具有开关电源通路管理的下一代电源管理集成电路 8脚电源管理芯片原理图

　　摘要：本文介绍了具有开关电源通路管理的集成电路设计面临的问题和完整解决方案。　　关键词：Linear；电源管理；PMIC　　　　背景　　

　　USB技术提高了电子产品的便携性，同时需要较大的电池容量为更多功能供电。以个人媒体播放器为例，随着可下载媒体内容的爆炸性增长，人们想要将PC中的数据传送到便携式手持设备，USB使得这种传送速度更快。用同样的USB端口给设备充电也很方便。不过，用USB端口给设备的电池充电时，在功率上有一些限制。电源通路(PowerPath)拓扑集成电路解决了这些问题，为最终用户带来了各种益处，例如能够自主和无缝地管理各种不同的输入电源、电池、以及为负载供电、以最低的热量快速充电以及实现“即时接通”工作。凌力尔特公司提供的LTC3555是一种电源管理集成电路(PMIC)，片上有基于开关模式的电源通路管理器、锂离子电池充电器、3个降压型稳压器以及LDO。该器件具有很多高性能功能，有益于最终产品，其微型扁平QFN封装以及极少的外部组件可为手持式电子产品组成简单、紧凑和经济的解决方案。

　　主要的设计难题

　　在很多情况下，能够用USB端口给电池充电为用户提供了更大的方便。但是，USB规范对USB电流有一定限制。一个基于USB的电池充电器必须尽可能高效率地从USB端口抽取尽可能多的功率，以满足今天的电源密集型应用在空间和热量方面的严格限制。

　　在产品内管理电源通路是另一个问题。例如，今天很多由电池供电的便携式电子产品可以用交流适配器、汽车适配器、USB端口或锂离子／聚合物电池供电。不过，自主管理这些电源、负载和电池之间的 ……此处隐藏3511个字…… SB端口吸取的电流，而不会超出USB负载规格；因此可从USB端口获得700mA充电电流，实现了快速充电(参见图3)。12C串行接口使得系统设计师能够彻底控制充电器和降压型稳压器，以实现在广泛的应用中改变工作模式这种终极适应性。LTC3555的3个用户可配置降压型DC／DC转换器能够向低至0.8V输出电压提供0.4A、0.4A和1A输出电流，在输出电压高于1.8V时，以100％占空比工作并具有高达92％的效率。突发模式(BurstMode)工作以每个稳压器仅为35uA的静态电流(停机时＜luA)优化了轻负载时的效率，2.25MHz高开关频率允许使用高度不到1mm的纤巧低成本电容器和电感器。另外，稳压器用陶瓷输出电容器可稳定，实现了非常低的输出电压纹波。这个器件还提供始终接通3.3VLDO稳压器输出，能够为如实时时钟或按钮监视器等系统提供25mA电流。

　　结语

　　电池供电型产品的设计师面临着产品小尺寸、输入电源便利性和灵活性、高效率充电、低热损耗和USB兼容性这些需求所带来的挑战。同时，设计集成度日益提高以节省电路板空间、降低制造成本并提高产品可靠性。凌力尔特公司不断成长以及基于电源通路管理器的电源管理集成电路系列使得产品设计师的工作轻松了许多。这些集成电路能够从USB端口抽取更多功率，无缝管理不同输入电源、电池和负载之间的电源流动，减少了热量，并通过Bat-Track自适应输出控制提高充电效率，提供低输出电压系统电源轨，而且可利用较少的外部组件简化设计。这些集成电路还为由电池供电型便携式电子产品的最终用户带来了其它益处，如USB充电便利性和便携性、电池没电或缺失时提供系统电源、以及快速充电。