EXAR創新多路數字電源解決方案

現今的電子系統更多的依賴于數字設計，從分立的邏輯門到復雜的FPGA、CPLD以及DSP，數字化進程加劇。隨之帶來的是對電源的設計要求越來越高，電源之間的交互、控制以及如何簡化電源設計為眾多工程師所關注，而數字電源控制技術的低成本、靈活性與堪比模擬電源的穩定性則成為實現這一夢想的關鍵。

Exar PowerXR數字電源解決方案——XRP77XX系列芯片的“數字”特性完全摒棄了傳統電源所需的外部無源控制元件，成功集數字與模擬兩個領域的頂級性能于一身，將開發時間由數周縮短至數個小時，使系統設計工程師得以將產品快速投放市場，贏得顯著競爭優勢。同時，針對不斷變化的設計需求和條件，PowerXR數字電源解決方案還具有完全的可適應性和可再用性。

現代系統對電源的要求

現代系統對電源方案提出了更為嚴苛的要求，概括起來分別是三個不僅僅。不僅僅只是功率轉換，功率轉換能夠滿足系統的最基本需求;不僅僅只是時序、功率管理，功率管理提升了系統的靈活性;不僅僅只是電源通訊，通訊提升了系統的智能性。綜合來看，現代系統需要電源同時具備以上三種能力，同時還要簡單易用并且便宜。

PowerXR數字電源

EXAR的PowerXR數字電源具有眾多優勢，那么，它能給設計帶來什么呢?

首先，在硬件方面，單芯片解決方案代替了數十個IC才能完成的功能。完整的電源管理帶來更高的系統可靠性，并且集成MOS驅動。在全溫度范圍內有著更好的穩壓精度;具有高功率密度。效率高，方案可以達到大于90%的效率。

其次，在軟件方面，PowerXR具有簡易的開發環境并且支持重復編程。

最后，在通信方面，PowerXR具有完整的電源監控并可以輕松實現遠程控制。

PowerXR數字電源功能功能框圖如圖1所示。實現的功能如下：

圖1 PowerXR數字電源功能功能框圖

•單電源供電(4.75V~25V)

•獨立的四(三)通道集成高電流驅動

的降壓控制器

• 3.3V 或者5V數字可選待機LDO

•最高1.5MHz開關頻率

•優化的狀態機結構，只需要200個

左右寄存器

• 6個可配置輸入/輸出口

• I2C完全可編程

•數字延遲以及斜率控制

•電壓、電流、溫度以及狀態監控

PowerXR應用原理圖如圖2所示。

圖2 PowerXR應用原理圖

PowerXR數字電源控制器方框圖如圖3所示。數字功率控制如圖3中上面的紅色框所示，數字功率管理部分如中間的藍色框所示，數字通信部分如圖中下面的紅框所示。

圖3 PowerXR數字電源控制器方框圖

PowerXR技術概況如下：

• 0.18μm BiCMOS混合信號工藝

•低功耗1.8V數字內核

•狀態機結構，不需要執行代碼、固件

• 30多項數字電源核心專利

•只需要配置200個左右狀態寄存器

通過對內部各寄存器的靈活配置，可以實現各種復雜的系統電源需求。PowerXR反饋ADC，相當于具有兩個輸入范圍的9位分辨率ADC。在數字PWM設計方面，計數器實現方式要得到1.5MHz的開關頻率，采用8位計數器，需要384MHz時鐘，功耗大。Exar采用DLL和Sigma Delta控制方式，1.5MHz的開關頻率，8位分辨率只需要48MHz的內部時鐘，而800kHz的開關頻率，只需要25.6MHz的內部時鐘。