适用于便携式数字终端的电源转换器

2011-03-22 11:41:27来源: 互联网 关键字:转换器

手机和数码相机和多媒体个人播放器(PMP)等便携式终端产品在全球范围内持续持续升温,同时应对消费者需求的新功能也层出不穷,功能的增多势必导致系统耗电量的提升,为了满足更低功耗、更小尺寸的要求,电源管理IC的选择在便携产品设计中成为至关重要的因素。据Databeans预测电源管理芯片已经成为全球半导体市场的亮点如图1。特别是手机为首的手持终端设备趋向于低电压化,波纹噪声等的处理和输出电压精度的要求越来越高,这也成为困扰整机设计师和电源IC设计师们的重要课题。富士通常年以来致力于电源IC的研发,已经成功推出了数百款的电源IC产品。在日本的DC/DC市场份额名列前茅。多年来在全球被许多顶级的厂商大量采用。特别是,富士通在面向便携式产品的电源管理IC的开发拥有丰富的经验,常年为日本国内各大顶级数码相机,数码摄像机以及手机厂商提供高品质的电源管理芯片。为了满足便携式终端对电源的最新需求,位与日本的富士通专业电源研发中心 推出了面向便携式产品的“MB39C014”(单通道,内置FET电流控制模式同步整流降压型DC/DC转换器)和MB39C015(双通道,内置FET电流控制模式同步整流降压型DC/DC转换器)这两款的产品。MB39C014和MB39C015为内置MOS管,每个通道最大输出电流高达800mA, 拥有低噪声,高启动响应,电源启动顺序控制等特点,特别适合PMP,PND,数码相机,手机,硬盘,DVD驱动器,EVD驱动器等产品

图1:全球电源管理市场持续升温。

富士通MB39C014(单通道)和MB39C015(双通道)的工作频率设定在固定的2MHz(MB39C014亦可设定3.2MHz),通过同步整流方式,不但转换效率高,也由于搭载了高性能内置MOS管,非常有效的降低了波纹噪音和开关噪音的影响。并且由于内置了电压监测电路,可选择监测电源电压或者输出端电压。电流控制模式与电压控制模式相比,电流控制模式在负载变化时的瞬态响应性能非常优秀。而且相位补偿时也无需外置任何电阻或电容,大大减少了IC周围零部件数量,帮助设计人员减少设计工序,有效的降低BOM成本。而且由于采用了电流控制模式,持续监测电流状况,无需再内置软启动和短路保护等功能。通过控制DAC可以对输出电压进行设定,也可通过电阻分压来调节内部电压以达到设定数出电压的目的。另外MB39C015还内置了温度保护功能,UVLO等保护功能。非常特别适合数码相机,手机,硬盘,PMP,PND,DVD驱动器,EVD驱动器等产品

图2:产品规格。

1.功能说明

本产品主要由7大主要功能单元组成

① PWM逻辑控制单元

工作时,内置振动发生器(方形波发生电路)产生2MHz的工作频率,通过让内置的Pch/Nch MOSFET进行同步整流来进行控制。

该单元考虑了同步整流所导致的贯穿电流的可能性,并对此作了防护措施。

② Iout合成单元

检测内置的Pch MOS FET流入外部电感的电流(ILX)。

将ILX的峰值电流IPK进行I-V转换,将转换后的VIDET和误差放大器的输出值进行比较,使PWM逻辑控制单元控制Pch MOS FET “OFF”。

③ Error Amp 相位补偿单元

将VREF等的标准电压和输出电压进行比较。MB39C015内置了相位补偿电路,已将IC调整到最佳工作状态。因此,完全不需要考虑相位补偿和为相位补偿外置器件等问题。

④ VREF单元

高精度的标准电压产生BGR(Band Gap Reference)电路。输出电压为1.30V(标准)。

⑤ VDET单元

用来监测VDD端口。通常XPOR端口通过外置电阻作为VDD端口的pull-up来使用,当VDET端口的电压达到0.6V的时候输出状态为“H”。

⑥ UVLO

防止低电源电压状态时误工作的单元。低电源电压时输出状态为“Hi-Z”

保护电路单元

内置过热保护电路单元。当芯片温度达到或超过135度时候,自动将SW FET的Nch和Pch同时设定为“OFF”。

虽然没有特地设置专用的过电流保护单元,但由于该芯片采用的是电流控制模式,随时监测峰值电流,进而进行控制。

图3. MB39C014 方框图。

特点

1.波纹噪声小

由于采用PWM模式,波纹波形相对较稳定。因此无需配备许多旁路电容(Bypass-capacitor)。[请参照图4]

2. 启动响应时间快

可以大大的缩短系统启动所需时间。[请参照图5]

3. 可以设定每个输出通道启动时间

不但可以通过CTL信号来控制每个通道的启动的ON/OFF,还可以通过设定电容和电感的常数来调整每个通道启动所需的时间。

4. 可以控制电源的启动顺序(sequence)

利用VDET的功能,检测标准电压,通过CTL的控制可以调整输出电压的顺序。

5. 多重方式设定输出电压

通过DAC或者外部电阻来调整VREFIN端口的附加电压,可以通过下列等式来设定输出电压。

Vout= 3*VREFIN

这项技术也被用于手机中Power AMP专用电源当中。

图4:开关波形(PWM模式) 。

图5:CTL端口响应特性。

最后向大家介绍MB39C014和MB39C015的应用实例

关键字:转换器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0322/article_5942.html
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