手持設備的設計職員面臨的關(guān)鍵挑戰是實(shí)現產(chǎn)品的高性能和低功耗。電池壽命對于手持設備是非常重要的指標,電源治理產(chǎn)品必須適應不斷變化的設計需求,例如,更低的待性能耗、更高的效率、超薄厚度、超小PCB面積、更智能化的控制接口等。DC/DC開(kāi)關(guān)穩壓器是電源系統中的關(guān)鍵部件之一,穩壓器必須保持恒定的電壓,而且能夠對輸進(jìn)電壓的變化以及負載電流的變化迅速作出響應。電容和電感是DC/DC中最基本的能量轉換器件,基于電容的電荷泵和基于電感的DC/DC各有上風(fēng)和缺點(diǎn),都有用武之地。
電荷泵DC/DC器件尺寸小、厚度薄,加上此種結構EMI干擾小,因而在很多設計中深受工程師青睞。圣邦微電子的SGM3110就是標準的+5.0V輸出、基于電容的DC/DC器件,假如系統需要+5.0V/100mA的電源,可以用很小的PCB面積開(kāi)銷(xiāo)往完成設計,電路設計如圖1所示。

圖1:SGM3110電荷泵DC/DC設計電路
隨著(zhù)高像素相機手機越來(lái)越多,閃光燈成為設計成敗的關(guān)鍵。傳統的氙氣燈由于高壓、物理尺寸以及使用壽命的限制,一直無(wú)法在手機中流行。大功率白光LED技術(shù)的發(fā)展,使大功率白光LED閃光燈越來(lái)越被工程師認可,但這類(lèi)閃光燈的驅動(dòng)、熱保護、緩啟動(dòng),以及閃光大電流對電池的沖擊,又給工程師帶來(lái)不小的設計挑戰。圣邦微電子推出的SGM314X系列閃光燈驅動(dòng),采用電荷泵架構(圖2),驅動(dòng)電流可達500mA、700mA、1000mA,Torch、攝像、閃光拍照三種模式可以靈活切換。

圖2:SGM314X系列閃光燈驅動(dòng)電路
智能手機日益普及,這類(lèi)產(chǎn)品對圖像和視頻處理速度、無(wú)線(xiàn)通訊性能要求,以及LCD顯示屏的要求不斷進(jìn)步,從而導致多核基帶IC耗電越來(lái)越大,電池使用時(shí)間已成為消費者關(guān)注的焦點(diǎn)之一。消費者?从须S手可得的電源為手機充電,太陽(yáng)能電池、干電池、鋰電池電源站,無(wú)處不在的USB接口都將為手機延長(cháng)使用時(shí)間提供可能性。圣邦微電子的SGM6600 同步整流升壓型 DC/DC具有0.9V的啟動(dòng)電壓,高效率的升壓同步整流結構(圖3),能讓工程師從容面對從太陽(yáng)能電池和干電池獲取能源的設計挑戰。

圖3:SGM6600同步整流升壓型 DC/DC電路
隨著(zhù)集成電路技術(shù)的發(fā)展,手持設備基帶IC集成的功能越來(lái)越多,多電壓混合設計成為SoC和SIP的標準技術(shù)。為SoC和SIP產(chǎn)品提供一種安全可靠、本錢(qián)合適的DC/DC電源,成為當務(wù)之急。日益復雜的負載、上下電時(shí)序以及負載保護等題目都是工程師必須應對的挑戰,POL和中間總線(xiàn)的電源概念被引進(jìn)到系統設計中。圣邦微電子推出的SGM6006同步降壓型DC/DC,具有1.4MHZ的開(kāi)關(guān)頻率,專(zhuān)門(mén)的軟啟動(dòng)設計可防止上下電時(shí)DC/DC產(chǎn)生高壓脈沖損壞負載。在手持設備設計中,該器件是一個(gè)理想的POL設計產(chǎn)品,設計電路中使用的電感很小,整個(gè)DC/DC設計只占用很少的PCB面積,電路設計如圖4所示。

圖4:SGM6006同步降壓型DC/DC設計電路
圣邦微電子也推出了SGM2100系列的多DC/DC產(chǎn)品,它將中間電源總線(xiàn)的概念引進(jìn)了產(chǎn)品設計。SGM2100和SGM2101的主升壓型 DC/DC將雙節干電池或鋰電池電壓變成+5.0V左右的(可調)中間電源總線(xiàn),大功率+5.0V/2A電源總線(xiàn)可以為USB接口、閃光燈、大功率音頻功放等負載供電,在手持設備中可以得到很大的音頻功率輸出以及很強的閃光燈設計(圖5),假如手持設備系統中需要加微硬盤(pán),微硬盤(pán)需要的3.3V/800mA降壓/升壓型電源可以從中間總線(xiàn)以低本錢(qián)方式獲得。

圖5:SGM2100系列多DC/DC器件在手持設備系統中的應用
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