EXAR創(chuàng )新多路數字電源解決方案

現今的電子系統更多的依賴(lài)于數字設計，從分立的邏輯門(mén)到復雜的FPGA、CPLD以及DSP，數字化進(jìn)程加劇。隨之帶來(lái)的是對電源的設計要求越來(lái)越高，電源之間的交互、控制以及如何簡(jiǎn)化電源設計為眾多工程師所關(guān)注，而數字電源控制技術(shù)的低成本、靈活性與堪比模擬電源的穩定性則成為實(shí)現這一夢(mèng)想的關(guān)鍵。

Exar PowerXR數字電源解決方案——XRP77XX系列芯片的“數字”特性完全摒棄了傳統電源所需的外部無(wú)源控制元件，成功集數字與模擬兩個(gè)領(lǐng)域的頂級性能于一身，將開(kāi)發(fā)時(shí)間由數周縮短至數個(gè)小時(shí)，使系統設計工程師得以將產(chǎn)品快速投放市場(chǎng)，贏(yíng)得顯著(zhù)競爭優(yōu)勢。同時(shí)，針對不斷變化的設計需求和條件，PowerXR數字電源解決方案還具有完全的可適應性和可再用性。

現代系統對電源的要求

現代系統對電源方案提出了更為嚴苛的要求，概括起來(lái)分別是三個(gè)不僅僅。不僅僅只是功率轉換，功率轉換能夠滿(mǎn)足系統的最基本需求;不僅僅只是時(shí)序、功率管理，功率管理提升了系統的靈活性;不僅僅只是電源通訊，通訊提升了系統的智能性。綜合來(lái)看，現代系統需要電源同時(shí)具備以上三種能力，同時(shí)還要簡(jiǎn)單易用并且便宜。

PowerXR數字電源

EXAR的PowerXR數字電源具有眾多優(yōu)勢，那么，它能給設計帶來(lái)什么呢?

首先，在硬件方面，單芯片解決方案代替了數十個(gè)IC才能完成的功能。完整的電源管理帶來(lái)更高的系統可靠性，并且集成MOS驅動(dòng)。在全溫度范圍內有著(zhù)更好的穩壓精度;具有高功率密度。效率高，方案可以達到大于90%的效率。

其次，在軟件方面，PowerXR具有簡(jiǎn)易的開(kāi)發(fā)環(huán)境并且支持重復編程。

最后，在通信方面，PowerXR具有完整的電源監控并可以輕松實(shí)現遠程控制。

PowerXR數字電源功能功能框圖如圖1所示。實(shí)現的功能如下：

圖1 PowerXR數字電源功能功能框圖

•單電源供電(4.75V~25V)

•獨立的四(三)通道集成高電流驅動(dòng)

的降壓控制器

• 3.3V 或者5V數字可選待機LDO

•最高1.5MHz開(kāi)關(guān)頻率

•優(yōu)化的狀態(tài)機結構，只需要200個(gè)

左右寄存器

• 6個(gè)可配置輸入/輸出口

• I2C完全可編程

•數字延遲以及斜率控制

•電壓、電流、溫度以及狀態(tài)監控

PowerXR應用原理圖如圖2所示。

圖2 PowerXR應用原理圖

PowerXR數字電源控制器方框圖如圖3所示。數字功率控制如圖3中上面的紅色框所示，數字功率管理部分如中間的藍色框所示，數字通信部分如圖中下面的紅框所示。

圖3 PowerXR數字電源控制器方框圖

PowerXR技術(shù)概況如下：

• 0.18μm BiCMOS混合信號工藝

•低功耗1.8V數字內核

•狀態(tài)機結構，不需要執行代碼、固件

• 30多項數字電源核心專(zhuān)利

•只需要配置200個(gè)左右狀態(tài)寄存器

通過(guò)對內部各寄存器的靈活配置，可以實(shí)現各種復雜的系統電源需求。PowerXR反饋ADC，相當于具有兩個(gè)輸入范圍的9位分辨率ADC。在數字PWM設計方面，計數器實(shí)現方式要得到1.5MHz的開(kāi)關(guān)頻率，采用8位計數器，需要384MHz時(shí)鐘，功耗大。Exar采用DLL和Sigma Delta控制方式，1.5MHz的開(kāi)關(guān)頻率，8位分辨率只需要48MHz的內部時(shí)鐘，而800kHz的開(kāi)關(guān)頻率，只需要25.6MHz的內部時(shí)鐘。