打入工業(yè)和醫(yī)療市場的高集成度大功率電源IC

● 集成動態(tài)I2C控制

● 工業(yè)和醫(yī)療設備系統(tǒng)的可靠性和堅固性要求

● 解決方案尺寸和占板面積

一個簡單的解決方案

過去的工業(yè)PMIC沒有足夠的功率來應對這些新式系統(tǒng)和微處理器。滿足上述電源管理IC設計限制的任何解決方案都必須兼有：高集成度，包括集成大電流開關穩(wěn)壓器和LDO;以諸如降壓-升壓型穩(wěn)壓器等難以使用的功能構件對關鍵參數(shù)進行動態(tài)I2C控制。此外，一個具有高開關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是一個完整的電源管理解決方案，面向基于ARM的處理器和先進的便攜式微處理器系統(tǒng)。該器件含有：3個同步降壓型DC/DC轉換器，分別用于內核、存儲器和SoC軌;一個同步降壓-升壓型穩(wěn)壓器，用于2.5～5V的I/O;3個250mA的LDO穩(wěn)壓器，用于低噪聲模擬電源。I2C串行端口用來控制穩(wěn)壓器啟動、輸出電壓值、動態(tài)電壓調節(jié)和轉換率、工作模式以及狀態(tài)報告。以所希望的順序將穩(wěn)壓器輸出連接到使能引腳或通過I2C端口，可對穩(wěn)壓器啟動排序。通過一個按鈕接口、引腳輸入或I2C接口，可控制系統(tǒng)的加電、斷電及復位功能。電壓監(jiān)視器和有源放電電路可在下一個使能序列之前確保一個干凈的斷電，另外，選定的穩(wěn)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)。LTC3589以8個獨立軌、恰當?shù)墓β手怠討B(tài)控制和排序支持i.MX、PXA和OMAP處理器。其他特點包括VSTB引腳等提供的接口信號，該引腳同時在多達4個軌上、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QFN封裝。

圖3 LTC3589降壓型開關穩(wěn)壓器應用電路高集成度-支持多個大功率軌

LTC3589是一個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個電壓軌，以給處理器內核、SDRAM、系統(tǒng)存儲器、PC卡、始終保持接通的實時時鐘以及HDD功能組件供電。提供這些電壓軌的是一個始終保持接通的低靜態(tài)電流25mA LDO、一個1.6A和兩個1A降壓型穩(wěn)壓器、一個1.2A降壓-升壓型穩(wěn)壓器以及3個250mA的低壓差線性穩(wěn)壓器。支持多個穩(wěn)壓器的是高度可配置的電源排序功能、動態(tài)電壓轉換DAC輸出電壓控制、一個按鈕接口控制器、通過I2C接口的穩(wěn)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關穩(wěn)壓器提供1A和1.6A的電流。就每一個采用I2C命令寄存器的降壓型穩(wěn)壓器而言，降壓型穩(wěn)壓器2.25MHz或1.125MHz的開關頻率(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。每個降壓型轉換器都有動態(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(wěn)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(xù)模式──用I2C接口設定。在脈沖跳躍模式時，穩(wěn)壓器會支持100%占空比。突發(fā)模式工作在低輸出負載時有利于實現(xiàn)最高效率。除了電壓輸出設定點之間的最佳動態(tài)轉換控制以外，強制連續(xù)模式還在輕負載時最大限度地降低了輸出電壓紋波。

單電感器、4開關降壓-升壓型DC/DC電壓模式轉換器從2.5～5V電壓產生一個用戶可編程的輸出電壓軌。該降壓-升壓型轉換器利用專有開關算法，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固定的0.8V基準，而且輸出電壓通過一個外部電阻器分壓器設定。突發(fā)模式工作通過I2C控制寄存器啟動。就降壓-升壓型轉換器而言，無須外部補償組件。

動態(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、動態(tài)電壓調節(jié)(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LTC3589降壓型開關穩(wěn)壓器和線性穩(wěn)壓器LDO2具有可編程DAC基準輸入。每個DAC在0.3625～0.75V范圍內都是可按照12.5mV步進編程的。

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