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便携式产品中降压变换器的应用

来源:必博体育官网平台   发布时间:2022-07-27 00:07nbsp;  点击量:

本文摘要:便携式消费类电子产品构建了更加多的新功能。随着用户对更加小尺寸、更长电池寿命的盼望,系统设计人员面对着更大的挑战。 每种追加功能都必须额外的空间和额外的功率,这样,留下电池的空间将不会更加小,必须在更加小的空间内以更高的效率获取更大供电电流。本文就电源设计中的电流拒绝对有所不同类型的调节器展开较为,辩论它们在便携产品中的应用于。 阐述 新一代便携式消费类电子产品构建了更加多的功能,很难对这些明确产品展开分类。

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便携式消费类电子产品构建了更加多的新功能。随着用户对更加小尺寸、更长电池寿命的盼望,系统设计人员面对着更大的挑战。

每种追加功能都必须额外的空间和额外的功率,这样,留下电池的空间将不会更加小,必须在更加小的空间内以更高的效率获取更大供电电流。本文就电源设计中的电流拒绝对有所不同类型的调节器展开较为,辩论它们在便携产品中的应用于。  阐述  新一代便携式消费类电子产品构建了更加多的功能,很难对这些明确产品展开分类。

功能的激增有助提升销售量,但是,为了满足用户对更加小尺寸、更长电池寿命的拒绝,设计人员面对着更大的挑战。每种追加功能都必须额外的空间和额外的功率,由于留下电池的空间极为受限,因此,必须在更加小的空间内以更高的效率获取更大的供电电流。  对功率的更高拒绝转变了设计准则  近两年,大多数手执产品使用一路升压型(buck)转换器和多路高压劣(LDO)线性稳压器方案,有些设计则只使用线性稳压器结构。

这种方案需要获取较好的工作性能,由于大多数处理器使用3.0V或3.3V供电,在单节Li+电池供电时,LDO可获取必要的切换效率。但是,随着对处理器功耗的拒绝和IC工艺向更加小的亚微米技术的发展,微处理器的核电压降至1.8V、1.5V、1.3V甚至0.9V。另外,典型的I/O电压也从3.3V降到2.5V或1.8V。

电压的减少大大降低了LDO的效率,它所产生的热量抵销了低核电压和较低I/O口电压带给的益处。因此,为了维持较高的效率,设计人员必需考虑到搭配升压变换器。  为了符合较低电源电压的市场需求,许多系统内部使用多个处理器。例如,手机+PDA人组就是个很好的例子,系统包括一个基带处理器和一个应用于处理器,每个处理器都必须分开的供电电源。

手机和PDA上用于的照相机模块仍偏向于使用LDO供电,但涉及的图形处理器一般来说拒绝更加较低的电源电压。因此,在多功能设计中,经常要中用多路buck电源。在一块PC板上加装三路buck电源早已很少见。  新型自定义电源管理芯片(PMIC)构建了一路或多路升压变换器,但这些产品还经常足以满足用户的拒绝。

每减少一项新的功能,就有可能必须另外一路buck电源或必须提升buck电源的驱动能力。显而易见,只有那些需要使用并存电源IC在最短的时间内符合新的设计市场需求的制造商才能维持与市场需求的同步增长。

  尺寸的挑战  就目前的设计水平而言,要想要在系统中减少一个升压变换器不仅要减少成本,还要闲置一定的电路板面积。三年前,典型的升压变换器使用MSOPPCB,尺寸为15mm2,可工作在1MHz或更加较低的电源频率,必须较小尺寸的外部电感和钽电容。

如图1b右图,现在的1MHz升压变换器使用TDFNPCB,尺寸已降到9mm2,且外部可以用于陶瓷电容和小尺寸电感,但其尺寸还是相比之下小于LDO,如图1a右图。  先进设备的亚微米BiCMOS混合信号处理工艺是解决问题尺寸问题的关键技术,它需要更进一步增大电源IC的尺寸,获取其工作频率,需要搭配更加小尺寸的外部元件。许多IC制造商早已需要获取2MHz甚至更高频率的电源IC,同时也使用了更加小的PCB。

如图1c右图,Maxim的4MHz升压变换器MAX8560的尺寸完全与LDO一样小!。


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