不懂PMIC電源管理芯片怎么辦?看完就知道了
出處:電子發(fā)燒友網 發(fā)布于:2019-08-09 17:06:19
PMIC是power management IC的縮寫,中文是電源管理集成電路,主要特點是高集成度,將擁傳統的多路輸出電源封裝在一顆芯片內,使得多電源應用場景高效率更高,體積更小。
在CPU系統中,我們經常用到的PMIC。如機頂盒設計,智能語音音箱設計,大型工控設備設計等。
機頂盒中的PMIC
下面通過芯片AXP152來介紹一下PMIC,這是一顆出自芯智匯的高集成度PMIC,主要應用于數碼相機,機頂盒,網絡設備,監(jiān)控設備等產品。
XP152簡介
AXP152是一款高度集成的電源管理IC,集成了一個自適應和usb兼容的PWM充電器,四個降壓轉換器(Buck DC-DC轉換器),七個LDO。它還具有保護電路,如過壓/欠壓保護(OVP/UVP),過溫保護,過流保護(OCP),保證電源系統的安全性和穩(wěn)定性。
AXP152 的封裝是5x5 40-pin QFN封裝。如下圖。
此外,AXP152還包括一個兩線串行接口(TWSI),CPU通過它能夠啟用/禁用某些功率輸出,編程電壓以減少功率損耗,從而提供更加完善的電源管理。
AXP152內部框圖
通過上面的結構框圖,我們可以看到PMIC內部有個大的邏輯控制單元,所有的DC-DC和大部分LDO受邏輯模塊控制,只需要通過配置TWSI接口,更改相應的配置寄存器即可控制DC-DC和LDO的輸出,寄存器的配置手冊我們可以參考datasheet。
另外AXP152的TWSI接口的SCK/SDA管腳在芯片內部已經都上拉了,所以主設備(CPU)可以通過這個接口靈活監(jiān)控和配置。
4路DC-DC和7路LDO
下圖是4路DC-DC的對比圖。
4路DC-DC
可以看到4路DC-DC的輸出電壓都是可調的,可調區(qū)間在0.7到3.5V,能夠滿足大部分系統的供電需求,如CPU供電是3.3V,EMMC供3.3V或者1.8V電,DDR供1.25到1.35V的電。這幾組DC-DC都是可以滿足的。
DC-DC1和3的調壓是50mV/step,DC-DC2和4的調壓是25mV/step,若系統需要較高的電壓調節(jié),則可以用為25mV/step的DC-DC。
下圖是7路LDO的對比圖。
7組LDO
這7組LDO一般供給系統的外設用,如SRAM或PLL供電,WiFi藍牙模塊供電,控制電路供電,驅動電路供電,傳感器供電,外圍接口供電等,輸出的電壓是0.7V-5V之間,使用的時候主要注意輸出電流的大小,功耗相對較大的外設若PMIC的LDO不能滿足,應該外接DC-DC或者LDO提供供電。
這幾組LDO中ALDO1/2和GPIOLDO都是低噪聲的LDO,模擬電路供電應該接到這幾路低噪聲的LDO。
過載和限流保護
所有的DC-DC和LDO支持自監(jiān)測和限流功能,當負載電流超過驅動能力時,為了保護內部的電路,所有的輸出電壓將會降低。當DC-DC輸出電壓低于85%的設定電壓時,PMIC將會自動關閉。
典型應用
應用框圖
應用中,我們通過CPU的I2C接口連接AXP152的TWSI接口,另外需要給使能信號和復位信號,可以看到,對于每一路DC-DC,使用時只需要看成是分立的DC-DC去配置就行了。
輸出電容建議使用10uF X7R的低ESR陶瓷電容,當輸出電壓高于2.5V時,建議用一個3.3uH的功率電感。另外,選的電感的飽和電流應該比電路的需求電流大50%以上。
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