使用 PMIC 為 SoC 供電的五個(gè)簡(jiǎn)單步驟

時(shí)間：2022-02-14 11:55:02

關(guān)鍵字： PMIC 電源

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[導(dǎo)讀]隨著越來越多的設(shè)計(jì)超越了更簡(jiǎn)單的微控制器的功能，今天我將向我們介紹為片上系統(tǒng) (SoC) 供電的基本注意事項(xiàng)。我們需要做的第一件事是調(diào)出所選 SoC 的數(shù)據(jù)表或技術(shù)參考手冊(cè)。

隨著越來越多的設(shè)計(jì)超越了更簡(jiǎn)單的微控制器的功能，今天我將向我們介紹為片上系統(tǒng) (SoC) 供電的基本注意事項(xiàng)。我們需要做的第一件事是調(diào)出所選 SoC 的數(shù)據(jù)表或技術(shù)參考手冊(cè)。

使用 PMIC 為 SoC 供電的五個(gè)簡(jiǎn)單步驟

為 SoC 供電的 PMIC 示例

這些文檔中有五個(gè)條件可以幫助我們定義特定處理器或 SoC 的電源方案：

1. 絕對(duì) 最大額定值。這些額定值定義了如果超出會(huì)損壞設(shè)備的條件。如果我們擔(dān)心損壞我們的新處理器，我們肯定需要知道該設(shè)備可以承受什么

2. 典型的電源域。 SoC 集成了通常在不同電壓水平下運(yùn)行的功能，需要單獨(dú)的電源。例如，ARM 設(shè)備通常使用獨(dú)立于 SoC 域的 ARM 內(nèi)核的專用電源，SoC 域包含集成到設(shè)備中的其余功能。其他常見域包括用于邏輯和通信外設(shè)的輸入/輸出 (I/O) 域，以及取決于所選存儲(chǔ)器類型的存儲(chǔ)器域。我們會(huì)在數(shù)據(jù)表中以類似于“推薦工作條件”的標(biāo)題找到特定電壓，通常包含最小值、典型值和最大值的某種組合。

3. 電源順序要求。我們不僅需要為所需域提供足夠的電壓，還需要確保以正確的順序啟用和禁用內(nèi)部域，以避免出現(xiàn)電流泄漏或閂鎖等非理想行為。這通常通過延遲特定域的狀態(tài)變化來實(shí)現(xiàn)，直到先決域穩(wěn)定或超過特定電壓。有時(shí)，電源排序要求會(huì)列出為域供電的順序，而其他數(shù)據(jù)表可能會(huì)詳細(xì)說明特定域之間的最大允許電壓差或所需的最小延遲時(shí)間。我們可以通過啟用具有先前電源或相應(yīng)電源正常信號(hào)的穩(wěn)壓器來創(chuàng)建延遲，并通過電阻器/電容器 RC 網(wǎng)絡(luò)和附加邏輯門實(shí)現(xiàn)特定的延遲時(shí)間?；蛘?，TPS65910 PMIC）甚至為各種設(shè)備預(yù)先配置了序列。

4. 當(dāng)前要求。在選擇可接受的穩(wěn)壓器時(shí)，為應(yīng)用定義預(yù)期電流將大大簡(jiǎn)化選擇過程。如果可用，絕對(duì)最大電源電流將詳細(xì)說明穩(wěn)壓器應(yīng)支持的最苛刻條件。如果這些電流在數(shù)據(jù)表中沒有明確定義，或者提供的值對(duì)于我們的應(yīng)用來說似乎過高，我們可以在線查找包含各種工作條件下的功耗測(cè)量值的附加文檔，這可以幫助我們設(shè)定更現(xiàn)實(shí)的期望對(duì)于典型值。通常，我們可以將具有等效電壓的域組合在一起，只要它們不違反排序要求。這種組合或分離域的靈活性使我們能夠在可用穩(wěn)壓器之間重新分配負(fù)載電流。

5. 附加功能。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié) (DVS) 和不同的操作模式等特性擴(kuò)展了 SoC 功能，并可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候降低功耗。對(duì)于更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，我們可能不需要這些功能，這些設(shè)計(jì)可以與永久配置為一個(gè)電壓值的分立穩(wěn)壓器一起工作。然而，其他設(shè)計(jì)可能更注重消耗，并且將受益于支持不同操作模式（如睡眠狀態(tài)或高性能條件）的靈活電源方案。PMIC 通常將多個(gè)穩(wěn)壓器集成到單個(gè)封裝中，我們可以對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，從而使其能夠靈活地用于需要在緊湊空間中分離電壓域的平臺(tái)。PMIC 增加的多功能性通常比分立器件的成本更高，但TPS65023等適應(yīng)性器件即使是注重成本的設(shè)計(jì)也能負(fù)擔(dān)得起，與更簡(jiǎn)單的電源架構(gòu)相比，它擴(kuò)展了 SoC 的功能。

TPS65023x設(shè)備是一種集成電源管理IC，用于由一個(gè)鋰離子或鋰聚合物電池供電的應(yīng)用，需要多個(gè)電源導(dǎo)軌。TPS65023x提供三種高效降壓轉(zhuǎn)換器，旨在為基于處理器的系統(tǒng)提供核心電壓、外圍設(shè)備、I/O和內(nèi)存導(dǎo)軌。核心轉(zhuǎn)換器允許通過串行接口動(dòng)態(tài)改變電壓，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)節(jié)能。所有三個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器都在輕負(fù)載時(shí)進(jìn)入低功率模式，以在盡可能寬的負(fù)載電流范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大效率。
TPS65023x還集成了兩個(gè)通用200 mA LDO電壓調(diào)節(jié)器，通過外部輸入引腳啟用。每個(gè)LDO在1.5 V到6.5 V的輸入電壓范圍內(nèi)工作，因此允許它們由一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器供電或直接由蓄電池供電。LDO的默認(rèn)輸出電壓可以使用DEFLDO1和DEFLDO2引腳以數(shù)字方式設(shè)置為4種不同的電壓組合。串行接口可用于動(dòng)態(tài)電壓縮放、屏蔽中斷，或用于禁用、啟用和設(shè)置LDO輸出電壓。該接口與fast和標(biāo)準(zhǔn)模式I2C規(guī)范兼容，允許以高達(dá)400 kHz的頻率傳輸。TPS65023x采用40引腳WQFN封裝，可在-40°C至85°C的自由空氣溫度下工作。