在便攜設備和無線產(chǎn)品的設計中，設計人員常常面臨如何提高產(chǎn)品性能、進一步延長電池工作時間的挑戰(zhàn)，由于對成本和體積的要求比較苛刻，設計中會犧牲系統(tǒng)的某些指標而采取一些折衷的解決方案。新型供電電路的出現(xiàn)彌補了以上設計中的不足，能夠保證系統(tǒng)高可靠性、高性能指標的要求，并有效地延長電池壽命。供電電路的主要參數(shù)有成本、效率（電池壽命）、輸出紋波、噪聲及靜態(tài)電流。表一列出了這些參數(shù)與電路結構、輸入輸出電壓范圍的相互關系，下面我們就結合表一，進一步闡述這些電路結構的特點。

　　表一供電電路特性與電路結構和輸入（Vin）輸出（Vout）電壓的關系

　　一．低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器

　　低壓差線性穩(wěn)壓器的突出優(yōu)點是具有最低的成本，最低的噪聲和最低的靜態(tài)電流。它的外圍器件也很少，通常只有一兩個旁路電容。新型LDO 可達到以下指標：30μV 輸出噪聲、60dB PSRR、6

　　μA 靜態(tài)電流及100mV 的壓差。LDO 線性穩(wěn)壓器能夠實現(xiàn)這些特性的主要原因在于內部調整管采用了P 溝道場效應管，而不是通常線性穩(wěn)壓器中的PNP 晶體管。P 溝道的場效應管不需要基極電流驅動，所以大大降低了器件本身的電源電流；另一方面，在采用PNP 管的結構中，為了防止PNP 晶體管進入飽和狀態(tài)降低輸出能力，必須保證較大的輸入輸出壓差；而P 溝道場效應管的壓差大致等于輸出電流與其導通電阻的乘積，極小的導通電阻使其壓差非常低。

　　當系統(tǒng)中輸入電壓和輸出電壓接近時， LDO 是最好的選擇，可達到很高的效率。所以在將鋰離子電池電壓轉換為3V 電壓的應用中大多選用LDO，盡管電池最后放電能量的百分之十沒有使用，但是LDO 仍然能夠在低噪聲結構中提供較長的電池壽命。

　　二．電荷泵

　　基本的電荷泵電路成本較低，它的最大優(yōu)點是無需電感，外圍電路只需幾個電容，體積較小，能夠提供百分之九十五的效率；固定開關頻率時產(chǎn)生較大的噪聲和靜態(tài)電流。另外，這種結構的輸出電壓只能是輸入電壓的倍數(shù)，利用四個內部開關和一個外部飛電容（flying capacitor）能夠獲得輸入電壓的2 倍、1/2 倍或-1 倍輸出；也可以使用多級結構獲得其它倍數(shù)的電壓，但成本和靜態(tài)電流也會增加，所以，在傳統(tǒng)的設計中，電荷泵結構很少與電池直接相連，而是用于產(chǎn)生系統(tǒng)的輔電源，為小電路模塊或某一器件供電。但從目前的發(fā)展趨勢看， 新型的電荷泵輸出電流越來越大，而便攜式產(chǎn)品的功耗則越來越低，所以有些產(chǎn)品選用電荷泵做系統(tǒng)的主電源。

　　1．電荷泵+LDO

　　為了克服電荷泵電路固有的缺陷，某些新型電源將電荷泵與LDO 相結合，這種結構可以得到任意的輸出電壓，而且降低了輸出噪聲，但效率也相應有所下降，下降幅度與輸入輸出電壓有關，例如兩節(jié)NiMH 電池轉換為3V 的效率是3V/。這里還沒有考慮電荷泵自身的效率損耗，LDO 的輸出電壓與電荷泵倍壓輸出越接近，這種結構的效率越高。

　　2．電荷泵穩(wěn)壓器

　　新型電荷泵穩(wěn)壓器采用PFM 或PWM 方式，內部電路不需要LDO。與電荷泵+LDO 方式相比，新型PFM 方式的電荷泵具有低成本、低靜態(tài)電流等特點，但輸出噪聲略有增加、兩種電路的效率基本相同。如果改變倍乘因子可以改善轉換效率。例如轉換兩節(jié)堿性電池到5V，新電池時使用兩倍壓，而電池電壓低于2.5V 時使用3 倍壓。升降壓應用中，開始時使用降壓而后來使用兩倍升壓，可以改善效率。但是半導體行業(yè)很少采用這樣復雜的電荷泵穩(wěn)壓器。

　　電荷泵穩(wěn)壓器在主電源和后備電源中都十分有用，最新的電荷泵穩(wěn)壓器能夠提供250mA 的輸出電流，非常適合低功耗的應用。它能夠產(chǎn)生存儲器所需要的編程電壓，為GaAs 射頻功率放大器產(chǎn)生非常穩(wěn)定的負偏置電壓等。