高集成度PMIC簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)：智能手機(jī)的電源管理方案

圖3：適合HDMI端口供電的CAT3200HU2低噪聲電源IC.

值得一提的是，如今許多智能手機(jī)都配備HDMI接口，方便用戶傳輸視頻數(shù)據(jù)。這些HDMI接口采用+5 V電壓供電，高于便攜產(chǎn)品中常用的鋰離子電池的供電電壓，這時(shí)候就需要DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器。有利的是，安森美半導(dǎo)體推出了針對(duì)HDMI端口供電應(yīng)用的低噪聲電荷泵DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器CAT3200HU2，這器件接受2.7 V至4.5 V輸入，提供5 V/100 mA(及可調(diào)節(jié)輸出)，采用UDFN-8封裝，適合于3 V至5 V的升壓轉(zhuǎn)換(也適合2.5 V至3.3 V升壓轉(zhuǎn)換)，典型應(yīng)用包括HDMI及DisplayPort端口供電等。圖3顯示的是典型應(yīng)用電路。

低電流、低噪聲LDO配合延長(zhǎng)電池使用時(shí)間及減小尺寸

如前所述，盡管高集成度PMIC在智能手機(jī)便攜產(chǎn)品中應(yīng)用增多，但獨(dú)立的DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器或LDO仍有充足應(yīng)用空間，如需要LDO來(lái)配合便攜設(shè)備將電池使用時(shí)間延至最長(zhǎng)并將尺寸減至最小，特別是那些射頻(RF)及噪聲敏感型功能仍然需要使用低噪聲的LDO.以手機(jī)為例，LDO的典型應(yīng)用包括音頻插孔、相機(jī)模塊、顯示屏模塊、GPS模塊、接口、LCD/觸摸屏控制、麥克風(fēng)、GSM/WCDMA射頻子電路板、藍(lán)牙模塊及USB端口等。

安森美半導(dǎo)體提供適合便攜應(yīng)用的寬廣陣容LDO，其中包括NCP45xx及NCP46xx系列，如NCP4586(100 mA)、NCP4587/89(150/300 mA)、NCP4588(200 mA)、NCP4681/4(150 mA)、NCP4682/5(150 mA)、NCP4680(100 mA)及NCP4683(300 mA)等。此外，CAT62xx系列的多款LDO也非常適合便攜應(yīng)用，包括確保提供500 mA輸出電流的CAT6219、提供兩路300 mA峰值輸出電流的CAT6221、空載接地電流僅為典型值10μA的CAT6220、提供1 A峰值電流的CAT6243及超低工作電流的CAT6289等。

圖4：CAT6289超低工作電流NanoPower LDO框圖及典型應(yīng)用電路圖。以CAT6289為例，這是一款超低工作電流(典型值400 nA)的NanoPower LDO，輸入電壓范圍為1.8 V至5.5 V，提供8種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出，包括1.00、1.20、1.25、1.50、1.80、2.50、3.00及3.30 V，10 mA電流時(shí)的典型壓降為380 mV，1 kHz時(shí)的典型電源抑制比(PSRR)為-60 dB.這器件采用小型1.5 mm x 1.5 mm TDFN-6封裝，能夠幫助便攜設(shè)備延長(zhǎng)電池使用時(shí)間，并配合小外形因數(shù)設(shè)計(jì)。

配合便攜設(shè)備不同充電應(yīng)用OVP及OCP保護(hù)方案

智能手機(jī)等采用鋰離子電池供電的便攜設(shè)備在日常充電/供電應(yīng)用中，可能面臨正向/負(fù)向過(guò)壓、過(guò)流等風(fēng)險(xiǎn)，故需要安全的保護(hù)方案。安森美半導(dǎo)體的便攜設(shè)備OVP保護(hù)方案主要包括針對(duì)墻式適配器/USB充電的30 V/高達(dá)3 A系列產(chǎn)品(包括NCP347/348、NCP349、NCP367、NCP370、NCP372及NCP391等)，以及針對(duì)USB充電的20 V/500 mA系列產(chǎn)品(包括NCP360、NCP361、NCP362及NCP373等);OCP保護(hù)方案包括NCP380、NCP381及NCP382等。

以NCP367為例，這是一款提供+30 V過(guò)壓保護(hù)及高達(dá)3 A過(guò)流保護(hù)、帶電池電壓檢測(cè)功能的保護(hù)IC(見圖5)。這器件保護(hù)便攜設(shè)備電池免受輸入過(guò)壓(在出現(xiàn)故障工作條件下會(huì)斷開系統(tǒng)與Vbus或AC-DC適配器的連接)、充電過(guò)流及充電過(guò)壓影響。NCP367提供最大值100 mΩ的低導(dǎo)通阻抗，幫助降低方案成本及電路板占用空間。支持高達(dá)3 A電流的能力幫助實(shí)現(xiàn)快速充電。典型值50μA的極低電流消耗兼容于USB 500μA閑置模式。這器件能用于1.5 A或500 mA兩種充電電流等級(jí)，非常適合手機(jī)等應(yīng)用。

圖5：NCP367典型應(yīng)用電路圖。

NCP382則是一款功率分配開關(guān)，其設(shè)計(jì)針對(duì)很可能會(huì)遇到大的電容性負(fù)載或短路的應(yīng)用。實(shí)際上，越來(lái)越多便攜電子設(shè)備采用USB供電，但需要保護(hù)本地USB電源夠用受外部Vbus故障影響。NCP382能夠通過(guò)在輸出負(fù)載超過(guò)限流閾值或出現(xiàn)短路時(shí)切換至恒流模式，將輸出電流限制在期望的電平(0.5 A、1 A或1.5 A)，從而提供過(guò)流保護(hù)。NCP381接收2.5 V至5.5 V的單路輸入，提供2路輸出。圖6是NCP382的典型應(yīng)用電路圖。

圖6：NCP382典型應(yīng)用電路圖。

高集成度開關(guān)電池充電器幫助加快便攜設(shè)備電池充電速度

消費(fèi)者可能會(huì)采用墻式AC適配器或USB輸入來(lái)為便攜設(shè)備充電。一般而言，墻式AC適配器的充電電流更大(如可達(dá)1.5 A)，所需充電時(shí)間較短;而USB充電電流相對(duì)較小(如500 mA)，時(shí)間更長(zhǎng)。但即便是采用USB輸入充電，消費(fèi)者也期望能夠更快速地完成充電。安森美半導(dǎo)體的NCP1851開關(guān)電池充電器就是一款滿足消費(fèi)者在這方面期望的高集成度IC.