使用電源管理單元PMU實現(xiàn)更高的電源轉(zhuǎn)換效率，更低功耗

人類最原始的沖動是前進(jìn)，讓事情變得更好、更快、更大。我們在半導(dǎo)體行業(yè)看到了同樣的人類趨勢，嗯，除了更大，在電子世界中實際上更小。一旦晶體管被發(fā)明出來，早期的先驅(qū)者就會問：“我們可以在同一個芯片上放置多個晶體管嗎?” 導(dǎo)致杰克·基爾比發(fā)明了集成電路。如今，電源管理單元 (PMU) 將數(shù)量驚人的電路集成到單個 IC 中，更好、更小、更快地實現(xiàn)了這一目標(biāo)。

PMU(全稱Power Management Unit)，即電源管理單元，是一種高度集成、針對便攜式應(yīng)用的電源管理方案，它將傳統(tǒng)分離的若干類電源管理器件，如直流/直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC)、低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)集成到一個封裝里，縮小了組建數(shù)量和板級空間之余，同時實現(xiàn)更高的電源轉(zhuǎn)換效率，其功耗更低。PMU多被用于消費電子特定主芯片配套的電源管理集成單元，能提供給主控和其他外設(shè)不同電壓的電源、以及同電壓電源供給不同工作單元，如相機、射頻等。為了節(jié)省能耗，還配備有開關(guān)機控制電路，另外還有充電控制等，對過壓、欠壓、過溫等有額外的保護(hù)電路，使所有單元能正常工作。

單輸出功率器件，例如開關(guān)模式電源和低壓降轉(zhuǎn)換器，在任何電子系統(tǒng)中都是必不可少的。但幾乎所有的電力系統(tǒng)都需要多個電源。PMU 包含從各種電源選項中選擇的各種單輸出解決方案。如卡通所示，PMU 就像在一個 IC 內(nèi)有多個 IC。

PMU 就像芯片上的兩個 LDO 或切換器一樣簡單，或者復(fù)雜到包括 21 個輸出。PMU 可以是通用的，例如瑞士軍刀，也可以針對特定應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計。例如，SSD 需要特定電壓和電流水平的電源，并且還需要諸如小尺寸(更大的移動設(shè)備，有人嗎?)和輕負(fù)載效率(當(dāng)您的設(shè)備處于低功耗狀態(tài)時，它消耗的電量一樣少)等特性盡可能)。在這種情況下，TI 提供了專為 SSD 設(shè)計的LM10502 。

LM10502 是先進(jìn)的 PMU，每個都包含兩個可配置的高效降壓穩(wěn)壓器，用于提供可變電壓。該器件非常適合支持固態(tài)和閃存驅(qū)動器的 ASIC 和 SOC 設(shè)計。

LM10502 與應(yīng)用 ASIC 協(xié)同工作，通過 SPI 接口針對低功耗條件和省電模式優(yōu)化電源電壓。它還支持一個 250 mA LDO 和一個可編程中斷比較器來監(jiān)控 VIN。

LM10502 的特性

· 兩個高效可編程降壓穩(wěn)壓器

o 具有低 R DSON的集成 FET

o Bucks 以其相移的方式工作以降低

o 輸入電流紋波和電容器尺寸

o 通過 SPI 接口的可編程輸出電壓

o 過壓和欠壓鎖定

o 帶上電復(fù)位的自動內(nèi)部軟啟動

o 用于低負(fù)載、高效率運行的 PFM 模式

· 低壓差 LDO 3.0V，250mA

·

· 用于監(jiān)控 VIN的 SPI 可編程中斷比較器(2.0V 至 4.0V)

· LM10502 - 可編程降壓穩(wěn)壓器：

o 降壓 1：1.1V 至 3.6V;1A

o 降壓 2：0.7V 至 1.335V;1A

· ±3% 反饋電壓精度

· 效率高達(dá) 95% 的降壓穩(wěn)壓器

· 2MHz 開關(guān)頻率以實現(xiàn)更小的電感器尺寸

· 2.5 7次;2.5 毫米、0.5 毫米間距 DSBGA 封裝

對于那些設(shè)計多負(fù)載系統(tǒng)的人來說，PMU 的簡潔和優(yōu)雅可以簡化復(fù)雜的設(shè)計。但是使用 PMU 進(jìn)行設(shè)計并非易事——您仍然需要配置多個通道，設(shè)計外部組件，確保每個通道穩(wěn)定且效率可接受，并確保整體系統(tǒng)性能發(fā)熱在規(guī)格范圍內(nèi)。這是我和我的同事在過去一年中一直在努力工作的地方——將 PMU 整合到 TI 的設(shè)計工具中。新的WEBENCH® PMU Power Architect允許您創(chuàng)建包含 PMU 的復(fù)雜設(shè)計，并包含所有熟悉的 WEBENCH 功能，例如優(yōu)化器表盤、PDF 報告生成、運行值圖表和性能圖表。試一試：

從TI PMU 網(wǎng)站，選擇您喜歡的 PMU，例如LM10502。在 WEBENCH 面板中，輸入您的應(yīng)用要求，例如 PMU 的輸入電壓為 4.5V 至 5V，三個通道的輸出電壓/電流：0.85V at 1A;1A 時為 2.5V;和 3V 在 10mA。

· 點擊“打開設(shè)計”

· 優(yōu)化成本、尺寸和效率

· 從一系列分析中選擇

· 打印 PDF 報告