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用于移动微处理器的高性能、集成化电源IC:并非仅适合便携式设备

作者: 时间:2013-03-16 来源:网络 收藏
个按钮接口控制器、通过一个 I2C 接口实现的稳压器控制、以及大量的状态报告和中断输出。

  LTC3589 的内部补偿、恒定频率电流模式降压型开关稳压器可提供高达 1A、1A 和 1.6A 的电流。2.25MHz 或 1.125MHz 的降压型稳压器开关频率 (包括每个降压型稳压器的相位调整) 采用 I2C 命令寄存器来单独选择。上电默认频率为 2.25MHz,并包括用于减低 EMI 的边缘速率调整。每个降压型稳压器均具有动态转换 DAC 输入基准和外部反馈引脚,以设定输出电压范围。降压型稳压器的三种操作模式 (脉冲跳跃、突发模式 [Burst Mode®] 操作、或强制连续) 采用 I2C 接口来设定。在脉冲跳跃模式中,稳压器将支持 100% 占空比。突发模式操作的优势是可在轻负载条件下实现最佳效率。强制连续模式则能够在轻负载时最大限度地减小输出电压纹波,并在电压输出设定点之间实现最佳的动态转换控制。

  这款单电感器、四开关降压-升压型 DC/DC 电压模式转换器可从 2.5V 至 5V 电源产生一个用户可编程输出电压轨。通过运用一种专有的开关操作算法,该降压-升压型转换器可在输入电压高于、低于或等于所需输出电压轨的情况下保持高效率和低噪声操作。降压-升压误差放大器采用一个固定的 0.8V 基准,而输出电压由一个外部电阻分压器来设定。突发模式操作通过 I2C 控制寄存器来使能。此降压-升压型转换器无需任何外部补偿组件。

动态电压轨控制和其他 I2C 控制型功能

  LTC3589 具有高端便携式应用处理器所需的 I2C 控制功能,即动态电压调节和可选的电压转换设定值。为了启用该 IC 的转换 DAC 基准操作,3 个 LTC3589 降压型开关稳压器和线性稳压器 LDO2 具有可编程的 DAC 基准输入。每个 DAC 均可在 0.3625V 至 0.75V 的范围内进行设置 (步幅为 12.5mV):

VOUT = (1 + R1/R2)•(0.3625 + BxDTVx•0.0125) (V)

  R1 和 R2 形成了用于设定稳压器输出电压的反馈电阻分压器,详见图 2 和图 3。0.3625 是 5 位 DAC 基准输入至误差放大器的最小电压值。0.0125V 是 DAC LSB 步长。BxDTVx 是存储于 I2C 寄存器中的二进制代码 (十进制数值为 0 至 31)。

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图2:LTC3589 LDO 稳压器应用电路

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图3:LTC3589 降压型开关稳压器应用电路

  可以命令 DAC 基准以 4 种可选转换速率之一在两个电压之间独立地转换。每个 DAC 具有两个单独的输出电压寄存器、电压寄存器选择、转换速率和起动控制功能。改变 DAC 输出无需启用稳压器。

  图 4 示出了降压型稳压器 1、2、3 和以 4 种可能的转换速率在 0.8V 和 1.2V 之间转换的 LDO2;转换由 VSTB 引脚 (灰色) 启动。电平相隔 8 个 DAC 代码。

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图4:LTC3589 动态电压调节变换

  通用型 I2C 串行端口用于控制稳压器启用、输出电压电平、操作模式和状态报告。LTC3589 上的 I2C 串行端口包含 13 个用于控制每个稳压器的命令寄存器、1 个用于监视每个稳压器的电源良好状态的只读寄存器、1 个用于读取某个 IRQ 事件起因的只读寄存器和 1 个清除 IRQ 命令寄存器。LTC3589 I2C 端口支持任何寄存器的随机寻址,而且可采用多种 START 序列以任意次序对寄存器进行写操作。所有的寄存器均能够被回读以检验软件和硬件完整性。

结论

  通过取代分立型电源 IC 组件或过度集成的传统大型 PMIC (即:具有音频、编解码器、触摸屏接口等),系统设计师将能够采用新一代的紧凑型 PMIC,此类 PMIC 集成了关键的电源管理功能,旨在以较小和较简单的解决方案来实现性能的改善。高性能移动处理器通常具有一组独特的电源要求,包括多个大电流和低噪声电压轨、可编程排序和动态 I2C 调节。这些高端处理器最初是为手持式应用而开发的,但如今正被部署于非便携式和嵌入式系统 (比如:汽车信息娱乐系统) 中。凭借诸如由凌力尔特提供的 LTC3589 PMIC 等新产品,系统设计师将能够在广泛的应用领域中充分利用来自 Freescale、Marvell、Samsung 和其他公司的新型处理器所拥有的全部节能和性能好处。


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