采用4mm x 4mm QFN封裝的完整兩節AA電池/USB電源管理器(05-100)

　　引言

　　對于消費類手持式設備而言,歷史悠久的兩節AA(堿性或鎳氫電池)電源便是其最常用的電池解決方案,尤其是在GPS導航裝置、數碼相機和MP3播放機中。AA電池購買方便、成本較低、而且具有高功率密度。在這些便攜式設備中,有許多都采用了插入式交流適配器,并提供了一根USB總線(用于數據傳輸)作為電池電源的補充。USB總線還可被用來供電。問題是如何在這三種截然不同的電源(兩節AA電池、交流適配器和USB)之間實現無縫切換。LTC3456便是一款適合的解決方案。

　　LTC3456是一款完整的系統電源IC,可實現AC交流適配器、USB和兩節AA電池之間功率通量的無縫管理,并符合USB電源標準,所有這些功能均集成在一個4mm x 4mm QFN封裝之內(圖1)。該器件生成了兩個單獨的電源軌：一個3.3V(固定)主電源和一個1.8V(可調)內核電源。此外,LTC3456還包含一個全功能USB電源管理器、一個用于給存儲插件供電的熱插拔(Hot Swap)輸出和一個適合用作低電池電量比較器或LDO控制器的獨立增益部件。該器件還生成了一個始終處于運行狀態的VMAX輸出,該輸出適合于為諸如實時時鐘等即使在停機期間也必需處于工作狀態的關鍵部件輸送功率。

 

　　圖1 LTC3456是一款采用微型4mm x 4mm封裝的完整系統電源管理IC

 

　　圖2 基于LTC3456的完整電源解決方案,包括一個1.8V輸出(用于處理器內核)、一個3.3V輸出(用于I/O)、一個3.3V熱插拔電源(用于存儲插件)和一個VMAX輸出(用于RTC)

　　LTC3456

　　LTC3456包含四個工作效率高達92%的高效1MHz固定頻率開關穩壓器。圖2示出了LTC3456的一種典型應用。便攜式應用中所使用的大多數處理器都需要雙電源電壓。這些電壓可以是3.3V(用于I/O電路)和1.5V或1.8V(用于處理器內核)。此外,處理器還有可能要求電源以一種特定的順序啟動,以防止發生處理器閉鎖或錯誤起動。通常,內核電源必須在I/O電源之前上升。

　　LTC3456具有用于內核和主輸出的內置電源排序功能。上電時,VINT輸出(一個固定的3.3V電源)率先執行上電操作。它負責向大部分內部電路供電。應對該輸出端上的外部負載大小加以限制?？烧{范圍為0.8V至1.8V的內核輸出隨后上升,接著是VMAIN輸出。VMAIN輸出(一個固定的3.3V電源)在內核輸出進入調節狀態之后延遲0.8ms(典型值)上電。VMAIN輸出由VINT輸出通過一個內部0.4Ω(典型值)PMOS開關而產生,并可被用來向I/O電路供電。0.8ms延遲為處理器在外圍電路上電之前完成系統時鐘的穩定和內部寄存器的裝載提供了充足的時間。

　　LTC3456產生了一個可調范圍為0.8V至1.8V的內核輸出,該輸出適于為新型低電壓處理器(ARM等)供電。LTC3456控制電路允許內核輸出的工作占空比達到100%。當內核輸出由電池來供電時,它提供了低壓降操作,從而延長了電池的使用壽命。當由電池供電時,主轉換器和內核轉換器均提供了突發模式操作(可利用MODE引腳來選擇),因而在輕負載條件下實現了高效率。在采用電池供電的情況下,內核轉換器具有超過92%的效率。當由USB/墻上電源來供電時,突發模式操作被停用。當由USB來供電時,主轉換器實現了高達90%的效率。

　　LTC3456具有一個適于為閃存卡供電的內置熱插拔輸出。該熱插拔輸出具有短路和反向電壓隔離功能。它允許在系統上進行存儲插件的帶電插拔。它具有一個適合向閃存卡供電的120mA(典型值)內置電流限值。