AP2953在基于ARM架構上網本上的應用

摘要：該文章主要介紹了高壓大功率降壓DCDC芯片AP2953在基于ARM架構上網本上的應用，以及AP2953的結構特性，應用設計和使用特點。

隨著網絡速度的提升與普及，低價位、續航時間長的上網本愈來愈受到消費者的青睞。ARM架構的上網本以其體積小、重量輕、成本低、功耗小、持久續航力、生產和維護簡單而受到很多生產廠商和消費者的矚目。飛思卡爾(Freescale)、德州儀器(TI, Texas Instrument)、安凱（Anyka）、三星（Samsung）等公司基于ARM架構的處理器逐步占據一定市場。ARM架構的上網本通常用兩節或三節鋰電供電，通過高效率降壓DCDC轉換成5V電壓，再由5V電壓轉換成3.3V、2.5V、1.8V、1.2V等電壓給系統內部各個部分供電。ARM架構的上網本供電結構如下：

圖1：ARM架構的上網本供電結構。

突出上網本的持久續航優勢，除需要合適的組織架構外，各電壓軌通路及器件選擇也是重要的一環。本應用方案中，通過高壓大功率DCDC—AP2953將外部適配器電壓或電池組電壓高效率地轉換為系統5V主電壓，然后再通過高效率低功耗DCDC—APS2406L和高精度低噪聲LDO—AP1231轉換為系統各部分適用的電壓或直接給相關5V模塊供電，提高電源整體轉換效率。

AP2953是無錫芯朋微電子有限公司利用自主開發的BCD工藝，專為便攜移動計算和便攜移動視頻、通信設備設計的高效率高壓高功率同步降壓轉換芯片。輸入工作電壓寬至4.75V到23V，輸出電壓0.925V可調至20V。3A的連續負載電流輸出可保證系統各狀態下穩定運行。其效率高達95%，滿足各系統日益增強的節能和持久工作的要求。內部振蕩頻率340KHz ,以保證對系統其它部分的EMI干擾最小。該芯片還具有軟啟動（時間可調）和逐周期過流保護、短路保護及過溫保護功能。AP2953的內部結構方框圖如下：

圖2：AP2953的內部結構方框圖。

工作原理：AP2953是一內置兩顆MOS管的電流型控制同步整流降壓式DCDC轉換器。輸出電壓經外部電阻分壓后由誤差放大器放大，然后和內部檢測到的上管峰值電流進行比較，其結果決定了上管導通時間的占空比，而占空比變化控制輸出電壓變化，從而完成了負反饋控制。

軟啟動過程：上電時由于反饋電壓剛開始會低于0.3V，系統進入110KHz工作模式。內部的電流源給軟啟動電容充電，當SS腳電壓到0.925V時，軟啟動結束。

過流保護和短路保護：AP2953在每個周期都對上下管電流進行監控。當輸出對地短路時，上管限流電阻所采樣的電壓達到所設定的限流點，芯片工作頻率變為110KHz, COMP端被鉗位，芯片在最小占空比模式下運行。

AP2953的典型應用電路：

圖3：AP2953的典型應用電路。

AP2953的典型工作效率：

圖4：AP2953的典型工作效率。