《便攜式電源管理設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《便攜式電源管理設(shè)計(jì)（95頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、甬橈式用遞管 1膛汁袁林2009.09.242I廠 -r rl/l3#主要類型電源管理說明r- l#二、主要類型電源管理比較考g系統(tǒng)電源設(shè)說討論便攜式電源管理一般理論及實(shí)踐知識(shí)。一般使用3種 器件，LDO、DC-DC和Charge Pump。DC-DC穩(wěn)壓器DC-DC穩(wěn)壓器-般都采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）技 其特點(diǎn)是頻率高，效率高。穩(wěn)壓器按其功能分成Buck式DC-DC （Step-嬖 三- down）、Boost式DC-DC （Step-up）和Buck-Boost 式DC-DC。當(dāng)輸入與輸出的電壓差較高時(shí)，通過使用低電阻開關(guān)和磁存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)高達(dá)85%以上的效率，因此可以極大地降低了轉(zhuǎn)換過程
2、中的功 率損失。丿2, LD9統(tǒng)(勿 便用梟有低在線昜萼曲阻F學(xué)肚磁翊歸勞或玉勰管 能降圧使用勺欝二Piarge Pump容式電荷泵通過開關(guān)陣列和振蕩器、邏輯電路、比較控制器實(shí)現(xiàn)電壓 -匚 提升；采用電容器來貯存能量。具不僅可升高或降低輸入電壓，而且還 二一一訶用于產(chǎn)生負(fù)電壓。電荷泵是無須電感的，但需要外部電容器。能夠提 =七供90%以上的效率。根據(jù)其控制方式，這種結(jié)構(gòu)的輸岀電壓只能是輸入電壓的倍數(shù)，利用內(nèi) 部開關(guān)和外部飛電容(flying capacitor)能夠獲得輸入電壓的2倍、1.5 倍或倍等電壓輸出。在手機(jī)等手持式設(shè)備上使用較多的是PMU器件。PMU電源管理器件PMU (POWER
3、MANAGEMENT UNIT)也就是電源管理闢購(gòu)簇成應(yīng)很高,內(nèi)部主要由多路不同類型的DGDC和多路LDO組成，還可能集成了其他功能，如 jJoWER ON/OFF ADC、DAC、AUDIO、RTC、GPIO、 汽 LCD、CAMERA、LED等。上電時(shí)有默認(rèn)值，可通過 J， CPU對(duì)其進(jìn)行修改相關(guān)配置，從而改變相關(guān)輸入輸出值 二一-或功能，內(nèi)部具有上電時(shí)序控制，也具有進(jìn)入不同工 一二-作狀態(tài)模式等功能。非常適用于電池供電、對(duì)小尺寸 -一空間有要求的便攜式產(chǎn)品上。8*轉(zhuǎn)換器內(nèi)部由誤差放大器、內(nèi)部參考源、電“ fOii器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、晶體管、電流保護(hù)、 魔護(hù)、溫度保護(hù)等電路組成。FB/OUT
4、EMO.SV TO 3 3VPGWDVVBAT7 丄2.7V TO 土 S.5V 1rODE-FIXEDADJUSTAILENON -4r OVERLAPPINGDRIVERSf IVAVIMTHERMAL SHUTDOWN210voutvii4 十0+2/L2.2R Q3都導(dǎo)通時(shí)電感存儲(chǔ)能量，不給負(fù)載 供電；當(dāng)Q1導(dǎo)通、Q3斷開時(shí)電感繼續(xù)存儲(chǔ)能 量，并且電源通過電感、二極管D4 起給負(fù) 載供電。此模式即為Boost升壓類型。ELOAD12 -* 一 FgUWC轉(zhuǎn)換器2.1.3.1,工作原理：_隊(duì)閾合時(shí),電源通過開關(guān)晶體管、電感L給負(fù)載供電，并將部分 銀存在電感L以及電容C中。由于電感L的自感
5、，在晶體管接通 電流增大得比較緩慢，即輸出不能立刻達(dá)到電源電壓值。一定時(shí)_間后，品體管斷開，山于電感L的自感作用（可以比較形象的認(rèn)為電 晴Ifc中的電流有慣性作用），將保持電路中的電流不變，即從左往右繼 摩A續(xù)流。這電流流過負(fù)載，從地線返回，流到續(xù)流二極管D的正極，經(jīng) 過二極管D；返回電感L的左端，從而形成了一個(gè)回路。通過控制晶 -體管導(dǎo)通跟斷開的時(shí)間（即PWM脈沖寬度調(diào)制），就可以控制-輸出電壓。如果通過檢測(cè)輸出電壓來控制開、關(guān)的時(shí)間，以保持輸出 亠二亠電壓不變，這就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓目的。2丁32、效率：- 效率可達(dá)到90%以上。效率計(jì)算公式：n = V0Ut*l0Ut/（Vin* lin）*l0
6、0%o 效率計(jì)算比較復(fù)雜，效率值可參考DATASHEET獲得。142/1.4. DC-DC功耘 2/1.4/J , U,DC轉(zhuǎn)逆功耗15#財(cái) 4.Wj#丿 2/K主尋I電涼管理說明JJ伊虎DC應(yīng)用電路DC的應(yīng)用電路比較復(fù)雜，工作時(shí)需要電感、肖特基二 孰 二個(gè)作輸入、輸岀電壓退耦降噪的陶瓷電容器，甚 旨需要外加MOSFET晶體管。后都以降壓型為例進(jìn)行相 faft其他類型DODC類似。簡(jiǎn)單的DC-DC降壓應(yīng)用電路見下圖:ma”，-，-1-fCIN17GNDEN O2L1sw_/YYY 2.161.8、 2.1.6.1.9 2.1.6J.10 2.1.6.1.1k玉DCDC選擇考慮因素首先根據(jù)所要求
7、的輸入電壓、輸出電壓、輸出電壓精度（高）、 輸出電流（降額使用）、高效率要求進(jìn)行選擇； 礙瞳擇低靜態(tài)電流、低的品質(zhì)因數(shù)FOM= Rds（ON） * Qg ； 彳選用固楚電壓輸出；可選擇高開關(guān)頻率以減少周邊器件空間及成本，但是不要接近信號(hào)工根據(jù)要求選擇是否帶有開關(guān)控制的DCDC轉(zhuǎn)換器； 可考慮是否需要帶有過壓、過流、過溫保護(hù)； 考慮功耗，所設(shè)計(jì)的電路DCDC轉(zhuǎn)換器的消耗盡量小，不要超過最 大允許功耗Pax ；周邊器件盡量少且小（值、尺寸、價(jià)格）； 考慮EMI、環(huán)保、溫度、工藝等其他參數(shù)； 某些情況下可能需要考慮啟動(dòng)時(shí)間。2力2 D2/1.6.2/9 9電路要求 鋰電池供電設(shè)備如=3.4V-4.2
8、V, V0Ut=1.2V5%, .out=400mA,根據(jù)需要可關(guān)斷輸出，無上電時(shí)序要求。 DC轉(zhuǎn)換器選擇降低功耗，盡量使用高效率的轉(zhuǎn)換器，如80%以上，具有PWM和PFM； _ =盡量選用低的品質(zhì)因Rds（ON） Qq ；逐名3、希出由壓精度要小于或等于5 % ； g至必、所選的最大輸出電流應(yīng)大于580mA以上（降額75%使用）；_導(dǎo)駁炫：25、選用低靜態(tài)功耗，選用低噪聲、低輸出紋波如帶有同步控制等功能；BE禱1詛226、選用小封裝、管腳嗎、常用封裝、具有兼容性封裝，如SOT-23-5等； 622孔-二一2.162.2.8、2.16229、2.1.6.2.2.10,2.1.6.2.2.11,
9、2.1.6.2.2.12,2.162213、蘆為氓2君襲- 一 - : _選用帶有使能管腳的；選用國(guó)定輸出，以減少面積和成本，增加可靠性； 選用具有咼開關(guān)頻率；選用周邊器件數(shù)冃少、面積小、成本低、常用器件; 因無上電時(shí)序要求，故可不考慮DCDC啟動(dòng)時(shí)間； 考慮使能控制電平范圍；考慮溫度、環(huán)保因素；2.1.6.2.2.15,可考慮帶有過壓、過流、過溫保護(hù)、ESD、最大允許功耗等。21戸-務(wù)丿整嚴(yán)1乃愆眄工|閆沁 丨乙刑叼kOU巴那口丁曠7丁|什寸片口|口耳叉丿J占七廠 00/81%* (1-81% ) =112.59mW,而最人允許功耗(125-85) /250= 160mWa 足要求。Symb
10、olVrEPTP6O312.7V to 5.5VOA to 600 mA-309 to +1259-30C to +85CTypMin0.083%/mA0.0010TP6O04&ND 2.7V s VIN V 5.5V Io 100 mA100 mA 5 Iq S 600 mA VIN 3.6VConditionIo = 10mAlC02C6O22 lOur L60074.7UH 1V2DUnits% %/VSW FB5 4 n_n(Noto 7) EN - 0VOperating Ratings (Notes 1, 2)Input Voltage Range (Note 11) Recomm
11、ended Load CurrentJunction Temperature (Tj) Range Ambient Temperature (TA) RangeParameterFeedback Voltage (Note 12, 13) Lino RegulationLoad RegulationInlomal RoforoncG VolUtg。 Shutdown Supply Current DC Bias Current into VINPin-Pin Resistance for PFETRdGCXM iNIYilLogic Low InputIEnable (EN) Input Cu
12、rrentInfAmnLOscillator FrequencyPin-Pin Resistance for NFET Swh Peak Current Limit Logic High InputNo load, device is no! sxMtchina (FB=0V)sw = 200mAlow = 200mA Open Loop (Note 0PWM Mod830To1.6TMC03 1V2VinSWENGNDFB0.40.011mAV2 2.6MHz 丿Efficiency vs. Output Current(Vout = 12V L = 2.2uH, DCR = 200mQ)1
13、00=4 5V llllll10100 1000OUTPUT CURRENT (mA)U LI UV1N GND EN6jaTa Vin(max)； 低反向電容Css；具有快速的開關(guān)時(shí)間；漏極電流要大于或等于最大輸出電流，即怙 lout(max)； 低的品質(zhì)因數(shù)FOM= Rds(on)* Qg。可參考DATASHEET進(jìn)行選擇。二匸2/1.7. UGUC周邊錯(cuò)件選擇(統(tǒng)氏謝電阻選:諂一3電阻的衙度根1娶八m 渤巒離幾 要選擇自辱邂g巒警|繞 電阻倍蓼比量邂輿巒甕側(cè)翩圈J-WATAM 圧丁給出于 IB 計(jì)算么式：譏二 Vp/(-H-/H2)寬，保持足夠的相位裕量，以改善瞬態(tài)響應(yīng)。大的電容值能提供
14、大的帶 寬，但如過大將導(dǎo)致環(huán)路頻域的增益穿越太高的值，而電容相位增量上漲不夠，導(dǎo)致相位裕量超過可接受范圍或不穩(wěn)定。其值應(yīng)小于30。相 位裕量時(shí)所對(duì)應(yīng)的值。按舍入法取值。零點(diǎn)頻Wz=V(2* n*R1*Cf)； 極點(diǎn)頻$f =1/(2* n*Cf) * (1/R1+1/R2)； 式中，R1上偏壓電阻，R2下偏壓電阻。fzfpO前饋電容可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行選取。可參考DATASHEET進(jìn)行計(jì)算選擇。28292I.ZTP6001Via2/177/1，輸薩!TP6005 EN3.4V42VC6019 T4.7uF 二J二TP6002 GNDViaSWENGNDFBU600214L60074.7uH 1V2
15、D51R6008180K-1%R600913OK=1%C602120pFC6022 lOuF 二丁“壬TP6004 GND-DC-D選的LM3674為例，可選固定輸出和可調(diào)輸出，為方便說明現(xiàn)選后者。 選擇：電容越人產(chǎn)生的紋波越小，參考DATASHEET, nJ選擇0603、X5R、6.3V 一 的4.7uF陶瓷電容； I L(max)= %/W (%)/(fsw)W40% * lout :L1.2/5.5 * (5.5-1.2)/(2*106*40%*0.4)3uH,選擇標(biāo)準(zhǔn)值為4.7uH； 可選小封裝貼片電感LQH43CN4R7M03,其飽和電流為750mA,滿足降額要求； 為降低輸出紋波，
16、參考DATASHEET,可選用0603、X7R、6.3V的10uF陶瓷電容。 丄阻選擇：R1/R2 =1.2/0.5-1=1.4,根據(jù)DATASHEET選R1=180K土 1%, R2=130K1%; 躬、二箭襪電容選擇：根據(jù)DATASHEET, Cf=1/ (2* n*R1*45K) 19.7pF,取20pF； 可選用0402、X5R、50V的20pF陶瓷電容。TP6003IV2#L L LL路 F CB=3ar的工藝走愛扌肖丄乙疋:線時(shí)降噪性能會(huì)受影響o濾輾匯入地節(jié)點(diǎn)選擇不良時(shí),由負(fù)載返回地的電流中，噪音和紋波都會(huì)增加。布局及走線 降導(dǎo)致EMI/EMC人人增人，以及效率降低，增加功耗和不穩(wěn)
17、遲仏 瓏感彳右相關(guān)信號(hào)走線不合理也會(huì)大人增加EMI/EMCo最好對(duì)整個(gè)DC-DC電路進(jìn)行屏蔽， it和干擾其他地方oRKf 輸入電容盡量靠近VI N和GROUND腳；畫：|盡量大的銅皮在VI N腳和GROUND腳處，以便散熱，多打地過孔到底平面上；軽上有不同地時(shí),盡量使用一%地平面，如不能，則不同地盡量一點(diǎn)接地； 卡184、使開關(guān)節(jié)點(diǎn)如SW腳到電感，到輸出電容，到地之間的回路盡可能短；秀萸節(jié)點(diǎn)腳是低阻抗的熱傳導(dǎo)路徑處和開關(guān)噪聲產(chǎn)生處，使用大的銅皮鏈接此腳，但不能太 彈匸二1大否則會(huì)影響其他器件或其他管腳信號(hào)；18.6、主要兩個(gè)電流回路（一個(gè)是輸入電容到VIN腳，至！J電感， 到電感，到輸出電容
18、，至I地）應(yīng)有相同方向的回流路徑，一-內(nèi)，以減少回路面積；以及增強(qiáng)抗干擾性;2.1.8.7；電源線盡量寬，以減少因線阻抗增加所帶來的電壓誤差， 2.1.8.8、電壓反饋器件遠(yuǎn)離電感和開關(guān)節(jié)點(diǎn)，信號(hào)走線遠(yuǎn)離噪聲線，盡可能靠近轉(zhuǎn)換器在噪聲器件相反面直接連接，這將減少因轉(zhuǎn)換器的反饋電壓帶來的EMI輻射，最好是轉(zhuǎn)換器件層與反饋?zhàn)呔€層之間 有地層隔離； 2.189、可把DC-DCW換器放在板的某個(gè)角落，用CMOS數(shù)字電路包圍它，然后在那對(duì)角相反角落放置敏感的放大器和I F器件； 2.1.8.10、電感兩腳之間不要走線及鋪地。到輸出電容，到地；一個(gè)是開關(guān)節(jié)點(diǎn) 且盡量靠近器件及相關(guān)腳，如5mm之18-相關(guān)P
19、CB實(shí)例見下圖。以上 KJ各冋路面積要盡量小煉理國(guó)3.4V-4 2VViii-R60U& ISOKiTP6001 VinTP6004 GNDU6002 LM3674TP6OO31V2TP6OO： GND (L60074.7uH 1V2DTP6005 C619EN集成PCB圖鹿層PCB圖202.2,丿m,貝閆低，警豳?gòu)h嚼ggj圏I 三極管，精密墓niOUTGNDi I vref IACurrent Limit/ThermalProtect io nNC2223#DO原理迂作原理：LDO的工作原理是通過負(fù)反饋調(diào)整輸岀電磕梗輸出電壓保持不變。LDO是一個(gè)步降型的DC/DC轉(zhuǎn)換器，故Vg V0Uto
20、_LDO輸入與輸出電壓關(guān)系要求：Vin三Vout+ A VoN中 V為L(zhǎng)DO內(nèi)部導(dǎo)通壓降。牙還2222、效率:-骸率與軸入電壓和輸入電壓有養(yǎng)；效率也能達(dá)到90%以上。效率計(jì)算公式：n = V0Ut/Vin* 100%oout|max= 其中,砂o轉(zhuǎn)換功耗 骸2 .(Vin - vout) * I|K11 LDO實(shí)際功耗%a = Win - Vout) * Lut + V“ TgND 驢由LDG最大允許功耗max-/Rqja汀W二其中7 Tjmax為最大允許結(jié)溫度C , 一般為+125 C ;/-Ta為環(huán)境溫度。C , 一般為+85 C ；Roja為封裝的結(jié)點(diǎn)熱阻c/w ,參考所選器件的DATA
21、SHEET。 Pa應(yīng)小于或等于Pmax。2526#勺乍輸f丿、Xffiji.rPiOIw305fef#Linear Regu la torTGNDout27丿丿 2.2.5/1 .J 2、LDO選擇考慮因素 二首先根據(jù)所要求的輸入電壓、輸出電壓、輸出電壓精度、F出電流（降額使用）、高效率和壓降要求進(jìn)行選擇,選擇高輸 出電壓精度、小壓降；仁2、然后盡量選擇低靜態(tài)電流、低噪音、高紋波抑制、高PSRR,可 _ -選用帶有BYPASS功能腳的以降低噪聲和紋波；費(fèi)逬3、-優(yōu)先選用固定電壓輸出； 2.2.5.1.5一 2.2.5.1.6 225.1.7、 2.2.5.1.8丿PI22519、根據(jù)面積要求選
22、擇相關(guān)封裝以及兼容性； 根據(jù)要求選擇是否帶有開關(guān)控制的LDO； 可考慮是否需要帶有過壓、過流、過溫保護(hù)； 選用性價(jià)比高的LDO；考慮功耗，所設(shè)計(jì)的電路LDO的消耗盡量小，不要超過最 大允許功耗Pmax ；周邊器件盡量少且?。ㄖ?、尺寸、價(jià)格）； 2.2.5.1110考慮環(huán)保、溫度、工藝等其他參數(shù); 2.2.5.1.1k某些情況下可能需要考慮啟動(dòng)時(shí)間。29out _ 1 in22選用小封裝、管腳少、常用封裝，如SOT-23-5等；選用帶有使能管腳的LDO；選用固定輸出LDO,以減少面積和成本，增加可靠性； 選用周邊器件數(shù)冃少、面積小、成本低、常用器件； 因無上電時(shí)序要求，故可不考慮LDO啟動(dòng)時(shí)間；
23、 考慮使能控制電平范圍；考慮紋波、PSRR、溫度、環(huán)保因素；考慮成本；可考慮帶有過壓、過流、過溫保護(hù)、ESD、最大允許功耗等。鋰電池供電設(shè)備 = 3.4V- 4.2V, Vout = 3.3V 1% , out= 140mA,根據(jù)需要可關(guān)斷輸出，無上電時(shí)序要求。 選擇 輸入電壓3.6V,此時(shí)效率為3.3/3.6*100% = 92%, I、要求壓降越小越好，因輸入最低可利用電壓為3.4V,而盛出曲壓要求在輸 出電流為140mA時(shí)仍為3.3V,所以此時(shí)的壓降應(yīng)小于0.1V才能滿足要求； _甕3、輸出電壓精度要小于或等于1%；_ -感2環(huán)-所選LDO的最大輸出電流應(yīng)大于200mA以上（降額70%使
24、用）； 2.2.5.2.2.5、選用彳氐靜態(tài)功耗LDO；Ffe526、_ 22522.7、 22522.8、 2.2.5.2.2.9、 2.2.5.2.2.10, 2.2.5.2.2.11 2.2.5.2.2.12 225.2213、2.2.5.2.2.14,31-刁七才.3V6W3DIN OUTEN GND100Si疋LDOU6002 TPS736OI主要類型龜I譜理逆明C3BPARAMETERTEST CONDITIONSMINTYPMAXUNITVikInput voltage range111.75.5VfbInternal reference (TPS73C01)Tj 二 *25C1
25、.1981.201.210VOutput voltage(TPS73601)e)range一Vfb55-V00fVOUTAccuracy + 0 5VV|N &5V001%A/V0ut%/AoutLoad regulation1 mA lOUT 400mA0.00210mA v lour - 400 inA0.0005Dropout voltage (VIN 二 vOUT(nom 0.1V)Iout = 400mA75200mVOutput Impedance in dropout1.7VsV,N；VOUT-.V000.25QidOutput current limitVOUT = 0 9 x
26、 Vovunj400650800mA3.6V s V：N m 4.2V. 09 M Tj s 訂09500800mA jscShort-circuil currentVout=OV450mA!rEvReverse leakage current Him)Ven 玉 0 5V. 0VVINhiVEN0 5V.VovrV,N5 5. -Krc 蘭 Tj 三+ioo=*c0 02ma、nuKJOvn curreni ugndJIIfbFB pin current (TPS73601)0.10.3maPSRRPower-supply rejection ratiof = 100H乙 lour = 40
27、0mA58(riDDle r election)2 10KH乙 I。 = 400mA37czOutput noise voltageCout 二 10pF, No Cnr27xVOutBW= 10H2-100KH2Cout = IOpF, Cnr 二 0.0 IpF8-5 x VoyyMvRMSytSTRStartup timeout 二 3V, Rl 二 30Q Cqut 二 1 pF, Cnr = 0 OlpF600PSVen(HI)Enable high (enabled)17Wny 1Ven(LO)Enable low (shutdown)00.5Ven(HI)Enable pin c
28、urrent (enabled)VEN = 6 5V0 020.1mATsdThermal shutdown temperatureShuMown. lempeiBlure increasing*160oQRset: temperature decreasing+ 140JOperating junction temperature-40+125C60JBV1.26C/2-L-4T0-CaDROPOUT VOLTAGE vs OUTPUT CURRENTeo0402050100150200350300350400PACKAGESaD8V24mW3IOmW&TCNVA fimWr C* f V
29、V5 6mWZ;CDERATING FACTOR TA J / / J 鄉(xiāng)二丿f c fy I _1 AU AU rLr/ t / n51( 一1 I 少2込兒矗 hjj兩 j 饑呵倫答和廠緒丁/I L：么止QfH 么g 么氏即r7zlIlli i口鳥牛陽 TH尿南上/ 口 * 0 fp ：rEJ 7H?/廠J L 丿 xLi J J J1 JJ !/ U J U 27 J JJJ !丄丿丿r 刃 1/1 J !_3 J J J rj f/jij利噪刼綻趣說仏惑優(yōu)化的布線藪鍾U60023V6D3V3DTPS73601fENi s Ti1丄.MB 1JRtraceii1EN GNDC6019 l
30、uF 二IN OUTNR/FBR600844.2K1%IR6009.25.5K1%IC6012lOpFL2 |C6022 T=i= O.luF=Rtrace理想的布線設(shè)計(jì)圖:丿227耳積最小，走線一定要考慮各個(gè)器件之間的干擾和輻射，器 I合理布局可有利于有效地減少各個(gè)器件之間的相互干擾和 輻射。反饋信號(hào)盡量靠近反饋腳。31#U6C601：32勺架總荷泵的內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：山一開關(guān)電路按設(shè)定頻率高速開關(guān)、-個(gè)控制器、一個(gè)誤差放大器、一個(gè)基準(zhǔn)源、一個(gè)取樣反饋電路或 量稠節(jié)器組成?？山祲狠敵?、升壓輸出和升降壓輸出。.Charge PUmp結(jié)構(gòu)示意圖：34丿 232丿 2 3夕鬥嫌ge Pump主要類別:
31、調(diào)整電容式電荷泵：如圖Vih nXAM童電ItCi匸二號(hào)二2.3乏2、可調(diào)整電容式電荷泵：如圖3637#233233 Charge Pump原理J：作原理存電容式電荷泵通過開關(guān)陣列和振蕩器、邏輯電路、比較控制器實(shí) 壬 現(xiàn)電壓提升，采用電容器來貯存能量。電荷泵僅用外部電容即可 L提供土 2倍的輸出電壓。其損耗主要來自電容器的ESR(等效串聯(lián)電二壬三油)和內(nèi)部開關(guān)晶體管的RDS (ON) o芝二三 先貯存能量，然后以受控方式釋放能量，以獲得所需的輸出電壓。 2.3.3.2.效率：三曠亠效率能達(dá)80%以上。二二-效率計(jì)算公式：n = Vout/ (Vin* G) TOO%。其中，G為轉(zhuǎn)換增益，G常用
32、值為0.5、0.5、1、1.5、2oge Pump功耗 arge Pump轉(zhuǎn)換功耗 G = (G* Vin -Vout)* lout 曇G襄示轉(zhuǎn)換增益,lut為輸出總電流，充電泵的最大輸出電流限制在 左右，基本由集成開關(guān)晶體管與外部”飛”電容器的大小所決定。Charge Pump實(shí)際功耗 -：*PDaJRG* Vin-Vout)* lout+ Vin * lQ 喜式中G表示轉(zhuǎn)換增益，Iq為輸出總電流為lut時(shí)的靜態(tài)電流。 臺(tái)否3、Charge Pump最大允許功耗 _ 一 -Pmax=(TjmaxTA)/RJA二 匸=-其中，門喻為最大允許結(jié)溫度C , 一般為+125 C ;八一Ta為環(huán)境溫度
33、C , 一般為+85loC ；RejA為封裝的結(jié)點(diǎn)熱阻C/W ,參考所選器件的DATASHEET o Pm應(yīng)小于或等于卩喻。39主要類型電師管理說明-23丁少詼涉PLHg應(yīng)用電路旦：歯泌語據(jù)蠢曙嬲19 -衛(wèi)老攀帚了 :鳥楊 ii一=亠 F* -CflyV|Nc c+VINVOUTSHDNVOUTCoUTGNDGND、Z-gnd41JJJF理說明Ch eirye Purnp番2361.6、-2.361.7、 亠 2 3 ;6. 8、 2.3.6.1.92.361.11、11、Charge Pump選擇考慮因素先根據(jù)所要求的低輸入電壓、輸出電壓、高輸出電壓精度、 二出電流、高效率進(jìn)行選擇；泊2、然
34、后選擇高的開關(guān)頻率，以使用小的外部電容，也應(yīng)注意EMI 連3、盡量選擇低靜態(tài)電流、低噪音、輸出紋波；I36i14選用PWM和PFM控制功能，以提高輕載和重載時(shí)的效率； 墜駅木5、優(yōu)先選用固定電壓輸出；根據(jù)面積要求選擇相關(guān)封裝以及兼容性； 根據(jù)要求選擇是否帶有開關(guān)控制的電荷泵； 可考慮是否需要帶有過壓、過流、過溫保護(hù)； 選用性價(jià)比高的電荷泵；2.316.1.10考慮功耗，所設(shè)計(jì)的電路電荷泵的消耗盡量小，不要超過最 大允許功耗Pmax ；周邊器件盡量少且?。ㄖ?、尺寸、價(jià)格）； 2.3.6:1.12,考慮環(huán)保、溫度、工藝等其他參數(shù)； 2.3.6.1.13某些情況下可能需要考慮啟動(dòng)時(shí)間。2. J 22
35、30221需一節(jié)鋰龜池供電設(shè)備Vjn3|4V-4.2V, Vout=5lOV5%, lout 90mA,根 :要可關(guān)斷輸出，無電時(shí)序要求。:泵選擇取輸入電壓3.4V,效率為100%時(shí)，G應(yīng)5/3.4=1.47；吉?jiǎng)o輸入電壓4.2V,效率為100%時(shí)，G應(yīng)5/4.2=1.19；祈以GM1.47,但因G常用值1.5、2,所以可選G為2；最小效率為5/ (4.2*1.5)1*100% =80%；輸出電壓精度應(yīng)W5%；所選電荷泵的典型輸出電流應(yīng)2130mA以上(降額70%使用)；選用低靜態(tài)功耗電荷泵；選用爾封裝、管腳少、常用封裝；選用帶有使能管腳的電荷泵；選用固定輸岀電荷泵，以減少面積和成本，增加可靠
36、性；選用周邊器件數(shù)目少、面積小、成本低、常用器件；因無上電時(shí)序要求，故可不考慮電荷泵啟動(dòng)時(shí)間；考慮使能控制電平范圍；考慮成本、紋波、溫度、環(huán)保因素；22、_卜6223、尸 23622.4、 2.3.6.2.2.5、12 召6226、一亠一 2.36227、 2.3.6.2.2.8 2.36229、 2.362210、2.3.6.2.2.11,2.3.6.2.2.12,2.3.6.2.2.13,司考慮帶有過壓、過流、過溫保護(hù)、ESD、最大允許功耗等。45Cn eircie PurrTEST CONDITIONS-MINPARAMETERPOWER STAGE :&TP1 V1NTP3 *5VTP
37、2 GNDr8mW,-85) /140=286mWo&NInput voltage range2755JVUVLOUndervoltage lockout threshold192 1Operating quiescent currentIqut 二 140 mA Enable 二 VJhJ4 7ostopSkip mode operating quiescentIqvt = 0 mA, Enable二Wn (No switching)80mAcurrentIout 二 0 mA. Enable = V|N(Minimum switching)90內(nèi)soShut down current2.7
38、 V s V|N s 5.5 7、Enable = 0 V1kAJVpirrOutput voltageinlour s 50 mA. 2.7 V V)N 5.5V4.85.05.2v )VouTcgSkip mode output voltagelOUT = 0niA, 27VsV1Ns55V畑乜1VSwitching frequency*15PARAMETERTEST CONDITIONSMINTYPMAXUNITSSt.meSoft-start timeFrom the nsing edge of enable to 90% output150OUTPUT CURRENTouTnomMa
39、ximum output currenlVqut remains between 4 8V and 5 2 V,120mA3 1 V V|N 5 5 VI33V V,n5.5 V140rIqut shortShort circuit currentVour = 0V80trARIPPLE VOLTAGE%Output ripple voltagelour = 140 mA30mVENABLE CONTROLVhiLogic high in put voltage27VVins55V1.3ViNvuLogic low input voltage-020.4V)IhiLogic high inpu
40、t current1InLogic low input current1ATYP MAX UNITVINVOUTENACP-GNDP+IITPS6O15OQUIESCENT CURRENT vs INPUT VOLTAGEGNDii 11 ENAVIN ! 1|CPVOUT1 iI CP*PACKAGETHERMAL RESISTANCETa - 259DERATING FACTORTa= 85CR0JAPOWER RATINGABOVE Ta = 259POWER RATINGLowK DRV140X/W715 mW7 1 mW/9C285 mW47aril凋邊器件選擇 的周邊器件一般是由3-4個(gè)電容組成。:輸入電容選擇1寬范圍、低等效串聯(lián)電阻(ESR)、低價(jià)陶瓷電容器，使電荷泵在零到滿負(fù)荷的全部 內(nèi)穩(wěn)壓效果穩(wěn)定。暑般輸入電容值是飛電容的24倍，
便攜式電源管理設(shè)計(jì)
