应用于工业和医疗市场的高集成电源LTC3589

面向新式处理器的大功率PMIC
LTC3589是一个完整的电源管理解决方案，面向基于ARM的处理器和先进的便携式微处理器系统。该器件含有：3个同步降压型DC/DC转换器，分别用于内核、存储器和SoC轨；一个同步降压-升压型稳压器，用于2.5～5V的I/O；3个250mA的LDO稳压器，用于低噪声模拟电源。I2C串行端口用来控制稳压器启动、输出电压值、动态电压调节和转换率、工作模式以及状态报告。以所希望的顺序将稳压器输出连接到使能引脚或通过I2C端口，可对稳压器启动排序。通过一个按钮接口、引脚输入或I2C接口，可控制系统的加电、断电及复位功能。电压监视器和有源放电电路可在下一个使能序列之前确保一个干净的断电，另外，选定的稳压器可以免除用于电源的按钮控制(例如，存储器，当其必须在停机模式中保持运行时)。LTC3589以8个独立轨、恰当的功率值、动态控制和排序支持i.MX、PXA和OMAP处理器。其他特点包括VSTB引脚等提供的接口信号，该引脚同时在多达4个轨上、于设定的运行和备用输出电压之间切换。该器件采用扁平40引脚6mm×6mm裸露焊盘QFN封装。

图2 LTC3589 LDO稳压器应用电路

图3 LTC3589降压型开关稳压器应用电路

高集成度－支持多个大功率轨
LTC3589是一个面向便携式微处理器和外部设备的完整电源管理解决方案。它总共提供8个电压轨，以给处理器内核、SDRAM、系统存储器、PC卡、始终保持接通的实时时钟以及HDD功能组件供电。提供这些电压轨的是一个始终保持接通的低静态电流25mA LDO、一个1.6A和两个1A降压型稳压器、一个1.2A降压-升压型稳压器以及3个250mA的低压差线性稳压器。支持多个稳压器的是高度可配置的电源排序功能、动态电压转换DAC输出电压控制、一个按钮接口控制器、通过I2C接口的稳压器控制以及大量状态报告和中断输出。
LTC3589的内部补偿、恒定频率电流模式降压型开关稳压器提供1A和1.6A的电流。就每一个采用I2C命令寄存器的降压型稳压器而言，降压型稳压器2.25MHz或1.125MHz的开关频率(包括相位)是独立选择的。加电默认频率是2.25MHz，而且含有边缘速率调整以降低EMI。每个降压型转换器都有动态转换的DAC输入基准和外部反馈引脚，以设置输出电压范围。这些降压型稳压器的3种工作模式──脉冲跳跃模式、突发模式(Burst Mode)工作或强制连续模式──用I2C接口设定。在脉冲跳跃模式时，稳压器会支持100%占空比。突发模式工作在低输出负载时有利于实现最高效率。除了电压输出设定点之间的最佳动态转换控制以外，强制连续模式还在轻负载时最大限度地降低了输出电压纹波。

单电感器、4开关降压-升压型DC/DC电压模式转换器从2.5～5V电压产生一个用户可编程的输出电压轨。该降压-升压型转换器利用专有开关算法，以高于、低于或等于所需输出轨的输入电压保持高效率和低噪声工作。降压-升压误差放大器采用一个固定的0.8V基准，而且输出电压通过一个外部电阻器分压器设定。突发模式工作通过I2C控制寄存器启动。就降压-升压型转换器而言，无须外部补偿组件。

动态电压轨控制和其他I2C控制的功能
LTC3589具有高端便携式应用处理器所需的I2C控制功能、动态电压调节(Dynamic Voltage Scaling)和可选电压转换设置。为了使该IC的转换DAC基准能够工作，3个LTC3589降压型开关稳压器和线性稳压器LDO2具有可编程DAC基准输入。每个DAC在0.3625～0.75V范围内都是可按照12.5mV步进编程的。

也可以命令DAC基准以4个可选转换率之一、独立地在两个电压之间转换。每个DAC都有两个独立的输出电压寄存器以及电压寄存器选择、转换率和启动控制。不必为改变DAC输出而启动这些稳压器。

图4显示降压型稳压器1、2、3和LDO2以4种可能的转换率在0.8～1.2V之间转换，转换由VSTB引脚(灰色)启动。这些值是8个单独的DAC代码。

图4 LTC3589动态电压调节转换

通用I2C串行端口用来控制稳压器启动、输出电压值、工作模式和状态报告。LTC3589上的I2C串行端口含有13个用来控制每个稳压器的命令寄存器、一个用来监视每个稳压器电源良好状态的只读寄存器、一个用来读取IRQ事件原因的只读寄存器和一个清除IRQ命令寄存器。LTC3589 I2C端口支持对任何寄存器的随机寻址，而且可以利用多种START顺序、按照任何顺序写寄存器。所有寄存器都可以回读，以验证软件和硬件的完整性。