如何為便攜式多媒體處理器供電
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性能
提高效率的措施包括同步整流、采用脈頻調制PFM模式、最大限度降低RDSon功耗和先進的內部啟用/禁用策略。
同步整流用于降低二極管D前向電壓而產生的功耗(見圖1)，在二次循環(huán)期間，NMOS晶體管短接二極管D，導致功耗降低，這是因為
(7) 線圈內的電流可能會逆轉是同步整流技術已知的缺點，這會導致功耗增加。STw4141解決了這個難題，方法是當IL=0時，將NMOS晶體管關斷，預防線圈內電流回流。STw4141的同步整流方法在中等負載條件下極大地提高了效率。
在負載極低時，通過進入PFM模式，效率得到進一步提高。在PFM模式下，功率轉換不再與內置振蕩器同步，而是根據需求量向輸出端傳送電能。功率級換向頻率最小化，再加上禁用PFM模式下無用的內部振蕩器，使STw4141變得更加省電，如圖5所示。STw4141能夠自動選擇模式，無需用戶介入即可實現最佳的效率。
圖 5 效率特性
PFM模式的使用方式取決于芯片的應用場合。因為在PFM模式下功率轉換是異步的，電磁輻射可能會在應用敏感的頻率下產生頻譜噪聲。如果存在這種制約因素，那么可以使用兩種方法進行配置：PFM模式完全禁用；用戶可以覆蓋自動開關，強制進入工作模式。設計人員利用覆蓋功能可以設計一個既節(jié)能省電又無頻譜干擾的電源系統(tǒng)。在待機模式下,任務時段性完成95%過程的應用處理器是這種系統(tǒng)的一個實例，因為這種處理器還必須在待機模式下保存數據，所以可以用待機模式供電。在收到處理器喚醒信號前幾微秒內，芯片被強制進入脈寬調制模式(PWM)，并且保持這種模式一直到高級系統(tǒng)使處理器返回到睡眠模式為止。
附加功能
頻譜干擾是一個問題，可能存在于敏感應用中，業(yè)內一直在研究這個現象。一份研究報告顯示，在實際應用中，某些頻率是應該避免的，而其它頻率并不影響整個系統(tǒng)。STw4141內部振蕩器(考慮到它的頻譜)的頻率可能在有害頻帶內?；谶@個原因，配備了鎖相環(huán)(PLL)，允許用戶在有害頻帶以外的寬頻范圍內同步內部振蕩器。鎖相環(huán)還可以抑制內置振蕩器的頻譜，使STw4141與系統(tǒng)的其它組件同步。
高壓輸出Vout1通常用于I/O引腳結構(VIO)，低壓輸出Vout2通常用于數字核心(VCORE)。為了支持多種處理器，可以提供VIO電壓不同和VCORE電壓范圍1.0V到1.8V的多種產品。用戶可以通過專用引腳設置輸出電壓。這個功能在通過降低進入睡眠模式的應用處理器電源電壓來節(jié)省電能的應用場合十分有用。VCORE控制可以和前文提到的模式控制(PWM/PFM)配合使用，但是兩者之間存在很大的不同：VCORE控制可降低應用處理器的功耗，而模式控制可降低芯片的功耗。兩項功能都可降低整個應用系統(tǒng)的功耗。
此外，STw4141具有峰值電流限制和熱保護功能，峰流限制功能不僅用于保護芯片本身，而且還限制芯片從電池汲取的電流。因為電池內部串聯電阻的原因，從電池汲取過多的電流可能會使電池電壓產生很大的變化。
典型應用
導致STw4141降低尺寸及成本的最重要因素是只需一個外部線圈，而普通電源則需要兩個。圖6所示是推薦的外部組件布局，這是一塊為完整應用設計的面積僅為7 x 8 mm的電路板。在這個設計中，線圈是體積最大的組件，同時節(jié)省電路板空間也正是這個組件，其次， BGA封裝也在節(jié)省電路板空間上發(fā)揮了重要作用。
圖6 STw4141應用電路板
圖 7 典型應用
STn8810多媒體應用處理器 (NOMADIK)以及STV0984 + VS6750圖像處理器和200萬像素CMOS圖像傳感器的共性是，數字核心電壓(VCORE)與I/O引腳電源電壓(VIO)的要求不同。圖7是一個CMOS相機應用的電路示意圖，VCORE電壓(1.2 V)供給數字核心STV0984，而VIO電壓(1.8V)用于供給VS6750以及STV0984的I/O結構。這樣的布局設計使得應用電路板的尺寸極其緊湊。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/176788.htm
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