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

　　LTC3456提供了針對主輸出和內(nèi)核輸出的短路保護(hù)功能。它還為所有的輸出(VMAX輸出除外)提供了輸出斷接功能。在停機(jī)模式中,內(nèi)核輸出、主輸出和熱插拔輸出均被放電至地。在VBATT、VINT、VEXT和USB電壓中,VMAX輸出是最高的。該輸出可被用來提供1mA的最大輸出電流。即使在IC處于停機(jī)模式的情況下,VMAX輸出也將保持運(yùn)行狀態(tài),因而適于向?qū)崟r(shí)時(shí)鐘等關(guān)鍵系統(tǒng)部件供電。

 

　　表1 LTC3456 PowerPath工作模式和特點(diǎn)概要

　　PowerPath控制

　　LTC3456包含一個(gè)專有的PowerPath控制電路,可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源之間的無縫切換(從兩節(jié)AA電池至USB/墻上電源,反之亦然)。圖3示出了內(nèi)部電源通路的簡化方框圖。AC適配器和USB總線通過VEXT引腳向開關(guān)穩(wěn)壓器供電。LTC3456包含一個(gè)全功能USB電源管理器,以利用USBHP和SUSPEND引腳的狀態(tài)來控制來自USB引腳的功率通量。流經(jīng)USB引腳的電流被精確地限制為100mA或500mA(視USBHP引腳的狀態(tài)而定)。通過把SUSPEND引腳拉至高電平可停用所有的USB功能。

　　當(dāng)必須提升兩節(jié)AA電池電壓(1.8V至3.2V)以生成3.3V輸出、以及必須對USB/墻上電源(4V至5.5V)進(jìn)行降壓操作以生成相同電壓時(shí),DC-DC轉(zhuǎn)換將是一項(xiàng)特別具有挑戰(zhàn)性的工作。LTC3456通過BOOST和BUCK2轉(zhuǎn)換器完成了這項(xiàng)任務(wù)。這是生成3.3V電源軌最為有效的方式。當(dāng)從電池或USB/交流適配器來生成3.3V輸出時(shí),LTC3456實(shí)現(xiàn)了高于90%的效率。內(nèi)核輸出(1.8V)是通過BUCK1(由USB/墻上電源來供電)和BUCK3(由電池來供電)轉(zhuǎn)換器來生成的。LTC3456的獨(dú)特拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可利用單個(gè)電感器來生成1.8V電源軌,從而節(jié)省了成本和空間。當(dāng)從電池來生成1.8V輸出時(shí),它實(shí)現(xiàn)了92%以上的效率。表1列出了LTC3456不同的工作模式。

　　便攜式設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)從電池電源至USB或墻上電源的無縫切換(反之亦然)以確保平穩(wěn)的系統(tǒng)運(yùn)作。例如,一位用戶正在一個(gè)連接了USB電纜的便攜式MP3播放機(jī)上播放音樂。如果USB電纜被猛然從設(shè)備上拉脫,則用戶應(yīng)能夠繼續(xù)聆聽音樂,而不會(huì)覺察到任何中斷現(xiàn)象。LTC3456通過實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源的無縫切換而使這種愿望成為可能。當(dāng)SUSPEND引腳被從低電平拉至高電平時(shí),USB電源不可用。主輸出和內(nèi)核輸出在切換時(shí)均呈現(xiàn)出小于?%的總偏差,從而實(shí)現(xiàn)了至處理器內(nèi)核和外圍電路的無縫切換。

　　與微處理器的簡易連接

　　LTC3456簡化了與微處理器的連接。PWRON、PWRKEY、PBSTAT和/RESET引腳向處理器提供了全部所需的系統(tǒng)信息,并簡化了電源排序。PWRON、PWRKEY和PBSTAT鍵控使IC的有序上電和停機(jī)任務(wù)得以簡化。LTC3456的數(shù)據(jù)表包含時(shí)序圖,并提供了與其操作有關(guān)的詳細(xì)信息。

　　LTC3456還具有上電復(fù)位電路(通過 /RESET引腳來使用),該電路在上電和停機(jī)期間處于運(yùn)行狀態(tài)。為在上電時(shí)把處理器保持在其復(fù)位狀態(tài),該上電復(fù)位電路是必需的,而且,在所有的系統(tǒng)電源實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定之前,它必須阻止處理器起動(dòng)操作。LTC3456的內(nèi)置上電復(fù)位電路負(fù)責(zé)監(jiān)視VINT(3.3V)和內(nèi)核(0.8V)電壓,并通過 /RESET引腳與處理器相連。在初始上電期間,/RESET引腳被保持于低電平。當(dāng)主輸出和內(nèi)核輸出均進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí),一個(gè)復(fù)位延遲定時(shí)器將起動(dòng)。在 /RESET被釋放和處理器被允許退出復(fù)位狀態(tài)并開始操作之前,提供了一個(gè)完整的262ms超時(shí)。這262ms超時(shí)延遲為處理器對內(nèi)部寄存器/RAM進(jìn)行初始化提供了充足的時(shí)間。在斷電期間,/RESET 引腳被再次拉至低電平。這將防止微處理器進(jìn)入任何隨機(jī)操作模式。

　　當(dāng)采用電池或外部電源來供電時(shí),/RESET電路的工作情況相似。在VCORE進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài)之后,/RESET引腳將在一個(gè)262ms的延遲時(shí)間里保持低電平。當(dāng)IC關(guān)斷時(shí),VMAIN和VCORE輸出均與輸入電源斷接,并被放電至地。這將防止輸出被固定于一個(gè)不確定的邏輯電平狀態(tài)而對微處理器的運(yùn)作產(chǎn)生不利的影響。它還確保輸出在上電期間以一種可預(yù)測的方式上升。

 

　　圖3 用于說明內(nèi)部PowerPath的LTC3456簡化方框圖