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复杂的移动终端产品系统级电源管理设计方法

时间:10-27 来源:互联网 点击:

了4个稳压电源之外,DA9025中还包含一个1.8V 400mADC-DC降压变换器。在许多系统中,降压变换器都用于为系统处理器和存储器供电。

  可以根据负载电流大小将降压变换器设置为同步或异步工作模式,以优化工作效率。变换器中已经集成了开关FET,因而需要的外部元件很少。在I2C总线的控制下,降压变换器的输出电压也是可编程的,所以可用于为超低压的处理器供电。

  Smart Mirror技术

  Smart Mirror是Dialog Semiconductor的一种独特的技术,能根据负载需求的变化自动调整稳压器控制电路的偏压。采用这种技术的稳压器能够将输出电流的需求反馈给偏压发生器,在电流需求降低时自动减小偏压,从而实现静态电流的动态控制。

  这使得稳压器在一个宽泛的工作电流范围内都具有很好的PSRR(电源电压抑制)和动态性能,而不受通常的设计限制(除了负载最重的情况外一律采取过偏压)。采用独立的自适应偏压控制就不再需要低功耗工作模式,因而在电流需求较低时也不再需要用户介入才能切换到低功耗模式。

  这种自适应偏压确保稳压器始终处于最佳工作点,因此能提供最高级别的PSRR(通常高达80dB),同时电流消耗最低。电源电压抑制也在较大带宽上保持更高的水平,在217Hz上Smart Mirror能提供超过90dB的PSRR;即使在10kHz上,PSRR仍高于60dB。

  由于Smart Mirror是一种全自动偏压控制技术,因而在零负载情况下静态电流消耗很低(通常为15uA甚至更低)。而在传统的稳压器中,只有当器件被软件或硬件配置为低功耗或“ECO”模式时才可能达到如此低的静态电流。而这使系统设计更加复杂,并且需要额外的软件来控制,或增加管脚和PCB走线。

  在最简单的系统中,DA9025作为一个独立器件工作(这种情况对没有控制器的系统而言是理想配置),提供6个预定义好的稳压电源。它支持便携式应用中常见的系统电压,例如1.8V和2.8V。

  不过,如果所有电压都固定,缺乏灵活性就会削弱器件集成度增大所带来的好处,因此,DA9025除了为基本电源管理提供组件模块以外,还为适应系统中常见的所有电源电压提供多种不同的默认电压配置,包括1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、2.8V、3.0V和3.3V。此外,如果默认的电源启动顺序不合适,还可以选择颠倒启动顺序。这些选择确保所设计的系统处于最合适的电源电压下。

  该设计支持多种上电检测可选方案(例如,可选择输入信号低电平或高电平有效),还可提供系统复位信令,以及用于连接上电信号的开漏缓冲输出。

  精密比较器监测电池状态是否出现电压过高或过低的情况,一旦出现这类情形,比较器就会将系统关断。在系统激活时,电压最高的电源最先激活,其他电源每隔200us激活一个,以便将稳压器对其充电电容器进行稳定和充电时的启动电流降至最低。

  另外,采用器件的总线还可以实现输出电压编程和个别电源掉电控制等额外控制功能。I2C是双向总线,通过它能访问状态和故障寄存器。这个寄存器用于记录事件而且随后可以查询。

  如果与一个处理器配合使用,DA9025还能支持看门狗功能,即由处理器向一个仍处于工作状态的电源管理IC周期性地发送信令。该功能对软件死锁时的器件保护十分有用,如果没有这项功能,那么当软件出现死锁时,器件的工作状态会被冻结,只有取掉电池并重启系统,器件才能重新工作。

  DA9025的典型应用:便携式媒体播放器

  由于需要多电源的系统越来越多,设计人员的任务也愈加艰巨。他们面临着日益缩短的上市时间要求,为满足这一要求,找到简单易用的电源管理方案就变得至关重要。


  图2:一个简单的便携式音频播放器电源管理子系统。

  DA9025的灵活性使它非常适于低功耗系统以及采用先进微控制器或DSP的系统,前者通常包含数字和模拟功能,而后者的内核和外设通常需要单独的电源供电。DA9025能提供一种基本的系统级电源管理方案,进行开/关控制,实现顺序上电和电池监控,因此它能用于为更复杂的系统内核供电。此外,设计人员还可以利用现有的标准元件为其添加附加稳压器或电池充电等额外功能,从而使得设计人员能够快速配置完整的系统。

  尽管DA9025主要是针对采用单锂电池供电的系统,但它也能用于具有3.3V电源的系统中,例如用于PCMCIA、SD、MMC、CF和迷你PCI等计算机接口。便携式音频播放器就是DA9025成功应用一个典型例子(见图2)。

采用系统级方法在IC中集成最常见功能的主要益处在于加快上市时间,因为这种方法提前解决了一些通常要在开发阶段中期才会考虑的问题。此外,也可以选择采用全SoC方法,这样得到的IC功能往往十分灵活,足以应付多种不同的应用,同时也让设计人员有足够的自由,能够轻松地根据

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