于這兩類(lèi)負(fù)載需要的電壓/電流都各不相同，因此系統(tǒng)的電源供應(yīng)需要進(jìn)行不同的功率轉(zhuǎn)換，以便為不同負(fù)載饋送不同的電壓/電流。
　　可以提供“功率轉(zhuǎn)換”功能的芯片基本上采用三種不同的功率轉(zhuǎn)換技術(shù)，因此功率轉(zhuǎn)換器基本上也分為三大類(lèi)，即低壓降穩(wěn)壓器、電感式直流/直流轉(zhuǎn)換器及開(kāi)關(guān)電容器直流/直流轉(zhuǎn)換器。圖2所介紹的便是這三種不同的電路布局。
　　數(shù)字子系統(tǒng)及信號(hào)路徑作為負(fù)載對(duì)電源有各自不同的要求，我們必須分別予以考慮，并做出適當(dāng)?shù)娜∩?，才可確保系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮其性能。

　　專(zhuān)為數(shù)字核心及輸入/輸出而設(shè)的功率轉(zhuǎn)換器
　　處理器核心及數(shù)字輸入/輸出等數(shù)字子系統(tǒng)耗用較多的供電，而且新一代的數(shù)字子系統(tǒng)需要的供電電壓(Vcc)遠(yuǎn)比輸入的電源供應(yīng)低，有時(shí)甚至低至1V。此外，處理器必須長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟，即使處于待機(jī)狀態(tài)也不能關(guān)閉。先進(jìn)的電感式同步降壓穩(wěn)壓器可以滿(mǎn)足數(shù)字負(fù)載的這些特性。
　　電感式直流/直流轉(zhuǎn)換器采用半橋接式輸出級(jí)，后接低通濾波器。這種轉(zhuǎn)換器的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)論輸出/輸入電壓比(V_OUT/V_IN)有多大，都能以極高的效率輸出穩(wěn)定電壓。
　　但這種技術(shù)既有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)，而且大部分問(wèn)題都源自電感器，因此選擇外接元件時(shí)便需要小心考慮相關(guān)的因素。例如，電感值(即電感器體積)越小，紋波電流便越大，雖然要確保系統(tǒng)體積小巧，便必須采用極小巧的元件，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師必須明白魚(yú)與熊掌不能兼得。
　　提高開(kāi)關(guān)頻率的好處是系統(tǒng)可以采用較小型的電感器，但開(kāi)關(guān)頻率越高，開(kāi)關(guān)損耗也就越大，轉(zhuǎn)換效率也會(huì)相應(yīng)下降，因?yàn)殚_(kāi)啟及關(guān)閉MOSFET時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)間上的延遲，而且以更高速度為柵極電容器充電會(huì)耗用更多電能。MOSFET的柵極及源極之間存在電容器效應(yīng)，當(dāng)電容器進(jìn)行“充電”時(shí)，MOSFET無(wú)法達(dá)到飽和的狀態(tài)（漏極源極電阻 (R_DS-ON) 不是處于最低點(diǎn)）。生產(chǎn)半橋接式高集成度直流/直流轉(zhuǎn)換器的廠(chǎng)商有責(zé)任將其中的影響減至極低。

　　對(duì)于需要預(yù)先確定di/dt噪音頻率的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，設(shè)有PWM模式的固定頻率直流/直流轉(zhuǎn)換器是理想的電源管理解決方案。但PWM的缺點(diǎn)是需要比較高的操作電流的支持。若負(fù)載只有“全速”或關(guān)閉兩種操作模式，這個(gè)缺點(diǎn)即可忽略不計(jì)。但對(duì)于即使處于待機(jī)狀態(tài)仍然需要獲得供電電流的數(shù)字處理器或易失性存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)，我們便需要采用可以隨時(shí)轉(zhuǎn)換到脈沖跳躍或PFM 模式的芯片。
　　以PFM模式來(lái)說(shuō)，只有在輸出電壓跌穿比較器的閾值時(shí)，半橋接芯片的頂部MOSFET才會(huì)啟動(dòng)。與此同時(shí)，P通道MOSFET隨即啟動(dòng)，而輸出濾波器也會(huì)重新充電。這個(gè)操作PFM模式會(huì)持續(xù), 直至檢波器顯示輸出電流升越某一閾值, 再轉(zhuǎn)入PWM模式。PFM模式有兩大優(yōu)點(diǎn)：由于許多內(nèi)部電路已關(guān)閉，因此直流/直流轉(zhuǎn)換器的操作電流會(huì)大幅下降；此外，內(nèi)部電路在有需要時(shí)(而非在每一時(shí)段的開(kāi)始)才啟動(dòng)或關(guān)閉，有助將輸出級(jí)的開(kāi)關(guān)損耗減至極低。
　　一如所有電源管理系統(tǒng)，上述設(shè)計(jì)也有本身的缺點(diǎn)。以PFM模式來(lái)說(shuō)，由于頻率并非固定，因此di/dt 噪音便變得不可預(yù)測(cè)。但經(jīng)過(guò)優(yōu)化的PFM模式可以以額定的固定頻率或接近這一頻率進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作。其輸出的紋波很小，全部由輸出電容器充電/放電產(chǎn)生，因此EMI可說(shuō)微不足道。
　　若效率要求并非這么嚴(yán)格，開(kāi)關(guān)電容器降壓穩(wěn)壓器是另一理想的選擇。這種電路布局無(wú)需采用電感器，但效率則高于低壓降穩(wěn)壓器芯片。若與電感式直流/直流轉(zhuǎn)換器比較，采用開(kāi)關(guān)電容器降壓穩(wěn)壓器不但可以縮小印刷電路板的體積，而且還有助降低系統(tǒng)成本。圖3分別列出電感式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器（面積約為 7 mm × 5 mm）及開(kāi)關(guān)電容器降壓穩(wěn)壓器（面積約為 5 mm × 5 mm）的印刷電路板布局及面積。

　　信號(hào)路徑的功率轉(zhuǎn)換
　　信號(hào)路徑芯片的功率轉(zhuǎn)換過(guò)程與數(shù)字子系統(tǒng)有頗大的不同。信號(hào)路徑芯片面對(duì)的是“真實(shí)世界”的模擬信號(hào)，因此必須確保信號(hào)的完整性。基于這個(gè)原因，信號(hào)路徑的電源管理系統(tǒng)需要優(yōu)先考慮的因素便大不相同。信號(hào)路徑的電源管理系統(tǒng)很多時(shí)候都采用低壓降穩(wěn)壓器，而且是這類(lèi)電源管理系統(tǒng)最常用的線(xiàn)路設(shè)計(jì)。
　　由于這種線(xiàn)性芯片要求的輸出電壓較高，而要求的輸出電流則相對(duì)較低，因此功耗對(duì)系統(tǒng)的整體效率只有輕微的影響。由于這些芯片的負(fù)載較為穩(wěn)定，因此可以集中改善電源抑制及壓降以提升效率。

　　電源抑制比(PSRR)是顯示 信號(hào)干擾程度的指標(biāo)，可以顯示電源管理芯片能否有效抑制伴隨輸入信號(hào)而來(lái)的干擾。電源抑制比是輸入信號(hào)的固定頻率正弦波與輸出信號(hào)振幅之間的比率。這兩個(gè)數(shù)值之間的比率也是電源抑制比的定義，由于電源抑制比與噪音會(huì)產(chǎn)生同樣性質(zhì)的影響，因此挑選電源管理芯片時(shí)必須兩者一并考慮。
　　壓降是指低壓降穩(wěn)壓器芯片所必須預(yù)留的降壓空間，以便能夠利用低輸入電平產(chǎn)生輸出電流。壓降實(shí)際上是P通道MOS芯片的漏極源極電阻(RDS-ON)乘以輸出電流。輸出電流若上升，壓降的要求便會(huì)更加嚴(yán)格。
　　目前市場(chǎng)上出現(xiàn)一種專(zhuān)為信號(hào)路徑負(fù)載提供穩(wěn)壓供電的嶄新電源管理技術(shù)。這是一種適合射頻功率放大器采用的技術(shù)，其特點(diǎn)是利用一款特殊應(yīng)用直流/直流轉(zhuǎn)換器為功率放大器提供供電電壓(Vcc)。雖然這種技術(shù)的應(yīng)用一直局限在移動(dòng)電話(huà)方面，但無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)及其它無(wú)線(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也開(kāi)始采用這種技術(shù)。圖4顯示一組可以取代直流/直流轉(zhuǎn)換器的射頻功率轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)。

　　新一代的功率放大器即使利用遠(yuǎn)比傳統(tǒng)3V低或高的供電電壓提供供電，其線(xiàn)性特性絲毫也不會(huì)受到影響，而且由于功率放大器基本上是固定阻抗的負(fù)載，因此降低供電電壓(Vcc)非常有助于節(jié)省耗電。移動(dòng)電話(huà)若采用這種新技術(shù)，大約可節(jié)省80%以上的功耗，實(shí)際節(jié)省的電量須視乎采用什么類(lèi)型的射頻發(fā)射系統(tǒng)而定。通過(guò)控制信號(hào)輸入直流/直流轉(zhuǎn)換器，供電電壓可以因應(yīng)檢波器所示功率的大小按比例變動(dòng)。由于傳送信號(hào)所需的供電較少，供電電壓可以降低，有助節(jié)省寶貴的電力。系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師采用射頻功率放大器設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)，必須知道系統(tǒng)要求的最低供電電壓。如果供電電壓低至1.5V或以下，而功率轉(zhuǎn)換器仍可保持其線(xiàn)性特性，那么新設(shè)計(jì)便適宜采用這種特殊應(yīng)用直流/直流轉(zhuǎn)換器。

　　支持發(fā)光功能的LED驅(qū)動(dòng)器
　　以便攜式電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，燈光是重要的人機(jī)接口。新一代的移動(dòng)電話(huà)必須裝設(shè)發(fā)光二極管才可為液晶顯示屏及小鍵盤(pán)提供背光。驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)器采用以下三種不同的設(shè)計(jì)布局：驅(qū)動(dòng)并行發(fā)光二極管的電壓模式；驅(qū)動(dòng)并行發(fā)光二極管的電流模式；驅(qū)動(dòng)堆疊發(fā)光二極管的穩(wěn)壓模式。
　　驅(qū)動(dòng)并行發(fā)光二極管的電壓模式非常容易使用，而且成本也較低廉。這種模式采用電荷泵技術(shù)，但這種技術(shù)有它的缺點(diǎn)，例如需要采用電阻調(diào)節(jié)電流，而且不同發(fā)光二極管之間的電流及亮度會(huì)有一定的高低參差。
　　驅(qū)動(dòng)并行發(fā)光二極管的電流模式也需要倚靠電荷泵技術(shù)的支