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[導(dǎo)讀]PMIC是power management IC的縮寫(xiě),中文是電源管理集成電路,主要特點(diǎn)是高集成度,將擁傳統(tǒng)的多路輸出電源封裝在一顆芯片內(nèi),使得多電源應(yīng)用場(chǎng)景高效率更高,體積更小。在C

PMIC是power management IC的縮寫(xiě),中文是電源管理集成電路,主要特點(diǎn)是高集成度,將擁傳統(tǒng)的多路輸出電源封裝在一顆芯片內(nèi),使得多電源應(yīng)用場(chǎng)景高效率更高,體積更小。

在CPU系統(tǒng)中,我們經(jīng)常用到的PMIC。如機(jī)頂盒設(shè)計(jì),智能語(yǔ)音音箱設(shè)計(jì),大型工控設(shè)備設(shè)計(jì)等。

 

 

機(jī)頂盒中的PMIC

下面通過(guò)芯片AXP152來(lái)介紹一下PMIC,這是一顆出自芯智匯的高集成度PMIC,主要應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī),機(jī)頂盒,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,監(jiān)控設(shè)備等產(chǎn)品。

XP152簡(jiǎn)介

AXP152是一款高度集成的電源管理IC,集成了一個(gè)自適應(yīng)和usb兼容的PWM充電器,四個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器(Buck DC-DC轉(zhuǎn)換器),七個(gè)LDO。它還具有保護(hù)電路,如過(guò)壓/欠壓保護(hù)(OVP/UVP),過(guò)溫保護(hù),過(guò)流保護(hù)(OCP),保證電源系統(tǒng)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(gè)兩線串行接口(TWSI),CPU通過(guò)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(nèi)部框圖

通過(guò)上面的結(jié)構(gòu)框圖,我們可以看到PMIC內(nèi)部有個(gè)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(guò)配置TWSI接口,更改相應(yīng)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(cè)我們可以參考datasheet。

另外AXP152的TWSI接口的SCK/SDA管腳在芯片內(nèi)部已經(jīng)都上拉了,所以主設(shè)備(CPU)可以通過(guò)這個(gè)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(duì)比圖。

4路DC-DC

可以看到4路DC-DC的輸出電壓都是可調(diào)的,可調(diào)區(qū)間在0.7到3.5V,能夠滿(mǎn)足大部分最小系統(tǒng)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(mǎn)足的。

DC-DC1和3的調(diào)壓精度是50mV/step,DC-DC2和4的調(diào)壓精度是25mV/step,若系統(tǒng)需要較高的電壓精度調(diào)節(jié),則可以用精度為25mV/step的DC-DC。

下圖是7路LDO的對(duì)比圖。

7組LDO

這7組LDO一般供給系統(tǒng)的外設(shè)用,如SRAM或PLL供電,WiFi藍(lán)牙模塊供電,控制電路供電,驅(qū)動(dòng)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(shí)候主要注意輸出電流的大小,功耗相對(duì)較大的外設(shè)若PMIC的LDO不能滿(mǎn)足,應(yīng)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(yīng)該接到這幾路低噪聲的LDO。

過(guò)載和限流保護(hù)

所有的DC-DC和LDO支持自監(jiān)測(cè)和限流功能,當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)驅(qū)動(dòng)能力時(shí),為了保護(hù)內(nèi)部的電路,所有的輸出電壓將會(huì)降低。當(dāng)DC-DC輸出電壓低于85%的設(shè)定電壓時(shí),PMIC將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

典型應(yīng)用

應(yīng)用框圖

應(yīng)用中,我們通過(guò)CPU的I2C接口連接AXP152的TWSI接口,另外需要給使能信號(hào)和復(fù)位信號(hào),可以看到,對(duì)于每一路DC-DC,使用時(shí)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(dāng)輸出電壓高于2.5V時(shí),建議用一個(gè)3.3uH的功率電感。另外,選的電感的飽和電流應(yīng)該比電路最大的需求電流大50%以上。

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