新型手機電源管理芯片

圖1 R5313B的構成電路

圖2 R5313B充電回路

圖3 R5313B內部電路(1)

圖4 R5313B內部電路(2)

R5313B的構成
R5313B采用CMOS制程，CSP封裝，有48只引腳，尺寸僅5×5×1.05mm3，它蘊含了手機內所需的電源管理的幾乎所有功能(參見圖1)：有九路LDO，其中一路是DC-DC高效率穩壓源，對于輸出電壓1.8V以下的大電流，節電優勢顯著；多功能鋰電充電電路；震動馬達和鈴聲驅動；SIM卡電源和接口電路；還有完善的保護、上電復位以及電壓監測電路。下面就穩壓和充電等部分進行重點介紹。

穩壓電源的構成和特性
LDO是手機供電回路的主要形式，針對手機整個電路的不同特點，R5313B中的LDO分別對應了射頻、基帶和DSP內核等電路的供電，同時各路LDO均為微功耗且可進行管理。參見表1，可以看出，各組LDO的鮮明特征及對應應用性能。
針對目前基帶部分MCU、DSP的功能不斷增強，核心電壓逐步降低，線性穩壓電路顯然不能滿足高效率、大動態范圍供電的需求。R5313B中在此部分供電中引入了DC-DC方式，使低電壓(輸出電壓低于2.0V)、穩壓輸出時的效率明顯提高，節電效果顯著。

充電電路
手機充電電路的，重要性不言而喻，R5313B內含有一個完整的鋰電充電電路，能夠根據電池電壓的不同選擇相應的充電方式按照合理的充電曲線進行充電，并通過外接發光二極管顯示狀態，內部還含有電池狀態監測電路，對電池是否聯接、過壓、欠壓，并結合過流/溫度保護電路保證充電乃至整個系統正常工作。
高集成度的R5313B的充電回路外接元件要求很少，參見圖2。系統通過CHG引腳控制充電是否進行，高電平打開充電，低電平關閉充電，充電狀態除了能在內部監控之外，系統還可以通過BATMON 的引腳了解電池的準確電壓。
當電池電壓低于3.15V，有外接電源接入時，就對電池進行預充電，充電電流50m A，同時LED閃爍指示，在電池電壓達到了3.15V，轉為正常充電，內部電源使能端開啟，可向基帶部分供電，整個手機可以使用，同時系統也能夠通過FLASH-LED端對LED進行控制以顯示當前充電狀態。
當電池電壓在3.15V~4.2V之間時，通過CHG端置高電平，充電回路進入快速充電狀態(充電電流可設定)，在電池電壓達到4.2V后，系統可關閉充電，也可以通過CHG進行脈沖充電，頻率逐漸降低，以保證充電完全。

上電復位電路SIM卡接口電路
R5313B內部有完善的上電和開機電路，以及保護電路，參見圖3。
在電池電壓高于3.15V，芯片溫度低于140℃時，外接電源接入，ON/OFF或UP-ON-OFF引腳置高電平時，都會執行開機動作。
R5313B內有不但有可設定電壓的SIM卡供電回路，還有具備電平轉換接口，參見圖4。
從以上可以看出，R5313B具有優秀的手機電源管理性能，不但功能強大，而且不必為此專門編寫軟件，通過外接的控制引腳，利用高低電平就可以使它正常工作，是從傳統分立元件進化成單顆電源管理芯片的最佳途徑。■