配合便攜設(shè)備應用要求及技術(shù)趨勢的安森美半導體電源管理方案

近年來，手機等便攜設(shè)備市場持續(xù)快速發(fā)展。據(jù)預計，手機出貨量將從2011年的14億部增長至2014年的18億部；其中又以智能手機市場耀眼，受大量低成本Android手機上市推動，同期智能手機出貨量將從4億部增長至6.8億部，而且智能手機的半導體元件含量遠高于功能型或入門型手機。與此同時，領(lǐng)先制造商更加重視用戶使用體驗，其舉措之一是在產(chǎn)品設(shè)計中選擇能夠更好配合智能手機等便攜設(shè)備應用要求及技術(shù)趨勢的產(chǎn)品及方案。

安森美半導體身為全球高能效電子產(chǎn)品的首要硅方案供應商，針對便攜應用提供豐富的解決方案。本文將重點探討安森美半導體的高性能、高能效方案如何配合智能手機等便攜應用的要求及技術(shù)趨勢，幫助設(shè)計工程師選擇適合的元器件方案。

高集成度PMIC簡化設(shè)計，加快產(chǎn)品上市進程
眾所周知，便攜設(shè)備集成的功能越來越多，從拍照到音視頻播放、游戲乃至位置服務(wù)等，不一而足。而隨著3G乃至4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的就緒，用戶越來越習慣于透過智能手機等便攜設(shè)備來以無線方式訪問豐富的數(shù)據(jù)及多媒體內(nèi)容，需要便攜設(shè)備嵌入更多更強大的射頻(RF)模塊。相應的代價是功率消耗越來越高，而電池容量及技術(shù)方面的進展仍然緩慢，便攜設(shè)備設(shè)計人員必須適應這種結(jié)合許多功能的高集成度趨勢，提供足夠長的電池使用時間，同時配合消費者對纖薄外形的需求。

為了應對這些挑戰(zhàn)，便攜設(shè)備設(shè)計人員的一項可行策略就是在選擇集成多種功能的主芯片組，同時選用高集成度的電源管理集成電路(PMIC)，幫助簡化設(shè)計，使控制電源所需的資源減至最少，并將外形因數(shù)保持在可控范圍之內(nèi)。

圖1：安森美半導體提供的mini-PMIC功能示意圖。

安森美半導體提供一系列的微型電源管理IC(mini-PMIC)，其功能示意圖參見圖1。這些微型電源管理IC集成多個DC-DC開關(guān)轉(zhuǎn)換器或低壓降(LDO)線性轉(zhuǎn)換器，同時還可能集成其它多種控制或保護功能等，如總線控制、排序器、功率良好(PG)監(jiān)控、啟用(Enable)、帶隙參考、振蕩器、欠壓鎖定及熱關(guān)閉等保護功能或動態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)等。安森美半導體的mini-PMIC目前包括NCP6922、NCP6914、NCP6924及NCP69xy等(功率及功能遞增)。

以NCP6922為例，這款mini-PMIC提供4路從0.6 V到3.3 V輸出的電壓軌(2路DC-DC加2路LDO)，同時集成了內(nèi)核、上電排序器、熱保護及時鐘等多種功能(詳見圖2)，采用2.05 mm x 2.05 mm CSP封裝，不僅減小方案尺寸，還藉I2C控制提供設(shè)計靈活性，適用于要求多種穩(wěn)壓輸出、使用數(shù)字信號處理器(DSP)和/或微處理器的電池供電便攜設(shè)備。這器件支持2.3 V至5.5 V輸入電壓范圍，配合最新電池技術(shù)；還支持高達3 MHz的DC-DC工作頻率，可以減小輸出電感及電容的尺寸；靜態(tài)電流消耗低至64 μA，幫助延長電池使用時間；還支持動態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)，提升系統(tǒng)能效。

圖2：安森美半導體的NCP6922 mini-PMIC集成2路DC-DC、2路LDO及其它多種功能。

值得一提的是，安森美半導體的這系列mini-PMIC可以提供定制的上電排序功能，以適應不同平臺應用需求。這系列IC中集成的LDO可以采用DC-DC輸出供電，進一步提升能效。其它優(yōu)勢包括以I2C控制提供設(shè)計靈活性、支持低至2.3 V的電壓以配合新電池技術(shù)、提供間距低至0.4 mm的QFN及CSP封裝等。安森美半導體還提供豐富的知識產(chǎn)權(quán)(IP)庫及模塊化途徑，幫助客戶應對高集成度趨勢，以及加快產(chǎn)品上市進程。