便攜式媒體播放器的電源管理分組技術(shù)(06-100)

　　圖 3 給出了同一 IC 封裝中采用幾個(gè)電源轉(zhuǎn)換器的高效集成式功率轉(zhuǎn)換機(jī)制實(shí)例。為使處理引擎采用低壓內(nèi)核電源，主系統(tǒng)電壓為 3.3 V，我們采用帶 FET 的全集成同步 DC/DC 降壓轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)最大功率效率，并盡可能減少外部組件數(shù)。采用該解決方案時(shí)，無(wú)需使用占地較大的散熱片。相對(duì) DC/DC 控制器解決方案而言，全集成的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器采用片上轉(zhuǎn)換 FET 并實(shí)現(xiàn)內(nèi)部補(bǔ)償機(jī)制。這就是說(shuō)，設(shè)計(jì)工程師不必選擇外部晶體管，也不必采用昂貴而難用的設(shè)計(jì)軟件來(lái)分析補(bǔ)償與穩(wěn)定條件。組件選擇非常方便，我們只需根據(jù)數(shù)據(jù)表單，采用推薦的電感器即可。

　　最多4個(gè)線性穩(wěn)壓器為音頻、RF 及其他子組件提供低電流輔助電源，這有助于減少組件數(shù)，針對(duì)不同類(lèi)型的電壓軌，在成本、大小和效率之間實(shí)現(xiàn)最佳平衡。

　　集成電源管理解決方案具有一些能夠顯著節(jié)省板級(jí)空間的獨(dú)特特性。由于集成了所有開(kāi)關(guān)晶體管，因此電路只需要兩個(gè)電感器和少數(shù)幾個(gè)電容器。2.25 MHz高開(kāi)關(guān)頻率使電感器尺寸減小到 2.2mH，從而能使用高度還不足 1 毫米的芯片電感器，而轉(zhuǎn)換效率仍高達(dá) 90% 以上。為進(jìn)一步降低功耗，DC/DC 穩(wěn)壓器還提供自動(dòng) PFM/PWM 模式轉(zhuǎn)換功能，在很大負(fù)載范圍上,都能最大化轉(zhuǎn)換效率。低負(fù)載電流運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)換器可進(jìn)入脈沖頻率調(diào)制 (PFM) 模式，而負(fù)載電流大于 50 mA 時(shí)，脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 控制方案則能對(duì)其提供支持。

　　4 個(gè)線性穩(wěn)壓器和 1 個(gè)輸出電容器即可提供低電流電源。為盡可能提高設(shè)計(jì)靈活性，該器件還提供串行接口，以便實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓器電壓的靈活編程，這樣處理系統(tǒng)就能控制自己的電源，并調(diào)節(jié)電源電壓以?xún)?yōu)化電源性能。該器件采用小型QFN封裝，這樣IC的面積可減至4mmx4mm。

　　結(jié)語(yǔ)

　　便攜式媒體播放器在便攜式電子設(shè)備市場(chǎng)中的份額不斷上升。消費(fèi)者希望小型設(shè)備能夠提供更多功能，且實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的工作時(shí)間。電池技術(shù)與低功耗半導(dǎo)體組件的不斷發(fā)展可以幫助工程師逐步滿(mǎn)足上述要求。與此同時(shí)，電源設(shè)計(jì)人員在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。精確監(jiān)測(cè)電池容量有助于充分利用電池全部電力，與高效的功率轉(zhuǎn)換相結(jié)合，有助于充分發(fā)揮電池的作用。我們采用高度集成的電源管理設(shè)備，并盡可能減少外部組件數(shù)和封裝尺寸，這有助于高效利用有限的板級(jí)空間，以便集成更多功能，并減小產(chǎn)品尺寸與重量。