打入工業(yè)和醫療市場(chǎng)的高集成度大功率電源IC

● 集成動(dòng)態(tài)I2C控制

● 工業(yè)和醫療設備系統的可靠性和堅固性要求

● 解決方案尺寸和占板面積

一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案

過(guò)去的工業(yè)PMIC沒(méi)有足夠的功率來(lái)應對這些新式系統和微處理器。滿(mǎn)足上述電源管理IC設計限制的任何解決方案都必須兼有：高集成度，包括集成大電流開(kāi)關(guān)穩壓器和LDO;以諸如降壓-升壓型穩壓器等難以使用的功能構件對關(guān)鍵參數進(jìn)行動(dòng)態(tài)I2C控制。此外，一個(gè)具有高開(kāi)關(guān)頻率的器件可減小外部組件尺寸，而且陶瓷電容器可降低輸出紋波。

面向新式處理器的大功率PMIC

LTC3589是一個(gè)完整的電源管理解決方案，面向基于A(yíng)RM的處理器和先進(jìn)的便攜式微處理器系統。該器件含有：3個(gè)同步降壓型DC/DC轉換器，分別用于內核、存儲器和SoC軌;一個(gè)同步降壓-升壓型穩壓器，用于2.5～5V的I/O;3個(gè)250mA的LDO穩壓器，用于低噪聲模擬電源。I2C串行端口用來(lái)控制穩壓器啟動(dòng)、輸出電壓值、動(dòng)態(tài)電壓調節和轉換率、工作模式以及狀態(tài)報告。以所希望的順序將穩壓器輸出連接到使能引腳或通過(guò)I2C端口，可對穩壓器啟動(dòng)排序。通過(guò)一個(gè)按鈕接口、引腳輸入或I2C接口，可控制系統的加電、斷電及復位功能。電壓監視器和有源放電電路可在下一個(gè)使能序列之前確保一個(gè)干凈的斷電，另外，選定的穩壓器可以免除用于電源的按鈕控制(例如，存儲器，當其必須在停機模式中保持運行時(shí))。LTC3589以8個(gè)獨立軌、恰當的功率值、動(dòng)態(tài)控制和排序支持i.MX、PXA和OMAP處理器。其他特點(diǎn)包括VSTB引腳等提供的接口信號，該引腳同時(shí)在多達4個(gè)軌上、于設定的運行和備用輸出電壓之間切換。該器件采用扁平40引腳6mm×6mm裸露焊盤(pán)QFN封裝。

圖3 LTC3589降壓型開(kāi)關(guān)穩壓器應用電路高集成度-支持多個(gè)大功率軌

LTC3589是一個(gè)面向便攜式微處理器和外部設備的完整電源管理解決方案。它總共提供8個(gè)電壓軌，以給處理器內核、SDRAM、系統存儲器、PC卡、始終保持接通的實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及HDD功能組件供電。提供這些電壓軌的是一個(gè)始終保持接通的低靜態(tài)電流25mA LDO、一個(gè)1.6A和兩個(gè)1A降壓型穩壓器、一個(gè)1.2A降壓-升壓型穩壓器以及3個(gè)250mA的低壓差線(xiàn)性穩壓器。支持多個(gè)穩壓器的是高度可配置的電源排序功能、動(dòng)態(tài)電壓轉換DAC輸出電壓控制、一個(gè)按鈕接口控制器、通過(guò)I2C接口的穩壓器控制以及大量狀態(tài)報告和中斷輸出。

LTC3589的內部補償、恒定頻率電流模式降壓型開(kāi)關(guān)穩壓器提供1A和1.6A的電流。就每一個(gè)采用I2C命令寄存器的降壓型穩壓器而言，降壓型穩壓器2.25MHz或1.125MHz的開(kāi)關(guān)頻率(包括相位)是獨立選擇的。加電默認頻率是2.25MHz，而且含有邊緣速率調整以降低EMI。每個(gè)降壓型轉換器都有動(dòng)態(tài)轉換的DAC輸入基準和外部反饋引腳，以設置輸出電壓范圍。這些降壓型穩壓器的3種工作模式──脈沖跳躍模式、突發(fā)模式(Burst Mode)工作或強制連續模式──用I2C接口設定。在脈沖跳躍模式時(shí)，穩壓器會(huì )支持100%占空比。突發(fā)模式工作在低輸出負載時(shí)有利于實(shí)現最高效率。除了電壓輸出設定點(diǎn)之間的最佳動(dòng)態(tài)轉換控制以外，強制連續模式還在輕負載時(shí)最大限度地降低了輸出電壓紋波。

單電感器、4開(kāi)關(guān)降壓-升壓型DC/DC電壓模式轉換器從2.5～5V電壓產(chǎn)生一個(gè)用戶(hù)可編程的輸出電壓軌。該降壓-升壓型轉換器利用專(zhuān)有開(kāi)關(guān)算法，以高于、低于或等于所需輸出軌的輸入電壓保持高效率和低噪聲工作。降壓-升壓誤差放大器采用一個(gè)固定的0.8V基準，而且輸出電壓通過(guò)一個(gè)外部電阻器分壓器設定。突發(fā)模式工作通過(guò)I2C控制寄存器啟動(dòng)。就降壓-升壓型轉換器而言，無(wú)須外部補償組件。

動(dòng)態(tài)電壓軌控制和其他I2C控制的功能

LTC3589具有高端便攜式應用處理器所需的I2C控制功能、動(dòng)態(tài)電壓調節(Dynamic Voltage Scaling)和可選電壓轉換設置。為了使該IC的轉換DAC基準能夠工作，3個(gè)LTC3589降壓型開(kāi)關(guān)穩壓器和線(xiàn)性穩壓器LDO2具有可編程DAC基準輸入。每個(gè)DAC在0.3625～0.75V范圍內都是可按照12.5mV步進(jìn)編程的。

也可以命令DAC基準以4個(gè)可選轉換率之一、獨立地在兩個(gè)電壓之間轉換。每個(gè)DAC都有兩個(gè)獨立的輸出電壓寄存器以及電壓寄存器選擇、轉換率和啟動(dòng)控制。不必為改變DAC輸出而啟動(dòng)這些穩壓器。