打入工業和醫療市場的高集成度電源 IC

一個簡單的解決方案
過去的工業PMIC沒有足夠的功率來應對這些新式系統和微處理器。滿足上述電源管理IC設計限制的任何解決方案都必須兼有：高集成度，包括集成大電流開關穩壓器和LDO；以諸如降壓-升壓型穩壓器等難以使用的功能構件對關鍵參數進行動態I2C控制。此外，一個具有高開關頻率的器件可減小外部組件尺寸，而且陶瓷電容器可降低輸出紋波。

面向新式處理器的大功率PMIC
LTC3589是一個完整的電源管理解決方案，面向基于ARM的處理器和先進的便攜式微處理器系統。該器件含有：3個同步降壓型DC/DC轉換器，分別用于內核、存儲器和SoC軌；一個同步降壓-升壓型穩壓器，用于2.5～5V的I/O；3個250mA的LDO穩壓器，用于低噪聲模擬電源。I2C串行端口用來控制穩壓器啟動、輸出電壓值、動態電壓調節和轉換率、工作模式以及狀態報告。以所希望的順序將穩壓器輸出連接到使能引腳或通過I2C端口，可對穩壓器啟動排序。通過一個按鈕接口、引腳輸入或I2C接口，可控制系統的加電、斷電及復位功能。電壓監視器和有源放電電路可在下一個使能序列之前確保一個干凈的斷電，另外，選定的穩壓器可以免除用于電源的按鈕控制(例如，存儲器，當其必須在停機模式中保持運行時)。LTC3589以8個獨立軌、恰當的功率值、動態控制和排序支持i.MX、PXA和OMAP處理器。其他特點包括VSTB引腳等提供的接口信號，該引腳同時在多達4個軌上、于設定的運行和備用輸出電壓之間切換。該器件采用扁平40引腳6mm×6mm裸露焊盤QFN封裝。

圖2 LTC3589 LDO穩壓器應用電路

圖3 LTC3589降壓型開關穩壓器應用電路

高集成度－支持多個大功率軌
LTC3589是一個面向便攜式微處理器和外部設備的完整電源管理解決方案。它總共提供8個電壓軌，以給處理器內核、SDRAM、系統存儲器、PC卡、始終保持接通的實時時鐘以及HDD功能組件供電。提供這些電壓軌的是一個始終保持接通的低靜態電流25mA LDO、一個1.6A和兩個1A降壓型穩壓器、一個1.2A降壓-升壓型穩壓器以及3個250mA的低壓差線性穩壓器。支持多個穩壓器的是高度可配置的電源排序功能、動態電壓轉換DAC輸出電壓控制、一個按鈕接口控制器、通過I2C接口的穩壓器控制以及大量狀態報告和中斷輸出。
LTC3589的內部補償、恒定頻率電流模式降壓型開關穩壓器提供1A和1.6A的電流。就每一個采用I2C命令寄存器的降壓型穩壓器而言，降壓型穩壓器2.25MHz或1.125MHz的開關頻率(包括相位)是獨立選擇的。加電默認頻率是2.25MHz，而且含有邊緣速率調整以降低EMI。每個降壓型轉換器都有動態轉換的DAC輸入基準和外部反饋引腳，以設置輸出電壓范圍。這些降壓型穩壓器的3種工作模式──脈沖跳躍模式、突發模式(Burst Mode)工作或強制連續模式──用I2C接口設定。在脈沖跳躍模式時，穩壓器會支持100%占空比。突發模式工作在低輸出負載時有利于實現最高效率。除了電壓輸出設定點之間的最佳動態轉換控制以外，強制連續模式還在輕負載時最大限度地降低了輸出電壓紋波。

單電感器、4開關降壓-升壓型DC/DC電壓模式轉換器從2.5～5V電壓產生一個用戶可編程的輸出電壓軌。該降壓-升壓型轉換器利用專有開關算法，以高于、低于或等于所需輸出軌的輸入電壓保持高效率和低噪聲工作。降壓-升壓誤差放大器采用一個固定的0.8V基準，而且輸出電壓通過一個外部電阻器分壓器設定。突發模式工作通過I2C控制寄存器啟動。就降壓-升壓型轉換器而言，無須外部補償組件。

動態電壓軌控制和其他I2C控制的功能
LTC3589具有高端便攜式應用處理器所需的I2C控制功能、動態電壓調節(Dynamic Voltage Scaling)和可選電壓轉換設置。為了使該IC的轉換DAC基準能夠工作，3個LTC3589降壓型開關穩壓器和線性穩壓器LDO2具有可編程DAC基準輸入。每個DAC在0.3625～0.75V范圍內都是可按照12.5mV步進編程的。

也可以命令DAC基準以4個可選轉換率之一、獨立地在兩個電壓之間轉換。每個DAC都有兩個獨立的輸出電壓寄存器以及電壓寄存器選擇、轉換率和啟動控制。不必為改變DAC輸出而啟動這些穩壓器。

圖4顯示降壓型穩壓器1、2、3和LDO2以4種可能的轉換率在0.8～1.2V之間轉換，轉換由VSTB引腳(灰色)啟動。這些值是8個單獨的DAC代碼。

圖4 LTC3589動態電壓調節轉換

通用I2C串行端口用來控制穩壓器啟動、輸出電壓值、工作模式和狀態報告。LTC3589上的I2C串行端口含有13個用來控制每個穩壓器的命令寄存器、一個用來監視每個穩壓器電源良好狀態的只讀寄存器、一個用來讀取IRQ事件原因的只讀寄存器和一個清除IRQ命令寄存器。LTC3589 I2C端口支持對任何寄存器的隨機尋址，而且可以利用多種START順序、按照任何順序寫寄存器。所有寄存器都可以回讀，以驗證軟件和硬件的完整性。