浅析安森美半导体的智能手机电源管理方案

调节输出），采用UDFN-8封装，适合于3 V至5 V的升压转换（也适合2.5 V至3.3 V升压转换），典型应用包括HDMI及DisplayPort端口供电等。图3显示的是典型应用电路。

　　低电流、低噪声LDO配合延长电池使用时间及减小尺寸

　　如前所述，尽管高集成度PMIC在智能手机便携产品中应用增多，但独立的DC- DC开关稳压器或LDO仍有充足应用空间，如需要LDO来配合便携设备将电池使用时间延至最长并将尺寸减至最小，特别是那些射频（RF）及噪声敏感型功能仍然需要使用低噪声的LDO。以手机为例，LDO的典型应用包括音频插孔、相机模块、显示屏模块、GPS模块、接口、LCD/触摸屏控制、麦克风、GSM /WCDMA 射频子电路板、蓝牙模块及USB端口等。

　　安森美半导体提供适合便携应用的宽广阵容LDO，其中包括NCP45xx及 NCP46xx系列，如NCP4586（100 mA）、NCP4587/89（150/300 mA）、NCP4588（200 mA）、NCP4681/4（150 mA）、NCP4682/5（150 mA）、NCP4680（100 mA）及NCP4683（300 mA）等。此外，CAT62xx系列的多款LDO也非常适合便携应用，包括确保提供500 mA输出电流的CAT6219、提供两路300 mA峰值输出电流的CAT6221、空载接地电流仅为典型值10 μA的CAT6220、提供1 A峰值电流的CAT6243及超低工作电流的CAT6289等。

　　图4：CAT6289超低工作电流NanoPower LDO框图及典型应用电路图。

　　以CAT6289为例，这是一款超低工作电流（典型值400 nA）的NanoPower LDO，输入电压范围为1.8 V至5.5 V，提供8种标准电压输出，包括1.00、1.20、1.25、1.50、1.80、2.50、3.00及3.30 V，10 mA电流时的典型压降为380 mV，1 kHz时的典型电源抑制比（PSRR）为-60 dB。这器件采用小型1.5 mm x 1.5 mm TDFN-6封装，能够帮助便携设备延长电池使用时间，并配合小外形因数设计。

　　配合便携设备不同充电应用OVP及OCP保护方案

　　智能手机等采用锂离子电池供电的便携设备在日常充电/供电应用中，可能面临正向 /负向过压、过流等风险，故需要安全的保护方案。安森美半导体的便携设备OVP保护方案主要包括针对墙式适配器/USB充电的30 V/高达3 A系列产品（包括NCP347/348、NCP349、NCP367、NCP370、NCP372及NCP391等），以及针对USB充电的20 V/500 mA系列产品（包括NCP360、NCP361、NCP362及NCP373等）；OCP保护方案包括NCP380、NCP381及NCP382等。

　　以NCP367为例，这是一款提供+30 V过压保护及高达3 A过流保护、带电池电压检测功能的保护IC（见图5）。这器件保护便携设备电池免受输入过压（在出现故障工作条件下会断开系统与Vbus或AC-DC适配器的连接）、充电过流及充电过压影响。NCP367提供最大值100 mΩ的低导通阻抗，帮助降低方案成本及电路板占用空间。支持高达3 A电流的能力帮助实现快速充电。典型值50 μA的极低电流消耗兼容于USB 500 μA闲置模式。这器件能用于1.5 A或500 mA两种充电电流等级，非常适合手机等应用。

　　图5：NCP367典型应用电路图。

　　NCP382则是一款功率分配开关，其设计针对很可能会遇到大的电容性负载或短路的应用。实际上，越来越多便携电子设备采用USB供电，但需要保护本地USB电源够用受外部Vbus故障影响。NCP382能够通过在输出负载超过限流阈值或出现短路时切换至恒流模式，将输出电流限制在期望的电平（0.5 A、1 A或1.5 A），从而提供过流保护。NCP381接收2.5 V至5.5 V的单路输入，提供2路输出。图6是NCP382的典型应用电路图。

　　图6：NCP382典型应用电路图。

　　高集成度开关电池充电器帮助加快便携设备电池充电速度

　　消费者可能会采用墙式AC适配器或USB输入来为便携设备充电。一般而言，墙式 AC适配器的充电电流更大（如可达1.5 A），所需充电时间较短；而USB充电电流相对较小（如500 mA），时间更长。但即便是采用USB输入充电，消费者也期望能够更快速地完成充电。安森美半导体的NCP1851开关电池充电器就是一款满足消费者在这方面期望的高集成度IC。这器件接受3.6 V至16 V的宽输入电压范围，提供可在7 V至16 V之间选择的正向过压锁定，提供正向+30 V/负向-30 V输入过压保护。这器件集成了DC-DC升压电路，用于5 V USB OTG应用（电流250 mA），并提供5 V USB收发器保护。NCP1851还集成电池FET驱动器，支持"电池电量耗尽"（dead battery）工作。这器件的充电电流可达1.5 A，还集成了电池温度监测功能，在充电时保护电池安全，非常适合于便携设备的快速电池充电应用。

　　图7：NCP1851开关电池充电器功能示意图。