最佳的便攜式設備電源系統需具備高集成度和靈活性優勢
PMU是便攜式設備電源解決方案的一個趨勢,但電源方案在強調高集成度的同時,必須具備足夠的靈活性,因為便攜式設備的功能融合趨勢要求電源管理架構可快速滿足新功能對電源的要求,以達到迅速推向市場的目的。相對分立解決方案而言,靈活性相對較差是高度集成方案目前存在的一個問題,此時采用另一種折衷方案往往更能滿足產品對性能、成本和上市時間的要求。事實上,高度集成方案、分立方案和介于兩者之間的模塊化方案各有春秋,用戶需要根據具體應用加以采用。
在高度集成的電源解決方案中,一個PMU能提供所有的電源管理功能。例如,PMU中的降壓轉換器為處理器內核、代碼內存和閃存提供電源,LDO穩壓器為射頻電路、音頻編解碼器的提供低噪聲電源,升壓轉換器被用在電池充電電路中并提供屏幕背光和照明。高度集成電源解決方案的優點是設計布局非常精簡,所需外圍器件非常少,易于實現小尺寸的外形因子,但缺點是布局比較麻煩,缺乏靈活性,難以滿足產品功能差異化要求。
雖然分立方案需要用到很多元件,且必須采用微型封裝技術才能將設計縮小至高度集成方案的水平,但是它仍有多個值得采用的理由。首先,強調差異化的產品需要額外增加一些功能,這就需新的電源管理功能;其次,它的布局非常靈活,可滿足將負載和電源管理器件放在一起的要求,以降低電磁干擾;最后,當客戶需要提升和改進某一部分電路性能的時候,往往會選擇分立的方案,因為這樣只需更換元件即可,而無需從頭到修改設計。
模塊化方案在集成度和靈活性之間進行了折衷,它將應用平臺中所有產品的相同電源功能集成在一個芯片上。在TI公司的便攜式設備PMU電源架構中,電源系統主要由CPU內核電源、顯示電源、電池管理以及外圍電路電源組成。比如,TPS65050為CPU、內存、外設、I/O、藍牙等無線功能供電;屏幕背光照明的白光LED電源則由分立器件提供,以便允許同一平臺的不同機種使用不同的屏幕。獨立充電器件BQ24032A可實現最佳的充電效率和電池管理功能,設計人員只要改變充電器件便可采用大型或小型電池,或選擇是否提供USB充電功能。基于這種模塊化理念設計的電源系統不會占用太多電路板空間,但元件的位置更有彈性,且易于實現產品的差異化。
高度集成的解決方案適合對靈活性要求不高的高產量應用;分立解決方案有助于實現困難的電路板布局并達到嚴苛的電磁兼容性要求;模塊化方案兼具前者的高集成度優勢和后者的靈活性優勢,適用于必須支持不同市場的產品。當然,具體選用哪種方案還需根據特定應用的需求來定。
除了便攜式設備外,數字電視、3G通訊、汽車電子、計算機、工業控制等應用領域的電源管理技術也涌現了很多新的亮點,本期專題將為您提供這些熱點應用的最新電源技術和應用指南。 (end)