飛思卡爾電源管理解決方案
概述
當(dāng)今的應(yīng)用系統(tǒng)和設(shè)備越來(lái)越多綜合多種特種器件,每個(gè)器件負(fù)責(zé)特定的功能任務(wù),同時(shí)提高系統(tǒng)的計(jì)算處理能力。它們包括了DSP處理器、通訊層接口、存儲(chǔ)器、編碼器等等,它們對(duì)電源的要求各不相同。不同的器件需要不同的電壓和電流,且具有不同的約束條件。一個(gè)中央集中式的供電電源無(wú)法滿足所有的需要,負(fù)載點(diǎn)的解決方案可以通過(guò)分散供電電源,將各個(gè)子電源分布到板子的各個(gè)負(fù)載附近,由主供電電源的5V、12V產(chǎn)生各負(fù)載所需的子電源如3.3V、2.5V、1.8V、1.2V等。
MC3470x開(kāi)關(guān)電源
飛思卡爾電源管理IC產(chǎn)品有為8-16位MCU系列設(shè)計(jì)的器件,同時(shí)也有為32位MCU系列設(shè)計(jì)的供電器件,即QUICCSupply系列的芯片,它們非常適合為POWERQUICC處理器提供電源。QUICCSupply系列MC3470x器件有MC34701、MC347012及MC34703三個(gè)產(chǎn)品。
MC34701的主要特點(diǎn)是,通過(guò)I2C總線對(duì)寄存器進(jìn)行操作,可編程內(nèi)部看門(mén)狗和上電重置功能,保證MCU性能一致性。同步降壓轉(zhuǎn)換器具有PWM電流模式控制,增強(qiáng)輸出電壓的精度。升壓轉(zhuǎn)換器提高了低壓輸出的性能,利用外部分壓電阻可調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出電壓,外部RC電路可編程上電重置延遲定時(shí)器,高精度輸出電壓,快速的瞬態(tài)響應(yīng),低壓停止工作和過(guò)流保護(hù)功能。MC34702和MC34703具有上述功能且輸出電流和電流限制值要高于MC34701。
MC34703是向QUICC處理器和其他系列飛思卡爾微處理器和DSP提供有效電源管理的IC。它集成了高性能開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器,直接供給微處理器核心電壓。內(nèi)置的LDO低壓差調(diào)節(jié)器控制電路提供I/O接口電壓和總線電壓。開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器是高效同步降壓型調(diào)節(jié)器,集成了低導(dǎo)通電阻,具有保護(hù)功能并節(jié)省用戶設(shè)計(jì)時(shí)間。
MC34703的電壓輸入范圍為2.8~13.5V;開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出可達(dá)10A;LDO控制器輸出可達(dá)2A;300kHz的預(yù)設(shè)固定開(kāi)關(guān)頻率;上電和下電順序可以選擇順序和反序;I2C電壓極限值微調(diào);內(nèi)置可編程看門(mén)狗電路;帶有可調(diào)節(jié)延遲定時(shí)器的上電重置。采用33引腳PQFN封裝。
QUICCSupply系列MC3470x帶LDO的開(kāi)關(guān)電源主要應(yīng)用領(lǐng)域包括通信處理器、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信線卡、蜂窩基站線卡、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、DSLAM、CMTS。豐富的特性和功能使之成為首選的供電控制器件。
工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用──MC34710
飛思卡爾的模擬電源管理器件同樣有適合工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品,MC34710支持眾多基于ColdFire處理器的設(shè)計(jì),是非常合適的嵌入式工業(yè)和網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用領(lǐng)域需要多個(gè)電壓給處理器和外圍電路的場(chǎng)合。其應(yīng)用包括點(diǎn)終端、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、醫(yī)療儀器和安全門(mén)禁系統(tǒng)等。該器件具有兩通道可調(diào)節(jié)輸出電壓和內(nèi)置的電壓順序電路,滿足電源管理的需要。
MC34710可調(diào)雙通道開(kāi)關(guān)電源,集成了一個(gè)開(kāi)關(guān)電源,一個(gè)線性低壓差LDO調(diào)節(jié)器,監(jiān)控電路以及上電順序。工作輸入的電壓范圍寬,從13~32V。具有溫度限制功能,適合在許多商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中為MCU處理器供電。用戶可以根據(jù)需要改變和調(diào)節(jié)輸出電壓,以便降低功耗,靈活地應(yīng)用于諸如不同工作電壓的ColdFire處理器和其他處理器之間,而無(wú)需更改供電部分的設(shè)計(jì)。
MC34710可調(diào)雙通道開(kāi)關(guān)電源可以提供1.5V、1.8V、2.5V、3.3V、5V的輸出電壓,適合24V供電系統(tǒng)應(yīng)用。它是一個(gè)低成本的電源管理解決方案,可以為DSP56800、ColdFire ARM系列產(chǎn)品供電或其他相似的處理器供電。
便攜音視頻應(yīng)用──MPC18730
MPC18730電源管理IC是一款具有多通道DC/DC轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)品,適合便攜式音視頻產(chǎn)品的應(yīng)用,它具有獨(dú)特的最小工作電壓0.9V,有效地延長(zhǎng)了電池的供電壽命。2路DC/DC轉(zhuǎn)換器和3路低壓差調(diào)壓器具有8位D/A轉(zhuǎn)換控制輸出功能,每一路輸出可通過(guò)SPI串行總線獨(dú)立控制,它具有非常低的功耗和待機(jī)電流、省電模式,使得它成為出色的手持電池供電產(chǎn)品的理想選擇。工作電壓從非常低的0.9V到4.2V,適合干電池、鎳氫電池或鋰電池供電產(chǎn)品。
MPC18730提供5路獨(dú)立的電壓輸出通道,可以使用一節(jié)鋰電池(2.7~4.2V),或一節(jié)鎳氫電池、干電池(0.9~2.2V)供電。18730包括2路DC/DC轉(zhuǎn)換器和3路低壓差LDO線性調(diào)壓器,通過(guò)SPI總線可以獨(dú)立調(diào)節(jié)它們的輸出電壓。同時(shí),SPI總線用來(lái)配置器件的工作模式──喚醒、休眼、待機(jī)和重置等,來(lái)減少功耗。在單片鋰電池供電系統(tǒng)中,2路DC/DC被設(shè)置成降壓型調(diào)壓器STEP-DOWN,而在鎳氫電池、干電池供電系統(tǒng)中,1路DC/DC設(shè)置成升壓型STEP-UP,1路DC/DC設(shè)置成BOOK-BUST型。采用64引腳9mm 9mm QFN封裝,并且符合RoHS有害物質(zhì)限定的規(guī)定。MPC18730采用64引腳QFN封裝。
便攜式產(chǎn)品要求電池延長(zhǎng)供電時(shí)間,低電壓設(shè)計(jì)可以延長(zhǎng)電池壽命但同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商提出了嚴(yán)厲的要求和限制。MPC18730利用2路DC/DC轉(zhuǎn)換器供電,3路LDO輔助供電,降低了功耗。這5路供電都是通過(guò)SPI總線由DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器控制的,SPI總線也控制其他工作模式如省電模式、睡眠模式、喚醒模式等,使MPC18730成為用于長(zhǎng)時(shí)間供電的便攜式產(chǎn)品的理想之選。適合的應(yīng)用領(lǐng)域包括(但不局限于)便攜式媒體播放器、數(shù)字音頻設(shè)備、PDA、掌上游戲機(jī)以及單電池供電設(shè)備等。
MPC18730評(píng)估板使用相當(dāng)簡(jiǎn)單,通過(guò)并口線連接PC機(jī)和評(píng)估板,由適當(dāng)?shù)墓╇婋娫慈玟囯姵鼗蜴嚉潆姵亟o評(píng)估板供電,通過(guò)評(píng)估板上的跳線開(kāi)關(guān)來(lái)選擇工作模式。
問(wèn)答選編
問(wèn):熱插拔子卡的設(shè)計(jì)中,由于底板系統(tǒng)在子卡插拔時(shí) 部分總線仍然處于工作狀態(tài),對(duì)于這樣的熱插拔 設(shè)計(jì)需要注意一些什么?
答:子板總線的工作電壓應(yīng)該是子板提供的, 當(dāng)您插拔 子板時(shí),工作電壓由MC34652/3提供,瞬間的涌入 電流由它們控制,不會(huì)損壞負(fù)載子板。
問(wèn):開(kāi)關(guān)電源和LDO有什么區(qū)別?
答:簡(jiǎn)單的說(shuō),開(kāi)關(guān)電源是通過(guò)PWM控制的,可以通過(guò) 不同的頻率和占空比來(lái)獲得電壓。它不是連續(xù)的。 LDO是連續(xù)輸出的,一般只能提供比輸入電壓低的 輸出電壓。在飛思卡爾這次的座談中,有對(duì)開(kāi)關(guān)電 源和LDO的討論,相關(guān)鏈接:
http://www.freescale.com.cn/webcast/Analog/PowerManagementSolution.asp。
問(wèn):開(kāi)關(guān)電源或線性電源的輸出電壓和輸入電壓相差 較大時(shí),是否效率就降低?
答:對(duì)于線性電源(LDO),輸出電壓和輸入電壓相差較 大時(shí),則說(shuō)明效率很低。但是對(duì)于開(kāi)關(guān)電源,效率 跟輸出電壓與輸入電壓之間相差多少?zèng)]有關(guān)系。
問(wèn):開(kāi)關(guān)電源模塊的地和線性穩(wěn)壓模塊的地怎么處理 為好?
答:一般需要在輸出端加濾波電容??梢詤⒖硷w思卡 爾的芯片數(shù)據(jù)手冊(cè),內(nèi)部有詳細(xì)的介紹。
問(wèn):飛思卡爾的LDO的最低壓差是在多少?
答:50mv。
問(wèn):我們的系統(tǒng)需要5V、3.3V、1.8V、1.5V供電,其中5V的 負(fù)載很輕,電流只有幾個(gè)毫安,而3.3V 的負(fù)載電流 有幾百毫安。 輸入電壓為28V,請(qǐng)問(wèn)是用28V/5V, 再5V/3.3V等分級(jí)轉(zhuǎn)換,還是分負(fù)載點(diǎn)直接轉(zhuǎn)換? 飛思卡爾有這樣的產(chǎn)品解決方案么?
答:飛思卡爾的器件可以提供1路5V/3.3V輸出和1路 1.8V/1.5/V輸出。如果使用5V/3.3V分極轉(zhuǎn)換可能需 要的芯片會(huì)增多,功耗增大,使用負(fù)載點(diǎn)的方案可 能更好些。您的5V負(fù)載很輕,可以考慮使用他它 方式來(lái)實(shí)現(xiàn),可以考慮飛思卡爾的MC34710芯片。
問(wèn):我是做STB產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)的,需要把5V的電壓降 壓為3.3V/600mA、1.8V/600mA,應(yīng)該采用哪一款芯 片合適?目前我使用的是1085兩塊。
答:MC34710可以提供兩路輸出,但是1.8V的輸出僅提 供500mA的電流。不知能否滿足您的要求。如果 使用MC34701,則可以完全滿足您的需要。
問(wèn):我需要輸入電壓范圍是6~60V, 輸出5~1.2V的電 路,能否推薦一款飛思卡爾的產(chǎn)品?
答:建議使用MC34129(MC33129),采用PWM控制和Fly back拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這個(gè)方案能夠滿足您的要求。
問(wèn):在負(fù)載出現(xiàn)短路或斷路情況時(shí),飛思卡爾的電源管 理芯片有自我保護(hù)功能嗎?
答:有,飛思卡爾的電源管理方案具有過(guò)流保護(hù)功能。
問(wèn):飛思卡爾能提供整套方案嗎,包括周?chē)骷?BR>答:飛思卡爾只提供 IC。
問(wèn):我的電路設(shè)計(jì)需要5V/1A的電流,有現(xiàn)成的集成元 器件嗎(輸入為6V)?
答:飛思卡爾的MC34701可以提供1.5A的電流,同時(shí)還 具有上電和下電控制功能和其他保護(hù)功能。
問(wèn):用硬件信號(hào)能控制電源以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的電源關(guān)斷 和自動(dòng)重啟么?
答:可以。
問(wèn):使用LDO的時(shí)候如果輸入和輸出壓差較大芯片發(fā) 熱量會(huì)不會(huì)很大?
答:不會(huì),也不用使用散熱裝置。
問(wèn):飛思卡爾有沒(méi)有控制下電時(shí)序的方案?
答:飛思卡爾的Quicc電源能提供上電和下電時(shí)序。您 只需對(duì)器件的相應(yīng)管腳進(jìn)行設(shè)置即可。
問(wèn):MC34703能承受多大的瞬間電流?
答:19A。
問(wèn):負(fù)載點(diǎn)是怎么劃分的?
答:首先,您需要清楚功耗預(yù)算的要求和您要為其供電 的系統(tǒng)中每個(gè)負(fù)載點(diǎn)的要求。這取決于紋波電壓、 線路、負(fù)載調(diào)整、功率輸出等。一旦實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的 這些特性,您就獲得了能夠滿足這些要求的電源。 如果您參加飛思卡爾的電源管理解決方案在線座 談,就可以看到3G系統(tǒng)的例子。我們還給出了能 夠滿足特殊負(fù)載要求的設(shè)計(jì)實(shí)例。觀看在線座談 重播,敬請(qǐng)登錄網(wǎng)站:http://www.freescale.com.cn/webcast/Analog/PowerManagementSolution.asp。
問(wèn):POL電源主要應(yīng)用于何種場(chǎng)合? 使用POL電源應(yīng)注 意那些問(wèn)題?
答:有一點(diǎn)要說(shuō)明,POL是負(fù)載點(diǎn)(Point of load),它是 一種電源管理方法,而不是一種電源。不管系統(tǒng)是 復(fù)雜還是簡(jiǎn)單,POL都可以用于其中。事實(shí)上,您 的系統(tǒng)電源越復(fù)雜,這種方案給您帶來(lái)的好處越多。 您會(huì)獲得更好的EMC、更好的負(fù)載調(diào)整、更快的瞬 態(tài)響應(yīng)和更低的IR損耗。使用POL時(shí),您需要注 意總負(fù)載,因?yàn)槊總€(gè)POL都有它自己的主電源或“磚 式”電源。
問(wèn):飛思卡爾的電平轉(zhuǎn)換器對(duì)電源的加電順序有何影響? 應(yīng)如何考慮?
答:這不會(huì)影響您的加電順序,除非它切斷了您的IO 或內(nèi)核電壓的電源線。即使真的發(fā)生了這種情況, 如果加電順序仍能正常工作,它仍可以保證加電順 序的正確性。詳細(xì)信息,敬請(qǐng)垂詢飛思卡爾本地FAE。
問(wèn):可否采用瞬態(tài)電壓抑制器來(lái)應(yīng)付負(fù)載突降?
答:這看你談?wù)摰氖鞘裁雌骷?。Freescale的DC-DC轉(zhuǎn) 換器都能處理瞬態(tài)電涌,我們也確實(shí)有像熱交換控 制器這類(lèi)專(zhuān)用器件來(lái)處理較大的電涌。但是如果 您添加一個(gè)外部抑制器的話,您需要考慮響應(yīng)時(shí)間 以及它是否會(huì)降低負(fù)載的供電量。如需進(jìn)一步幫 助,請(qǐng)聯(lián)系Freescale的本地FAE。
評(píng)論