用于移動微處理器的高性能、集成化電源IC:并非僅適合便攜式設備
LTC3589 的內部補償、恒定頻率電流模式降壓型開關穩壓器可提供高達 1A、1A 和 1.6A 的電流。2.25MHz 或 1.125MHz 的降壓型穩壓器開關頻率 (包括每個降壓型穩壓器的相位調整) 采用 I2C 命令寄存器來單獨選擇。上電默認頻率為 2.25MHz,并包括用于減低 EMI 的邊緣速率調整。每個降壓型穩壓器均具有動態轉換 DAC 輸入基準和外部反饋引腳,以設定輸出電壓范圍。降壓型穩壓器的三種操作模式 (脈沖跳躍、突發模式 [Burst Mode?] 操作、或強制連續) 采用 I2C 接口來設定。在脈沖跳躍模式中,穩壓器將支持 100% 占空比。突發模式操作的優勢是可在輕負載條件下實現最佳效率。強制連續模式則能夠在輕負載時最大限度地減小輸出電壓紋波,并在電壓輸出設定點之間實現最佳的動態轉換控制。
這款單電感器、四開關降壓-升壓型 DC/DC 電壓模式轉換器可從 2.5V 至 5V 電源產生一個用戶可編程輸出電壓軌。通過運用一種專有的開關操作算法,該降壓-升壓型轉換器可在輸入電壓高于、低于或等于所需輸出電壓軌的情況下保持高效率和低噪聲操作。降壓-升壓誤差放大器采用一個固定的 0.8V 基準,而輸出電壓由一個外部電阻分壓器來設定。突發模式操作通過 I2C 控制寄存器來使能。此降壓-升壓型轉換器無需任何外部補償組件。
動態電壓軌控制和其他 I2C 控制型功能
LTC3589 具有高端便攜式應用處理器所需的 I2C 控制功能,即動態電壓調節和可選的電壓轉換設定值。為了啟用該 IC 的轉換 DAC 基準操作,3 個 LTC3589 降壓型開關穩壓器和線性穩壓器 LDO2 具有可編程的 DAC 基準輸入。每個 DAC 均可在 0.3625V 至 0.75V 的范圍內進行設置 (步幅為 12.5mV):
VOUT = (1 + R1/R2)?(0.3625 + BxDTVx?0.0125) (V)
R1 和 R2 形成了用于設定穩壓器輸出電壓的反饋電阻分壓器,詳見圖 2 和圖 3。0.3625 是 5 位 DAC 基準輸入至誤差放大器的最小電壓值。0.0125V 是 DAC LSB 步長。BxDTVx 是存儲于 I2C 寄存器中的二進制代碼 (十進制數值為 0 至 31)。
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
可以命令 DAC 基準以 4 種可選轉換速率之一在兩個電壓之間獨立地轉換。每個 DAC 具有兩個單獨的輸出電壓寄存器、電壓寄存器選擇、轉換速率和起動控制功能。改變 DAC 輸出無需啟用穩壓器。
圖 4 示出了降壓型穩壓器 1、2、3 和以 4 種可能的轉換速率在 0.8V 和 1.2V 之間轉換的 LDO2;轉換由 VSTB 引腳 (灰色) 啟動。電平相隔 8 個 DAC 代碼。
圖4:LTC3589 動態電壓調節變換
通用型 I2C 串行端口用于控制穩壓器啟用、輸出電壓電平、操作模式和狀態報告。LTC3589 上的 I2C 串行端口包含 13 個用于控制每個穩壓器的命令寄存器、1 個用于監視每個穩壓器的電源良好狀態的只讀寄存器、1 個用于讀取某個 IRQ 事件起因的只讀寄存器和 1 個清除 IRQ 命令寄存器。LTC3589 I2C 端口支持任何寄存器的隨機尋址,而且可采用多種 START 序列以任意次序對寄存器進行寫操作。所有的寄存器均能夠被回讀以檢驗軟件和硬件完整性。
結論
通過取代分立型電源 IC 組件或過度集成的傳統大型 PMIC (即:具有音頻、編解碼器、觸摸屏接口等),系統設計師將能夠采用新一代的緊湊型 PMIC,此類 PMIC 集成了關鍵的電源管理功能,旨在以較小和較簡單的解決方案來實現性能的改善。高性能移動處理器通常具有一組獨特的電源要求,包括多個大電流和低噪聲電壓軌、可編程排序和動態 I2C 調節。這些高端處理器最初是為手持式應用而開發的,但如今正被部署于非便攜式和嵌入式系統 (比如:汽車信息娛樂系統) 中。憑借諸如由凌力爾特提供的 LTC3589 PMIC 等新產品,系統設計師將能夠在廣泛的應用領域中充分利用來自 Freescale、Marvell、Samsung 和其他公司的新型處理器所擁有的全部節能和性能好處。
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